最新201X學年生物人教版選修三優(yōu)化練習：專題11.4蛋白質工程的崛起Word版含解析

1、課時作業(yè)一、選擇題1下列不屬于蛋白質工程崛起理由的是()A自然界已有的蛋白質能滿足特定物種生存的需要B轉基因生物表達出的新型蛋白質是其他物種早已存在的C自然界現有蛋白質的功能與特點不一定能滿足人類的需要D現有蛋白質的特點可能限制了其自身的大量合成解析：蛋白質工程是在基因工程的基礎上延伸出來的，其崛起的主要緣由是：基因工程只能生產出自然界已有的蛋白質，這些蛋白質雖然能滿足特定物種生存的需要，卻不一定能滿足人類的某種特殊需要，所以需要對蛋白質進行改造。A項敘述與改造蛋白質的緣由無關，真正的緣由還是現有的蛋白質不一定能滿足人類的需要。D項是對現有蛋白質不能滿足人類某項需求的特點的描述。答案：A2蛋白

2、質工程的目標是()A通過對基因進行誘變，產生新的蛋白質B通過基因重組，合成生物體本來沒有的蛋白質C根據人們對蛋白質功能的特定需求，改造或制造蛋白質D生產大量的蛋白質解析：蛋白質工程是指為了滿足人類的生產和生活的需要，以蛋白質分子的結構規(guī)律和生物功能為基礎，通過對基因修飾或合成新的基因，對現有的蛋白質進行改造，或制造一種新的蛋白質。答案：C3當前醫(yī)學上，蛋白質工程藥物正逐步取代第一代基因工程多肽蛋白質類治療劑，則基因工程藥物與蛋白質工程藥物的區(qū)別是()A都與天然產物完全相同B都與天然產物不相同C基因工程藥物與天然產物完全相同，蛋白質工程藥物與天然產物不相同D基因工程藥物與天然產物不相同，蛋白質工

3、程藥物與天然產物完全相同解析：基因工程合成的是自然界已存在的蛋白質，與相應天然產物完全相同。蛋白質工程可以合成自然界不存在的蛋白質，與天然產物不相同。答案：C4下列有關蛋白質工程和基因工程的說法正確的是()A蛋白質工程和基因工程的目的都是獲得人類需要的蛋白質，所以二者沒有區(qū)別B基因工程是蛋白質工程的關鍵技術C通過蛋白質工程改造后的蛋白質有的仍然是天然的蛋白質D蛋白質工程是在蛋白質分子水平上直接改造蛋白質的解析：蛋白質工程是根據人們對蛋白質功能的特定需求，對蛋白質的結構進行分子設計。其中，基因工程是關鍵技術，是蛋白質工程的基礎，因為對蛋白質結構的改造是通過改造基因而實現的，所以蛋白質工程是在基因

4、水平上改造蛋白質，改造后的蛋白質不再是天然的蛋白質。答案：B5蛋白質工程在實施中最大的難題是()A生產的蛋白質無法應用B發(fā)展前景太窄C對于大多數蛋白質的高級結構不清楚D無法人工合成目的基因解析：蛋白質發(fā)揮功能依賴于其高級結構，而蛋白質的高級結構十分復雜。目前科學家對大多數蛋白質高級結構的了解還很不夠，這是蛋白質工程在實施中的最大難題。答案：C6蛋白質工程的實質是()A改造基因結構 B改造蛋白質結構C改變肽鏈結構 D改變氨基酸結構解析：蛋白質工程是通過基因修飾或基因合成，對現有蛋白質進行改造，或制造一種新的蛋白質，其實質就是改造基因結構。答案：A7下列有關蛋白質工程的敘述中，錯誤的是()A收集大

5、量的蛋白質分子結構的信息，以便分析結構與功能之間的關系B蛋白質工程的原理是從預期的蛋白質功能出發(fā)最終推測出脫氧核苷酸序列的過程CT4溶菌酶中引入二硫鍵提高了它的熱穩(wěn)定性是蛋白質工程的體現D蛋白質工程只能改造現有的蛋白質而不能制造新的蛋白質解析：蛋白質結構的多樣性決定蛋白質功能的多樣性，在實施蛋白質工程的準備階段，只有收集到大量的蛋白質結構的信息，才能從其中尋求到某一結構跟預期的蛋白質功能之間的關系，從而據其構建出某一段氨基酸序列，此氨基酸序列成為構建脫氧核苷酸序列(即基因)的依據，A、B項正確。T4溶菌酶是蛋白質，對其改造屬于蛋白質工程，C項正確。在蛋白質工程中，基因修飾后可以表達出改造的蛋白

