2024-2025學(xué)年高中生物專題1基因工程4蛋白質(zhì)工程的崛起課時作業(yè)含解析新人教版選修3

PAGEPAGE4蛋白質(zhì)工程的崛起一、選擇題(每小題4分，共20分)1．蛋白質(zhì)工程的基本途徑是(B)A．中心法則的簡潔逆轉(zhuǎn)B．確定目的基因的堿基序列后，通過人工合成的方法或從基因庫中獲得C．只是依據(jù)中心法則逆推，其過程不須要中心法則D．只是對蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行分子設(shè)計和改造解析：蛋白質(zhì)工程不是中心法則的簡潔逆轉(zhuǎn)，而是依據(jù)中心法則進(jìn)行的逆推，最終還要通過中心法則的信息傳遞途徑表達(dá)出設(shè)計好的蛋白質(zhì)。整個過程中須要對基因進(jìn)行設(shè)計和改造，而并不干脆對蛋白質(zhì)分子進(jìn)行改造。2．基因工程與蛋白質(zhì)工程的區(qū)分是(B)A．基因工程需對基因進(jìn)行分子水平操作，蛋白質(zhì)工程不對基因進(jìn)行操作B．基因工程合成的是自然存在的蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)工程合成的可以是自然不存在的蛋白質(zhì)C．基因工程是分子水平操作，蛋白質(zhì)工程是細(xì)胞水平(或性狀水平)操作D．基因工程完全不同于蛋白質(zhì)工程解析：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。蛋白質(zhì)工程是從分子水平對蛋白質(zhì)進(jìn)行改造設(shè)計，通過對相應(yīng)的基因進(jìn)行修飾加工甚至人工進(jìn)行基因合成，從而對現(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)和生活需求，而基因工程只是將外源基因?qū)肓硪簧矬w內(nèi)，并使之表達(dá)，體現(xiàn)人類所需的性狀，或者獲得所需的產(chǎn)品。因此，基因工程在原則上只能生產(chǎn)自然界已存在的蛋白質(zhì)。3．科學(xué)家將β-干擾素基因進(jìn)行定點(diǎn)突變后導(dǎo)入大腸桿菌表達(dá)，使β-干擾素第17位的半胱氨酸變更成絲氨酸，結(jié)果大大提高了β-干擾素的抗病性，并且提高了儲存穩(wěn)定性，該生物技術(shù)為(B)A．基因工程 B．蛋白質(zhì)工程C．基因突變 D．細(xì)胞工程解析：基因工程是通過對基因的操作，將符合人們須要的目的基因?qū)胂嘁说纳矬w，原則上只能生產(chǎn)自然界已存在的蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)工程是指以蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系為基礎(chǔ)，通過基因修飾或基因合成，對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿意人類的生產(chǎn)或生活須要。本題中合成的β-干擾素是基因定點(diǎn)突變后的表達(dá)產(chǎn)物，不是自然的，因此，屬于蛋白質(zhì)工程。4．從某海洋動物中獲得一基因，其表達(dá)產(chǎn)物為一種抗菌性和溶血性均較強(qiáng)的多肽P1。目前在P1的基礎(chǔ)上研發(fā)抗菌性強(qiáng)但溶血性弱的多肽藥物，首先要做的是(C)A．合成編碼目的肽的DNA片段B．構(gòu)建含目的肽DNA片段的表達(dá)載體C．依據(jù)P1氨基酸序列設(shè)計多條模擬肽D．篩選出具有優(yōu)良活性的模擬肽作為目的肽解析：假如對多肽P1進(jìn)行改造，首先依據(jù)預(yù)期功能設(shè)計多肽的分子結(jié)構(gòu)，即依據(jù)P1氨基酸序列設(shè)計多條模擬肽，再依據(jù)模擬肽的氨基酸序列合成編碼模擬肽的DNA片段，從而構(gòu)建含目的肽DNA片段的表達(dá)載體，最終從表達(dá)產(chǎn)生的模擬肽中篩選出具有優(yōu)良活性的模擬肽作為目的肽。