2024-2025學(xué)年高中生物專題1基因工程4蛋白質(zhì)工程的崛起課時(shí)達(dá)標(biāo)訓(xùn)練含解析新人教版選修3

PAGE5-蛋白質(zhì)工程的崛起1.(2024·北京高二檢測(cè))科研人員利用相關(guān)技術(shù)變更了胰島素B鏈的第9位氨基酸,從而避開(kāi)了胰島素結(jié)合成無(wú)活性的二聚體形式。下列相關(guān)敘述中,不正確的是 ()A.該過(guò)程的操作對(duì)象是胰島素分子B.可通過(guò)測(cè)定DNA序列確定突變是否勝利C.對(duì)胰島素結(jié)構(gòu)的改造屬于蛋白質(zhì)工程D.胰島素的本質(zhì)是蛋白質(zhì),不宜口服運(yùn)用【解析】選A。蛋白質(zhì)工程從屬于基因工程,蛋白質(zhì)工程的操作對(duì)象是基因,A錯(cuò)誤;可通過(guò)測(cè)定DNA的序列確定突變是否勝利,B正確;對(duì)胰島素結(jié)構(gòu)的改造屬于蛋白質(zhì)工程,C正確;胰島素的本質(zhì)是蛋白質(zhì),只能注射,不宜口服運(yùn)用,D正確。2.下列有關(guān)蛋白質(zhì)工程的敘述,不正確的是 ()A.收集大量的蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)的信息,以便分析結(jié)構(gòu)與功能之間的關(guān)系B.可以預(yù)料具有肯定氨基酸序列的蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)和生物功能C.依據(jù)特定的生物功能,設(shè)計(jì)蛋白質(zhì)的氨基酸序列和空間結(jié)構(gòu)D.依據(jù)人們的須要,干脆對(duì)氨基酸的分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)【解析】選D。蛋白質(zhì)工程是依據(jù)以下思路進(jìn)行的:確定蛋白質(zhì)的功能→蛋白質(zhì)應(yīng)有的高級(jí)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)有的堿基序列→創(chuàng)建出自然界不存在的蛋白質(zhì),因此A、B、C項(xiàng)正確;蛋白質(zhì)工程是通過(guò)對(duì)基因的改造來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)蛋白質(zhì)的改造,而不是干脆對(duì)氨基酸的分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行重新設(shè)計(jì),D項(xiàng)錯(cuò)誤?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】下列圍繞蛋白質(zhì)工程的敘述中錯(cuò)誤的是 ()A.蛋白質(zhì)工程能定向改造蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu),使之更加符合人類的須要B.蛋白質(zhì)工程是在分子水平上對(duì)蛋白質(zhì)分子干脆進(jìn)行操作,定向變更分子的結(jié)構(gòu)C.蛋白質(zhì)工程能生產(chǎn)出自然界中不曾存在的新型蛋白質(zhì)分子D.蛋白質(zhì)工程的操作起點(diǎn)是從預(yù)期蛋白質(zhì)功能動(dòng)身,設(shè)計(jì)出相應(yīng)的基因,并借助基因工程實(shí)現(xiàn)【解題指南】解答本題的關(guān)鍵在于理解蛋白質(zhì)工程的操作是通過(guò)對(duì)基因的改造實(shí)現(xiàn)對(duì)蛋白質(zhì)的改造?！窘馕觥窟xB。蛋白質(zhì)工程操作是從預(yù)期蛋白質(zhì)功能動(dòng)身,設(shè)計(jì)出相應(yīng)的目的基因,通過(guò)基因工程來(lái)實(shí)現(xiàn),它可以定向地改造蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu),使生產(chǎn)出的蛋白質(zhì)更符合人類的須要,但這些蛋白質(zhì)與自然蛋白質(zhì)不同,可以是自然界中不曾存在過(guò)的新型蛋白質(zhì)分子,因此A、C、D三項(xiàng)正確。B項(xiàng)中蛋白質(zhì)工程是對(duì)基因進(jìn)行操作,而不是對(duì)蛋白質(zhì)干脆進(jìn)行操作,故錯(cuò)誤。3.凝乳酶是奶酪生產(chǎn)中的關(guān)鍵性酶。通過(guò)蛋白質(zhì)工程生產(chǎn)高效凝乳酶,不須要的步驟是 ()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【解析】選D。蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、功能分析屬于蛋白質(zhì)工程的步驟,A、B正確;蛋白質(zhì)工程通過(guò)改造基因來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)蛋白質(zhì)的改造,C正確;將定向改造的凝乳酶基因?qū)胧荏w細(xì)胞,而不是將定向改造的凝乳酶導(dǎo)入受體細(xì)胞,D錯(cuò)誤。【補(bǔ)償訓(xùn)練】豬的胰島素用于降低人體血糖濃度效果不明顯,緣由是豬胰島素分子中有一個(gè)氨基酸與人的不同。為了使豬胰島素用于臨床治療糖尿病,用蛋白質(zhì)工程的蛋白質(zhì)分子設(shè)計(jì)的最佳方案是 ()A.對(duì)豬胰島素進(jìn)行一個(gè)不同氨基酸的替換B.將豬胰島素和人胰島素進(jìn)行拼接組成新的胰島素C.將豬和人的胰島素混合在一起治療糖尿病D.依據(jù)人的胰島素設(shè)計(jì)制造一種全新的胰島素【解析】選A。由于豬胰島素分子中只有一個(gè)氨基酸與人胰島素不同,所以蛋白質(zhì)工程中蛋白質(zhì)的分子設(shè)計(jì)只需替換這一個(gè)不同的氨基酸即可。