6、質，基因合成后可以制造出新的蛋白質。答案：D8某種微生物合成的蛋白酶與人體消化液中的蛋白酶的結構和功能很相似，只是其熱穩(wěn)定性較差，進入人體后容易失效?，F要將此酶開發(fā)成一種片劑，臨床治療食物消化不良，最佳方案是 ()A替換此酶中的少數氨基酸，以改善其功能B將此酶與人蛋白酶進行拼接，形成新的蛋白酶C重新設計與創(chuàng)造一種蛋白酶D減少此酶在片劑中的含量解析：蛋白質的結構包括一級結構和空間結構，一級結構是指組成蛋白質的氨基酸的種類、數量、排列順序，蛋白質的功能是由一級結構和空間結構共同決定的，特別是空間結構與蛋白質的功能關系更密切。要想使蛋白酶熱穩(wěn)定性有所提高，就要改變蛋白質的結構，此類問題一般是對蛋白質

7、中的個別氨基酸進行替換。答案：A9增加玉米細胞中賴氨酸含量最有效的途徑是()A將富含賴氨酸的蛋白質編碼基因導入玉米細胞B切除玉米細胞中天冬氨酸激酶基因和二氫吡啶二羧酸合成酶基因的個別堿基C更換天冬氨酸激酶基因和二氫吡啶二羧酸合成酶基因的個別堿基D將根瘤菌的固氮基因導入玉米細胞解析：玉米中賴氨酸的含量比較低，原因是賴氨酸合成過程中的兩個關鍵酶天冬氨酸激酶和二氫吡啶二羧酸合成酶的活性，受細胞內賴氨酸濃度的影響較大，當賴氨酸濃度達到一定量時，就會抑制這兩個酶的活性。通過更換控制合成這兩種酶基因的個別堿基，可大大提高玉米葉片和種子中的游離賴氨酸的含量。答案：C10科學家將­干擾素基因進行定點

8、突變導入大腸桿菌中表達，使干擾素第十七位的半胱氨酸改變成絲氨酸，結果大大提高了­干擾素的抗病活性，并且提高了儲存穩(wěn)定性。該生物技術為()A基因工程 B蛋白質工程C基因突變 D組織培養(yǎng)解析：題目中的操作中涉及的基因顯然不再是原來的基因，其合成的­干擾素也不是天然­干擾素，而是經過改造的、具有人類所需優(yōu)點的蛋白質，因而整個過程利用的生物技術應為蛋白質工程。答案：B11科學家為提高玉米中賴氨酸含量，將天冬氨酸激酶的第352位的蘇氨酸變成異亮氨酸，將二氫吡啶二羧酸合成酶中104位的天冬酰胺變成異亮氨酸，就可以使玉米葉片和種子中的游離賴氨酸含量分別提高5倍和2倍，下列對蛋白

9、質的改造，操作正確的是()A直接通過分子水平改造蛋白質B直接改造相應的mRNAC對相應的基因進行操作D重新合成新的基因解析：蛋白質工程的直接操作對象是基因。答案：C12豬的胰島素用于人體降低血糖濃度的效果不明顯，原因是豬的胰島素分子中有一個氨基酸與人的不同。為了使豬的胰島素用于臨床治療人的糖尿病，用蛋白質工程對蛋白質分子進行設計的最佳方案是()A對豬的胰島素進行一個不同氨基酸的替換B將豬的胰島素和人的胰島素進行拼接，組成新的胰島素C將豬的胰島素和人的胰島素混合在一起治療人的糖尿病D根據人的胰島素設計制造一種新的胰島素解析：由于豬的胰島素分子中只有一個氨基酸與人的胰島素不同，所以可通過蛋白質工程

