2024高中生物專題1基因工程4蛋白質(zhì)工程的崛起達標訓練含解析新人教版選修3

PAGE7-蛋白質(zhì)工程的崛起1．蛋白質(zhì)工程崛起的緣由是()A．自然蛋白質(zhì)使生物適應(yīng)環(huán)境B．自然蛋白質(zhì)均為自然界已經(jīng)存在的種類C．自然蛋白質(zhì)不能夠完全滿意人類生產(chǎn)、生活的須要D．自然蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和種類是長期自然選擇的結(jié)果解析：自然蛋白質(zhì)均為自然界已經(jīng)存在的種類，雖然能夠滿意生物的生存須要，但不能完全滿意人類生產(chǎn)和生活的須要，這是蛋白質(zhì)工程崛起的緣由。答案：C2．下列不屬于蛋白質(zhì)工程成果的是()A．改造酶的結(jié)構(gòu)，提高酶的熱穩(wěn)定性B．生產(chǎn)出鼠—人嵌合抗體C．將tPA分子中的天門冬酰胺替換為谷氨酰胺D．將人的胰島素基因整合到大腸桿菌體內(nèi)生產(chǎn)胰島素解析：將人的胰島素基因整合到大腸桿菌體內(nèi)生產(chǎn)胰島素屬于基因工程的成果。答案：D3．下列關(guān)于基因工程和蛋白質(zhì)工程的說法正確的是()A．蛋白質(zhì)工程和基因工程的目的都是獲得人類須要的蛋白質(zhì)，所以二者沒有區(qū)分B．基因工程是蛋白質(zhì)工程的關(guān)鍵技術(shù)C．通過蛋白質(zhì)工程改造后的蛋白質(zhì)有的仍舊是自然的蛋白質(zhì)D．蛋白質(zhì)工程是在蛋白質(zhì)分子水平上干脆改造蛋白質(zhì)的解析：本題考查基因工程與蛋白質(zhì)工程的區(qū)分與聯(lián)系。蛋白質(zhì)工程的目標是依據(jù)人們對蛋白質(zhì)功能的特定需求，對蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)進行分子設(shè)計。其中，基因工程是關(guān)鍵技術(shù)，是蛋白質(zhì)工程的基礎(chǔ)，因為對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的改造是通過改造基因來實現(xiàn)的，所以蛋白質(zhì)工程是在基因水平上改造，改造后的蛋白質(zhì)不再是自然的蛋白質(zhì)。答案：B4．下列不屬于蛋白質(zhì)工程的是()A．對胰島素進行改造，生產(chǎn)速效型藥品B．改造酶的結(jié)構(gòu)，提高酶的熱穩(wěn)定性C．將天冬氨酸激酶的一個蘇氨酸替換為異亮氨酸D．將限制人的胰島素合成的基因整合到大腸桿菌體內(nèi)生產(chǎn)胰島素解析：將限制人的胰島素合成的基因整合到大腸桿菌體內(nèi)生產(chǎn)胰島素，屬于基因工程。答案：D5．干擾素是動物體內(nèi)合成的一種蛋白質(zhì)，可以用于治療病毒感染和癌癥，但體外保存相當困難，假如將其分子上的一個半胱氨酸變成絲氨酸，就可在－70℃下保存半年，給廣闊患者帶來福音。(1)蛋白質(zhì)的合成是受基因限制的，因此獲得能夠限制合成“可以保存的干擾素”的基因是生產(chǎn)的關(guān)鍵，依據(jù)蛋白質(zhì)工程原理，設(shè)計試驗流程，讓動物生產(chǎn)“可以保存的干擾素”(請?zhí)顚?。eq\x(\a\al(,,))eq\o(→,\s\up10(設(shè)計),\s\do5())eq\x(\a\al(,,))eq\o(→,\s\up10(推想),\s\do5())eq\x(\a\al(,,))eq\o(→,\s\up10(合成),\s\do5())eq\x(\a\al(,,))(2)基因工程和蛋白質(zhì)工程相比較，基因工程在原則上只能生產(chǎn)____________的蛋白質(zhì)，不肯定符合人類生產(chǎn)和生活的須要。而蛋白質(zhì)工程是以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過____________或__________，對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進行________，或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿意人類的生產(chǎn)和生活須要。(3)蛋白質(zhì)工程實施的難度很大，緣由是蛋白質(zhì)具有非常困難的____________結(jié)構(gòu)。(4)對自然蛋白質(zhì)進行改造，應(yīng)當干脆對蛋白質(zhì)分子進行操作，還是通過對基因的操作來實現(xiàn)？______________________________。緣由是_______________________________________________。