新教材高中生物第3章基因工程第3節(jié)基因工程的應(yīng)用-第4節(jié)蛋白質(zhì)工程的原理和應(yīng)用課后訓(xùn)練新人教版選擇性必修

第3節(jié)基因工程的應(yīng)用

第4節(jié)蛋白質(zhì)工程的原理和應(yīng)用

課后?訓(xùn)練提升

基礎(chǔ)鞏固

1.科學(xué)家已能運(yùn)用基因工程技術(shù),讓羊的乳腺合成并分泌人體的某些抗體。下列相關(guān)敘述錯(cuò)

誤的是（）

A.該技術(shù)可導(dǎo)致定向變異

B.基因表達(dá)載體中需要加入乳腺中特異表達(dá)的基因的啟動(dòng)子

C.目的基因是抗原合成基因

D.受精卵是理想的受體細(xì)胞

答案:C

解析：由題意可知，該技術(shù)為基因工程，將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞，可以定向改變生物的遺傳

性狀,A項(xiàng)正確。運(yùn)用基因工程技術(shù),讓羊的乳腺生產(chǎn)抗體,則表達(dá)載體中目的基因上游要加

入羊乳腺中特異表達(dá)的基因的啟動(dòng)子等調(diào)控元件,B項(xiàng)正確。目的基因是人體內(nèi)控制某些抗

體合成的基因,C項(xiàng)錯(cuò)誤。受精卵常作為動(dòng)物基因工程的受體細(xì)胞,D項(xiàng)正確。

2.科學(xué)家在河南華溪蟹中找到了金屬硫蛋白基因，并以質(zhì)粒為載體,采用轉(zhuǎn)基因技術(shù)培育出

了硫吸收能力極強(qiáng)的轉(zhuǎn)基因煙草。下列有關(guān)該煙草培育的敘述，正確的是（）

A.金屬硫蛋白基因需插入質(zhì)粒上，才能轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞中

B.需用特定的限制酶切割煙草的核酸

C.同種限制酶既可以切割含目的基因的DNA片段,又可以切割質(zhì)粒,因此不具有專一性

D.轉(zhuǎn)基因煙草與原煙草相比基因組成發(fā)生了變化,導(dǎo)致兩者出現(xiàn)生殖隔離

答案:A

解析:金屬硫蛋白基因需插入質(zhì)粒上,才能轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞中,A項(xiàng)正確。在基因工程中，需用

特定的限制酶切割目的基因和載體,而不是切割煙草的核酸,B項(xiàng)錯(cuò)誤,限制酶具有專一性，

能夠識(shí)別雙鏈DNA分子的特定核甘酸序列,并且使每一條鏈中特定部位的磷酸二酯鍵斷開,C

項(xiàng)錯(cuò)誤。轉(zhuǎn)基因煙草與原煙草之間一般不會(huì)出現(xiàn)生殖隔離,D項(xiàng)錯(cuò)誤。

3.下圖是某轉(zhuǎn)基因抗蟲水稻培育沆程圖。下列有關(guān)分析錯(cuò)誤的是（）

A.抗蟲蛋白基因的獲得需要限制酶

B.①過程所依據(jù)的理論基礎(chǔ)之一是DNA分子結(jié)構(gòu)具有相似性

C.該基因工程的原理是讓抗蟲蛋白基因在宿主細(xì)胞中穩(wěn)定存在

D.④過程依據(jù)細(xì)胞的全能性原理

答案:C

解析:該基因工程的原理是讓抗蟲蛋臼基因在宿主細(xì)胞中穩(wěn)定和高效地表達(dá)。

4.凝乳酶是奶酪生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵酶,通過蛋白質(zhì)工程生產(chǎn)高效凝乳醇,不需要的步驟是

()

A.蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

B.蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能分析

C.凝乳酶基因的定向改造

D.將定向改造的凝乳酶導(dǎo)入受體細(xì)胞

答案:D

解析:蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)屬于蛋白質(zhì)工程的步驟,A項(xiàng)正確。蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能分析屬于蛋

白質(zhì)工程的步驟,B項(xiàng)正確。蛋白質(zhì)工程通過改造或合成基因來實(shí)現(xiàn)對蛋白質(zhì)的改造,C項(xiàng)正

確。需要將定向改造的凝乳酶基因與質(zhì)粒重組后導(dǎo)入受體細(xì)胞,而不是將定向改造的凝乳酶

導(dǎo)入受體細(xì)胞,D項(xiàng)錯(cuò)誤。

5.科學(xué)家為提高玉米中賴氨酸含量,計(jì)劃將天冬氨酸激酶的第352位的蘇氨酸變?yōu)楫惲涟彼?