雖然依據(jù)人胰島素分子的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一種全新的胰島素也可以用于臨床治療,但分子設(shè)計(jì)和胰島素的生產(chǎn)方面都存在許多困難,所以不是最佳方案。4.探討者試圖通過(guò)蛋白質(zhì)工程改造中華鱘體內(nèi)的某些蛋白質(zhì),使其更加適應(yīng)現(xiàn)在的水域環(huán)境。以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是 ()A.該工程可以定向變更蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)B.改造蛋白質(zhì)是通過(guò)改造基因結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)的C.改造后的中華鱘和現(xiàn)有中華鱘仍是同一物種D.改造后的中華鱘的后代不具有改造的蛋白質(zhì)【解析】選D。蛋白質(zhì)工程可以定向變更蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu),A正確;改造蛋白質(zhì)是通過(guò)改造基因結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)的,B正確;改造后的中華鱘具有新的性狀,但其和現(xiàn)有中華鱘仍是同一物種,C正確;蛋白質(zhì)工程改造的是基因,可以遺傳給子代,因此改造后的中華鱘的后代也具有改造的蛋白質(zhì),D錯(cuò)誤。【補(bǔ)償訓(xùn)練】蛋白質(zhì)工程是新崛起的一項(xiàng)生物工程,又稱其次代基因工程。下圖為蛋白質(zhì)工程流程示意圖,圖中A、B在遺傳學(xué)上依次表示 ()A.轉(zhuǎn)錄和翻譯 B.翻譯和轉(zhuǎn)錄C.復(fù)制和轉(zhuǎn)錄 D.傳遞和表達(dá)【解析】選A。在蛋白質(zhì)工程流程示意圖中,A表示以DNA的一條鏈為模板合成mRNA的過(guò)程,即轉(zhuǎn)錄;B表示以mRNA為模板合成多肽鏈的過(guò)程,即翻譯。5.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.將天冬氨酸激酶的第352位的蘇氨酸變成異亮氨酸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】選D。將人的胰島素基因整合到大腸桿菌體內(nèi)生產(chǎn)胰島素屬于基因工程的成果。6.下列關(guān)于蛋白質(zhì)工程和基因工程的比較,不合理的是 ()A.基因工程原則上只能生產(chǎn)自然界已存在的蛋白質(zhì),而蛋白質(zhì)工程可以對(duì)現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造,從而制造一種新的蛋白質(zhì)B.蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的,蛋白質(zhì)工程最終還是要通過(guò)基因修飾或基因合成來(lái)完成C.當(dāng)?shù)玫娇梢栽?70℃條件下保存半年的干擾素后,在相關(guān)酶、氨基酸和相宜的溫度、pH條件下,干擾素可以大量自我合成D.基因工程和蛋白質(zhì)工程產(chǎn)生的變異都是可遺傳的【解析】選C?；蚬こ淘瓌t上只能生產(chǎn)自然界已存在的蛋白質(zhì),而蛋白質(zhì)工程可以對(duì)現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造,從而制造一種新的蛋白質(zhì);蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的,蛋白質(zhì)工程最終還是要通過(guò)基因修飾或基因合成來(lái)完成,這樣產(chǎn)生的變更才能遺傳下去;蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì),不行能自我合成;由于基因工程和蛋白質(zhì)工程都是對(duì)基因進(jìn)行操作,因此,基因工程和蛋白質(zhì)工程產(chǎn)生的變異都是可遺傳的。【補(bǔ)償訓(xùn)練】蛋白質(zhì)工程與基因工程相比,其突出特點(diǎn)是 ()A.基因工程原則上能生產(chǎn)任何蛋白質(zhì)B.蛋白質(zhì)工程能對(duì)現(xiàn)有的蛋白質(zhì)進(jìn)行改造,或制造一種新的蛋白質(zhì)C.蛋白質(zhì)工程可以不通過(guò)轉(zhuǎn)錄和翻譯來(lái)實(shí)現(xiàn)D.蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上,延長(zhǎng)出來(lái)的第三代基因工程【解析】選B。蛋白質(zhì)工程通過(guò)基因修飾或基因合成,對(duì)現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造,或制造一種新的蛋白質(zhì),以滿意人類生產(chǎn)和生活的需求,是延長(zhǎng)出來(lái)的其次代基因工程。7.材料1:T4溶菌酶在溫度較高時(shí)易失去活性,科學(xué)家對(duì)編碼T4溶菌酶的基因進(jìn)行改造,使其表達(dá)的T4溶菌酶的第3位異亮氨酸變?yōu)榘腚装彼?在該半胱氨酸與第97位的半胱氨酸之間形成了一個(gè)二硫鍵,提高了T4溶菌酶的耐熱性。材料2:枯草桿菌產(chǎn)生的蛋白酶具有催化分解蛋白質(zhì)的特性,但因極易被氧化而失效。1985年,美國(guó)的埃斯特爾將枯草桿菌蛋白酶分子中的第222位氨基酸替換后,雖然其水解活性有所下降,但抗氧化實(shí)力大大提高。用這種水解酶作為洗滌劑的添加劑,可以有效地除去血漬、奶漬等蛋白質(zhì)污漬。(1)依據(jù)材料1回答:①材料中敘述的過(guò)程屬于______________工程范疇。該工程是指以分子生物學(xué)相關(guān)理論為基礎(chǔ),通過(guò)基因修飾或基因合成,對(duì)______________進(jìn)行改造,或制造一種______________的技術(shù)。