解析：基因工程遵循中心法則，從DNA→mRNA→蛋白質(zhì)折疊產(chǎn)生功能，基本上是生產(chǎn)出自然界已有的蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)工程是依據(jù)以下思路進行的：確定蛋白質(zhì)的功能→蛋白質(zhì)應(yīng)有的高級結(jié)構(gòu)→蛋白質(zhì)應(yīng)具備的折疊狀態(tài)→應(yīng)有的氨基酸序列→應(yīng)有的堿基排列→創(chuàng)建出自然界不存在的蛋白質(zhì)。答案：(1)預(yù)期蛋白質(zhì)的功能蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)應(yīng)有的氨基酸序列相應(yīng)的脫氧核苷酸序列(基因)(2)自然界已存在基因修飾基因合成改造(3)空間(或高級)(4)對基因的操作基因限制蛋白質(zhì)的合成，并且基因能遺傳給下一代A級基礎(chǔ)鞏固1．蛋白質(zhì)工程的實質(zhì)是()A．改造蛋白質(zhì) B．改造mRNAC．改造基因 D．改造氨基酸解析：蛋白質(zhì)工程的目的是獲得人類須要的蛋白質(zhì)，由于蛋白質(zhì)的合成是受基因限制的，因此對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)進行設(shè)計改造，最終通過改造基因來實現(xiàn)。答案：C2．蛋白質(zhì)工程的基本流程是()①蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)設(shè)計②DNA合成③預(yù)期蛋白質(zhì)功能④依據(jù)氨基酸序列推出脫氧核苷酸序列A．①②③④ B．④②①③C．③①④② D．③④①②解析：蛋白質(zhì)工程的基本流程是：③預(yù)期蛋白質(zhì)功能→①蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)設(shè)計→④依據(jù)氨基酸序列推出脫氧核苷酸序列→②DNA合成。答案：C3．蛋白質(zhì)工程中，干脆進行操作改造的是()A．氨基酸結(jié)構(gòu) B．蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)C．肽鏈結(jié)構(gòu) D．基因結(jié)構(gòu)解析：蛋白質(zhì)工程是通過改造基因的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)的，緣由有兩個：①任何一種自然的蛋白質(zhì)都是由基因確定的，改造了基因即對蛋白質(zhì)進行改造，而且改造過的蛋白質(zhì)可以遺傳；②對基因進行改造比對蛋白質(zhì)干脆改造要簡單操作，難度要小得多。答案：D4．蛋白質(zhì)工程在實施中遇到的最大的難題是()A．生產(chǎn)的蛋白質(zhì)無法應(yīng)用B．發(fā)展前景太窄C．對大多數(shù)蛋白質(zhì)的高級結(jié)構(gòu)不清晰D．無法人工合成目的基因解析：多數(shù)蛋白質(zhì)具有困難的高級結(jié)構(gòu)，即空間結(jié)構(gòu)，而許多蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)是人們目前還不清晰的，所以蛋白質(zhì)工程仍須要經(jīng)驗艱辛的探究。答案：C5．下列關(guān)于蛋白質(zhì)工程的說法不正確的是()A．蛋白質(zhì)工程能將人抗體的某些區(qū)段替代鼠單克隆抗體的區(qū)段，降低鼠單克隆抗體免疫原性B．蛋白質(zhì)工程可對酶的催化活性、底物專一性、抗氧化性、熱變性等加以變更C．理論上通過對關(guān)鍵氨基酸的置換與增刪是進行蛋白質(zhì)工程的唯一方法D．蛋白質(zhì)工程的崛起主要是工業(yè)生產(chǎn)和基礎(chǔ)理論探討的須要解析：蛋白質(zhì)工程的類型主要有兩種：一是從頭設(shè)計，即完全依據(jù)人的意志設(shè)計合成蛋白質(zhì)；二是定位突變與局部修飾，即在已有的蛋白質(zhì)基礎(chǔ)上，只進行局部的修飾，通過造成一個或幾個堿基定位突變，以達到修飾蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)的目的，A項正確。蛋白質(zhì)工程可以在已有的蛋白質(zhì)基礎(chǔ)上，只進行局部的修飾，通過造成一個或幾個堿基定位突變，以達到修飾蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)的目的，蛋白質(zhì)工程可對酶的催化活性、底物專一性、抗氧化性、熱變性等加以變更，B項正確。蛋白質(zhì)工程是指以蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過基因修飾或基因合成，對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進行基因改造，或制造一種新的蛋白質(zhì)，C項錯誤。