10、中蛋白質的分子設計，只需替換這一個不同的氨基酸即可。雖然根據人胰島素分子的結構設計一種全新的胰島素也可以用于臨床治療，但在分子設計和胰島素的生產方面都存在著很多困難，所以不是最佳方案。答案：A二、非選擇題13下圖為蛋白質工程操作的基本思路，請據圖回答下列問題：(1)代表蛋白質工程操作思路的過程是_，代表中心法則內容的是_。(填寫數字)(2)寫出圖中各數字代表的生物學過程的名稱或內容：_，_，_，_，_。(3)蛋白質工程的目的是_，通過_實現。(4)從圖中可以看出蛋白質工程的基本途徑與中心法則是_的。解析：天然蛋白質合成的過程是按照中心法則進行的，而蛋白質工程的基本途徑與之相反，即從預期的蛋白質

11、功能出發(fā)設計預期的蛋白質結構推測應有的氨基酸序列找到相應的脫氧核苷酸序列(基因)。答案：(1)(2)轉錄翻譯折疊分子設計DNA合成(3)對蛋白質的結構進行分子設計基因修飾或基因合成(4)相反14胰島素可以用于治療糖尿病，但是胰島素被注射到人體后，會堆積在皮下，要經過較長的時間才能進入血液，而進入血液的胰島素又容易分解，因此，治療效果受到影響。下面是用蛋白質工程設計速效胰島素的生產過程，請據圖回答有關問題：(1)構建新的蛋白質模型是蛋白質工程的關鍵，圖中構建新的胰島素模型的主要依據是：_。(2)通過人工合成DNA形成的新基因應與_結合后轉移到_中才能得到準確表達。(3)若要利用大腸桿菌生產速效胰

12、島素，需用到的生物工程有_、_和發(fā)酵工程。(4)圖解中從新的胰島素模型到新的胰島素基因的基本思路是什么？_。解析：(1)蛋白質工程的目的是根據人們對蛋白質功能的特定需求，對蛋白質結構進行分子設計，因此，圖中構建新的胰島素模型的依據是胰島素的預期功能，即速效胰島素。(2)合成的目的基因應與載體形成重組DNA分子后導入受體細胞中才能表達。(3)利用蛋白質工程生產自然界原本不存在的蛋白質，需對原有的蛋白質進行改造。根據新的胰島素中氨基酸序列推測出其基因中的脫氧核苷酸序列，人工合成新的胰島素基因，形成目的基因，改造好的目的基因需通過基因工程來生產基因產物，并且在生產過程中要借助工程菌，所以還需要進行發(fā)

13、酵，因此該過程涉及蛋白質工程、基因工程和發(fā)酵工程。(4)由新的蛋白質模型到構建新的基因，其基本設計思路是根據新的蛋白質中氨基酸的序列，推測出基因中的脫氧核苷酸序列。然后用DNA合成儀直接合成出新的基因。答案：(1)蛋白質的預期功能(2)載體大腸桿菌等受體細胞(3)蛋白質工程 基因工程(4)根據新的胰島素中氨基酸的序列，推測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。15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在細胞內部的移動情況，幫助推斷蛋白質的功能。下圖為我國首例綠色熒光蛋白(GFP)轉基因克隆豬的培育過程示

14、意圖，據圖回答：(1)圖中通過過程形成重組質粒，需要限制酶切取目的基因、切割質粒。限制酶的識別序列和切點是GGATCC，限制酶的識別序列和切點是GATC。在質粒上有酶的1個切點，在目的基因的兩側各有1個酶的切點。請畫出質粒被限制酶切割后形成黏性末端的過程。在DNA連接酶的作用下，上述兩種不同限制酶切割后形成的黏性末端能否連接起來？_，理由是_。(2)過程將重組質粒導入豬胎兒成纖維細胞時，采用最多也最有效的方法是_。(3)如果將切取的GFP基因與抑制小豬抗原表達的基因一起構建到載體上，GFP基因可以作為基因表達載體上的標記基因，其作用是 _。獲得的轉基因克隆豬，可以解決的醫(yī)學難題是_。(4)目前科學家們通過蛋白質工程制造出了藍色熒光蛋白、黃色熒光蛋白等，采用蛋白質工程技術制造出藍色熒光蛋白過程的正確順序是：_(用序號表示)。推測藍色熒光蛋白的氨基酸序列和基因的核苷酸序列藍色熒光蛋白的功能分析和結構設計藍色熒光蛋白基因的修飾(合成)表達出藍色熒光蛋白解析：(1)中問相對比較簡單，書寫要關注DNA序列與限制酶識別序列的區(qū)別，不要遺漏了酶和黏性末端的正確表達。問中由于兩種限制酶切割形成的黏性末端是相同的，可以