將二氫毗咤二裝酸合成酶中第104位的天冬酰胺變?yōu)楫惲涟彼?。下列操作正確的是()

A,直接改造上述兩種蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)

B.對指導(dǎo)上述兩種酶合成的mRNA進(jìn)行改造

C.利用誘變技術(shù)促使控制上述兩種酶的基因發(fā)生突變

D.利用基因工程技術(shù),對控制上述兩種酶的基因進(jìn)行改造

答案:D

解析:蛋白質(zhì)的功能與其高級結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，而蛋白質(zhì)的高級結(jié)構(gòu)又非常復(fù)雜，所以直接對蛋

白質(zhì)改造非常困難,且即使改造成功也不能遺傳,A項(xiàng)錯(cuò)誤。直接改造相應(yīng)的mRNA,不一定能

夠表達(dá)產(chǎn)生所需要的蛋白質(zhì)，且即使成功也不能遺傳,B項(xiàng)錯(cuò)誤。由于基因突變具有不定向性

和低頻性,所以使用誘變技術(shù)不易獲得符合要求的基因,C項(xiàng)錯(cuò)誤?；蚬こ炭啥ㄏ蚋脑焐?/p>

的遺傳性狀,所以可利用基因工程技術(shù),對控制這兩種酶的基因進(jìn)行改造,D項(xiàng)正確。

6.菊天牛是菊花的主要害蟲之一?？蒲腥藛T將抗蟲基因轉(zhuǎn)入菊花，培育出抗蟲菊花。下圖是

獲得轉(zhuǎn)基因菊花的技術(shù)流程,請據(jù)圖回答下列問題。

注卡那霉素抗性基因(而力作為標(biāo)記基因,菊花葉片對卡那霉素高度敏感。

(1)將重組質(zhì)粒導(dǎo)入農(nóng)桿菌的目的是利用農(nóng)桿菌能夠

的特點(diǎn)，使目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞中，并整合到菊花細(xì)胞的上,最終形成轉(zhuǎn)基因植

株。

(2)將愈傷組織轉(zhuǎn)移到添加一定濃度植物激素和的培養(yǎng)基中,在適宜條件下進(jìn)行培

養(yǎng),篩選轉(zhuǎn)基因菊花。

(3)用PCR方法檢測轉(zhuǎn)基因菊花是否含有目的基因時(shí),需根據(jù)的核甘酸序列設(shè)計(jì)引

物，以為模板進(jìn)行第一輪擴(kuò)增。

答案：（D侵染菊花（或植物）細(xì)胞,并將其Ti質(zhì)粒上的TDNA轉(zhuǎn)移到被侵染的細(xì)胞染色體

DNA（2）卡那霉素（3）抗蟲基因（或目的基因）轉(zhuǎn)基因菊花的DNA（或含目的基因的菊花

DNA）

7.胰島素可以用于治療糖尿病，但是胰島素被注射入人體后,會(huì)堆積在皮下,要經(jīng)過較長時(shí)間

才能進(jìn)入血液,而進(jìn)入血液的胰島素又容易被分解，治療效果受到影響。下圖是用蛋白質(zhì)工程

設(shè)計(jì)的速效胰島素的生產(chǎn)過程,據(jù)圖回答下列問題。

（1）通過人工合成的新基因應(yīng)與結(jié)合后轉(zhuǎn)移到中才能得到準(zhǔn)確表

達(dá)。

（2）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。

（3）圖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）載體大腸桿菌或其他細(xì)胞

（2）蛋白質(zhì)工程基因工程

（3）根據(jù)新的胰島素中氨基酸的序列,推測出其基因中的脫氧核甘酸序列,然后利用DNA合成

儀來合成新的胰島素基因

能力提升

1.??抗胰蛋白酶缺乏癥是一種單基因遺傳病，患者成年后會(huì)出現(xiàn)肺氣腫及其他疾病,嚴(yán)重者

甚至死亡。利用基因工程技術(shù)將控制該酶合成的基因?qū)胙虻氖芫?最終培育出能在乳腺

細(xì)胞表達(dá)人a?抗胰蛋白酶的轉(zhuǎn)基因羊,從而更容易獲得這種酶,如下圖所示。

下列關(guān)于該過程的敘述,錯(cuò)誤的是（）

A.載體上綠色熒光蛋白基因的作用是便于篩選含有目的基因的受體細(xì)胞

B.將目的基因與在羊膀胱細(xì)胞中特異表達(dá)的基因的啟動(dòng)子連接在一起構(gòu)建基因表達(dá)載體,導(dǎo)

入羊受精卵，將會(huì)更加容易得到5抗胰蛋白酶

C.培養(yǎng)出的轉(zhuǎn)基因羊的所有細(xì)胞中都含有該目的基因,故該羊有性生殖產(chǎn)生的后代也都能產(chǎn)

生a1抗胰蛋白酶

D.目的基因與載體的重組過程需要DNA連接酶的催化

答案:C

解析:載體上綠色熒光蛋白基因作為標(biāo)記基因，可用于篩選含目的基因的受體細(xì)胞,A項(xiàng)正

確。將目的基因與在羊膀胱細(xì)胞中特異表達(dá)的基因的啟動(dòng)子連在一起構(gòu)建基因表達(dá)載體,導(dǎo)