蛋白質(zhì)工程的崛起主要是工業(yè)生產(chǎn)和基礎(chǔ)理論探討的須要，D項正確。答案：C6．醫(yī)學上，蛋白質(zhì)工程藥物正逐步取代第一代基因工程多肽蛋白質(zhì)類替代治療劑，下列關(guān)于基因工程藥物與蛋白質(zhì)工程藥物的說法正確的是()A．都與自然產(chǎn)物完全相同B．都與自然產(chǎn)物完全不相同C．基因工程藥物與自然產(chǎn)物完全相同，蛋白質(zhì)工程藥物與自然產(chǎn)物可不相同D．基因工程藥物與自然產(chǎn)物不相同，蛋白質(zhì)工程藥物與自然產(chǎn)物完全相同解析：基因工程合成的藥物與自然產(chǎn)物完全相同，而蛋白質(zhì)工程可以合成出自然界不存在的蛋白質(zhì)，即與自然產(chǎn)物可不相同。答案：CB級實力訓練7．人們發(fā)覺蛛絲蛋白比蠶絲蛋白更細，但強度卻更大，于是有人試圖通過破解蛛絲蛋白的結(jié)構(gòu)從而推出其基因結(jié)構(gòu)，以指導對蠶絲蛋白基因的修改，從而讓蠶也吐出像蛛絲蛋白一樣堅韌的絲，此過程的名稱和依據(jù)的原理分別是()A．基因突變：DNA→RNA→蛋白質(zhì)B．基因工程：RNA→RNA→蛋白質(zhì)C．基因工程：DNA→RNA→蛋白質(zhì)D．蛋白質(zhì)工程：蛋白質(zhì)→RNA→DNA→RNA→蛋白質(zhì)解析：通過修改已知蠶絲蛋白的基因，從而創(chuàng)建出全新的蛋白質(zhì)的過程叫蛋白質(zhì)工程，其原理是蛋白質(zhì)→RNA→DNA→RNA→蛋白質(zhì)。答案：D8．蛋白質(zhì)工程中，對蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)進行分子設(shè)計的依據(jù)是()A．人們對蛋白質(zhì)功能的特定需求B．蛋白質(zhì)中氨基酸序列C．信使RNA中核糖核苷酸序列D．基因中脫氧核苷酸序列解析：蛋白質(zhì)工程的目標是依據(jù)人們對蛋白質(zhì)功能的特定需求，對蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)進行分子設(shè)計。答案：A9．目前科學家們通過蛋白質(zhì)工程制造出了藍色熒光蛋白、黃色熒光蛋白等，采納蛋白質(zhì)工程技術(shù)制造出藍色熒光蛋白過程的正確依次是()①推想藍色熒光蛋白的氨基酸序列和基因的核苷酸序列②藍色熒光蛋白的功能分析和結(jié)構(gòu)設(shè)計序列③藍色熒光蛋白基因的合成④表達出藍色熒光蛋白A．①②③④ B．②①③④C．②③①④ D．④②①③解析：蛋白質(zhì)工程的基本途徑是從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能動身→設(shè)計預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)→推想應(yīng)有的氨基酸序列→找到相對應(yīng)的脫氧核苷酸序列(基因)→表達出相應(yīng)的蛋白質(zhì)，故正確依次應(yīng)當是②①③④。答案：B10．科學家通過對胰島素的改造，已使其成為速效型藥品。下圖是用蛋白質(zhì)工程設(shè)計速效胰島素的生產(chǎn)過程，請據(jù)圖回答有關(guān)問題：(1)構(gòu)建新的蛋白質(zhì)模型是蛋白質(zhì)工程的關(guān)鍵，圖中構(gòu)建新的胰島素模型的主要依據(jù)是_____________________________________。(2)通過人工合成DNA形成的新基因應(yīng)與________結(jié)合后轉(zhuǎn)移到________________中才能得到精確表達。(3)若要利用大腸桿菌生產(chǎn)速效胰島素，需用到的生物工程有________________、________________和發(fā)酵工程。(4)圖片中從新的胰島素模型到新的胰島素基因的基本思路是_____________________________________________________________________________________________________________。答案：(1)蛋白質(zhì)的預(yù)期功能(2)載體大腸桿菌等受體細胞(3)蛋白質(zhì)工程基因工程(4)依據(jù)新的胰島素模型中氨基酸的序列，推想出其基因中的脫氧核苷酸序列，然后利用DNA合成儀來合成出新的胰島素基因11．賴氨酸是人體八大必需氨基酸之一，能促進人體發(fā)育、增加免疫功能，并有提中學樞神經(jīng)組織功能的作用。某農(nóng)科所科技人員欲通過將玉米某種蛋白酶改造成“M酶”，從而大大提高玉米種子中賴氨酸的含量，以期盼培育出高賴氨酸玉米新品種。