②在該實(shí)例中,T4溶菌酶空間結(jié)構(gòu)變更的緣由是組成該酶肽鏈的______________序列發(fā)生了變更。

(2)依據(jù)材料2回答:①改造枯草桿菌蛋白酶的生物技術(shù)是_________________________________。

②改造后的枯草桿菌中的限制合成蛋白酶的基因與原來(lái)相比,至少有__________個(gè)堿基對(duì)發(fā)生變更。

③利用生物技術(shù)改造的枯草桿菌蛋白酶,提高了蛋白質(zhì)的__________性,埃斯特爾所做的工作,是對(duì)已知蛋白質(zhì)進(jìn)行________________,從而創(chuàng)建出了自然界中沒(méi)有的蛋白質(zhì)。

【解析】(1)①材料1中敘述的過(guò)程屬于蛋白質(zhì)工程范疇,該工程是指以分子生物學(xué)相關(guān)理論為基礎(chǔ),通過(guò)對(duì)基因修飾或基因合成,對(duì)現(xiàn)有的蛋白質(zhì)進(jìn)行改造,或制造一種新的蛋白質(zhì)的技術(shù)。②在該實(shí)例中,T4溶菌酶空間結(jié)構(gòu)變更的緣由是組成該酶肽鏈的氨基酸序列發(fā)生了變更。(2)①對(duì)材料2中蛋白酶進(jìn)行改造的技術(shù)是蛋白質(zhì)工程技術(shù)。②基因中3個(gè)堿基對(duì)確定蛋白質(zhì)中1個(gè)氨基