入羊受精卵,制得膀胱生物反應(yīng)器,獲取產(chǎn)品將不受性別和發(fā)育時(shí)期的限制,B項(xiàng)正確。轉(zhuǎn)基

因羊有性生殖產(chǎn)生的后代會(huì)發(fā)生性狀分離,有的子代不再具有轉(zhuǎn)基因生物的特性,C項(xiàng)錯(cuò)誤。

目的基因與載體的重組需要DNA連接酶的催化,D項(xiàng)正確。

2.下列關(guān)于植物、動(dòng)物以及微生物在基因工程的應(yīng)用方面的敘述，錯(cuò)誤的是（）

A.動(dòng)物、植物和微生物可以生產(chǎn)基因工程藥物

B.三類生物技術(shù)操作中將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞的方式相同

C.三類生物技術(shù)操作的原理相同

D.三類生物技術(shù)操作中用到的工具酶相同

答案:B

解析:將目的基因?qū)胫参?、?dòng)物以及微生物細(xì)胞的方式不同。

3.下列有關(guān)蛋白質(zhì)工程的敘述,錯(cuò)誤的是（）

A.蛋白質(zhì)工程不需要構(gòu)建基因表達(dá)載體

B.通過蛋白質(zhì)工程改造后的蛋白質(zhì)有的是自然界沒有的蛋白質(zhì)

C.蛋白質(zhì)工程需要限制酶和DNA連接酶

D.蛋白質(zhì)工程是在基因水平上改迨蛋白質(zhì)的

答案:A

解析:蛋白質(zhì)工程是指以蛋白質(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)，通過改造

或合成基因，來改造現(xiàn)有蛋白質(zhì),或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類生產(chǎn)和生活的需求,故

需要構(gòu)建基因表達(dá)載體，也需要限制酶和DNA連接酶”項(xiàng)錯(cuò)誤,B、C兩項(xiàng)正確。蛋白質(zhì)工程

是在基因水平上改造蛋白質(zhì)的,D項(xiàng)正確。

4.科學(xué)家對鼠源雜交瘤抗體進(jìn)行改造,生產(chǎn)出效果更好的鼠一人嵌合抗體,用于癌癥治療。下

圖表示形成鼠一人嵌合抗體的過程,據(jù)圖回答下列問題。

（1）改造鼠源雜交瘤抗體,生產(chǎn)鼠一人嵌合抗體，屬于（生物工程）的范疇。

（2）圖示過程是從預(yù)期的出發(fā),設(shè)計(jì),最終必須

對進(jìn)行操作,此操作中改變的是o

（3）經(jīng)過改造的鼠一人嵌合抗體，與鼠源雜交瘤抗體相比較,突出的優(yōu)點(diǎn)是

（從免疫角度考慮）。

答案：（1）蛋白質(zhì)工程（2）嵌合抗體功能嵌合抗體的結(jié)構(gòu)基因基因的堿基序列（3）

減輕人體的免疫排斥反應(yīng)

解析：（1）由題圖可知，鼠一人嵌合抗體是通過人工設(shè)計(jì)而形成的具有特定功能的蛋白質(zhì)，其

生產(chǎn)過程應(yīng)屬于蛋白質(zhì)工程的范疇。（2）蛋白質(zhì)工程的基本思路：預(yù)期置白質(zhì)的功能一設(shè)計(jì)預(yù)

期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)一推測應(yīng)有的氨基酸序列f找到并改變相對應(yīng)的脫氧核甘酸序列（基因）或

合成新的基因一獲得所需要的蛋白質(zhì)。（3）從免疫的角度考慮，對人體來說鼠源抗體為抗原，

若利用人的抗體與之嵌合,則免疫排斥反應(yīng)會(huì)減輕,對人體的副作用會(huì)減少。

5.干擾素是動(dòng)物或人體細(xì)胞被病毒感染后產(chǎn)生的一類糖蛋白，具有抗病毒、抑制腫瘤及免疫

調(diào)節(jié)等多種生物活性。請分析回答下列問題。

（D干擾素的產(chǎn)生受細(xì)胞內(nèi)基因的控制,通常處于抑制狀態(tài)。在病毒刺激下,干擾索基因

經(jīng)、翻譯形成干擾素前體,進(jìn)一步加工后形成成熟的干擾素,通過的方式分

泌到細(xì)胞外。

（2）某些干擾素可作用于病毒的宿主細(xì)胞膜上的相應(yīng)受體,激活該細(xì)胞細(xì)胞核中的基因，表達(dá)

產(chǎn)生多種抗病毒蛋白，其中有些蛋白可通過激活RNA酶使病毒的mRNA,有些則可與.

（細(xì)胞器）結(jié)合,通過抑制病毒多肽徒的合成發(fā)揮抗病毒作用。

（3）某些干擾素可抑制腫瘤細(xì)胞DNA的合成,通過減慢細(xì)胞分裂過程抑制腫瘤。還有

些干擾素可提高抗原呈遞細(xì)胞將抗原呈遞給細(xì)胞的能力，從而在免疫調(diào)節(jié)中發(fā)揮作

用。

（4）獲取干擾素的傳統(tǒng)方法是從人的白細(xì)胞中提取,但產(chǎn)量很低?？茖W(xué)家構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí),

利用酶,將干擾素基因與