據(jù)此請回答下列問題：(1)科技人員先從“提升玉米種子中賴氨酸含量”這一功能動身，預(yù)期構(gòu)建出________的結(jié)構(gòu)，再推想出相對應(yīng)目的基因的________序列，最終合成出“M酶”基因。(2)科技人員獲得“M酶”基因后，常利用________技術(shù)在體外將其大量擴增，此過程須要一種特別的酶是____________________。(3)“M酶”基因只有插入________________中，才能確?！癕酶”基因在玉米細胞中得以穩(wěn)定遺傳。科技人員將“M酶”基因?qū)胗衩准毎许氁柚鷂___________的運輸。(4)依據(jù)________________原理，可將含有“M酶”基因的玉米細胞培育成轉(zhuǎn)“M酶”基因的玉米植株。為了確保育種勝利，科技人員須要通過________________，從個體水平加以鑒定。解析：蛋白質(zhì)工程以蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過基因修飾或基因合成，對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進行基因改造，或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿意人類的生產(chǎn)和生活的須要，蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上，延長出來的其次代基因工程。(1)依據(jù)題干信息已知，某農(nóng)科所科技人員欲通過將玉米某種蛋白酶改造成“M酶”，則應(yīng)當利用蛋白質(zhì)工程，先預(yù)期構(gòu)建出“M酶”(蛋白質(zhì))的結(jié)構(gòu)，再推想出相對應(yīng)目的基因的脫氧核苷酸序列，最終合成出“M酶”基因。(2)基因工程中，獲得的目的基因一般利用PCR技術(shù)進行擴增，過程中須要耐高溫聚合酶(Taq酶)的催化。(3)要想確?！癕酶”基因在玉米細胞中得以穩(wěn)定遺傳，必需將“M酶”基因插入玉米細胞的染色體DNA中；將“M酶”基因(目的基因)導入玉米細胞中須要借助(基因表達)載體的運輸。(4)植物組織培育技術(shù)依據(jù)植物細胞的全能性原理，可將含有“M酶”基因的玉米細胞培育成轉(zhuǎn)“M酶”基因的玉米植株。科技人員須要通過測定玉米種子中賴氨酸含量，從個體水平加以鑒定，以確保育種勝利。答案：(1)“M酶”脫氧核苷酸(2)PCRTaq酶(或“熱穩(wěn)定DNA聚合酶”)(3)玉米細胞的染色體DNA(基因表達)載體(4)植物細胞具有全能性測定玉米種子中賴氨酸含量12．綠色熒光蛋白(GFP)能在藍光或紫外光的激發(fā)下發(fā)出熒光，這樣借助GFP發(fā)出的熒光就可以跟蹤蛋白質(zhì)在細胞內(nèi)部的移動狀況，幫助推斷蛋白質(zhì)的功能。GFP基因可作為目的基因用于培育綠色熒光小鼠，下圖表示培育綠色熒光小鼠的基本流程：請依據(jù)上述材料回答下列問題。(1)用于培育綠色熒光小鼠的基因表達載體的組成必需有啟動子、標記基因、__________和__________。圖中過程②常用的方法是______________________。(2)GFP基因與目的基因一起構(gòu)建到載體上不影響目的基因的表達，也不影響由目的基因限制合成的蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能，且對細胞無毒性作用，因此GFP基因可以作為基因表達載體上的______________________________________________________。(3)目前科學家們通過______________工程制造出了藍色熒光蛋白、黃色熒光蛋白等，該工程是干脆改造GFP分子，還是改造GFP基因？___________________________________________________。請寫出該工程的基本流程_______________________________。答案：(1)GFP基因終止子顯微注射法(2)標記基因(3)蛋白質(zhì)改造GFP基因(綠色熒光蛋白基因)預(yù)期蛋白質(zhì)功能→設(shè)計預(yù)期蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)→推想氨基酸序列→推知基因的核苷酸序列→修飾(合成)相應(yīng)基因→表達出相應(yīng)蛋白質(zhì)13．在體內(nèi)，人胰島素基因表達可合成出一條稱為前胰島素原的肽鏈，此肽鏈在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中經(jīng)酶甲切割掉氨基端一段短肽后成為胰島素原，進入高爾基體的胰島素原經(jīng)酶乙切割去除中間片段C后，產(chǎn)生A、B兩條肽鏈，再經(jīng)酶丙作