5．下圖表示蛋白質(zhì)工程的操作過程，下列說法不正確的是(B)A．蛋白質(zhì)工程中對蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)的了解是特別關(guān)鍵的工作B．蛋白質(zhì)工程是完全擺脫基因工程技術(shù)的一項(xiàng)全新的生物工程技術(shù)C．a(chǎn)、b過程分別是轉(zhuǎn)錄、翻譯D．蛋白質(zhì)工程中可能構(gòu)建出一種全新的基因解析：蛋白質(zhì)工程中對蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)的了解是特別關(guān)鍵的工作，如蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)、氨基酸的排列依次等，這對于合成或改造基因至關(guān)重要；蛋白質(zhì)工程的進(jìn)行離不開基因工程，因?yàn)閷Φ鞍踪|(zhì)的改造不是干脆進(jìn)行的，而是通過對基因的改造來完成的；圖中a、b過程分別是轉(zhuǎn)錄、翻譯過程；蛋白質(zhì)工程中可能依據(jù)已經(jīng)明確的蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)構(gòu)建出一種全新的基因。二、非選擇題(共30分)6．(14分)如圖是利用定點(diǎn)突變技術(shù)獲得人們所需蛋白質(zhì)的過程示意圖。請據(jù)圖分析回答相關(guān)問題：(1)該圖示過程體現(xiàn)了基因工程、蛋白質(zhì)工程、細(xì)胞工程、PCR技術(shù)(至少寫出兩項(xiàng))等現(xiàn)代生物技術(shù)的綜合運(yùn)用。(2)當(dāng)前基因工程中擴(kuò)增目的基因常用的方法是PCR技術(shù)，圖中Ⅱ→Ⅴ(填寫圖中序號)過程即為此項(xiàng)應(yīng)用。(3)Ⅳ過程需運(yùn)用的酶是DNA聚合酶，它具有的重要特性是熱穩(wěn)定性。(4)從理論上分析，經(jīng)過Ⅶ過程可供應(yīng)人們所需蛋白質(zhì)的細(xì)胞占總數(shù)的1/2，理由是目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞后，經(jīng)過復(fù)制，只有一半的子代DNA分子中含有突變基因，從而限制合成人們所需的蛋白質(zhì)；另一半子代DNA分子中含有正?；颉?5)一個基因表達(dá)載體的組成除了目的基因外，還必需有啟動子、終止子以及標(biāo)記基因等。解析：(1)圖示過程應(yīng)用了基因工程(導(dǎo)入外源基因、表達(dá)載體的構(gòu)建)、蛋白質(zhì)工程(改造蛋白質(zhì))、細(xì)胞工程(培育受體細(xì)胞)、PCR技術(shù)等現(xiàn)代生物技術(shù)。(2)(3)當(dāng)前基因工程中擴(kuò)增目的基因常用的方法是PCR技術(shù)，圖中Ⅱ→Ⅴ過程即為此項(xiàng)應(yīng)用。PCR技術(shù)包括高溫解旋、引物結(jié)合、進(jìn)行互補(bǔ)鏈的合成等步驟，其中Ⅳ過程為互補(bǔ)鏈的合成階段，需運(yùn)用熱穩(wěn)定的DNA聚合酶。(4)目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞后，經(jīng)過復(fù)制，只有一半的子代DNA分子中含有突變基因，從而限制合成人們所需的蛋白質(zhì)，另一半子代DNA分子中含有正?；?，因此，從理論上分析，經(jīng)過Ⅶ過程可供應(yīng)人們所需蛋白質(zhì)的細(xì)胞占總數(shù)的1/2。(5)一個基因表達(dá)載體的組成除了目的基因外，還必需有啟動子、終止子以及標(biāo)記基因等。7．(16分)科學(xué)家對鼠雜交瘤細(xì)胞(雜交瘤細(xì)胞是既能無限增殖又能分泌特異性抗體的一種雜交細(xì)胞)獲得鼠源抗體進(jìn)行改造，生產(chǎn)出效果更好的鼠—人嵌合抗體，用于癌癥治療。下圖表示形成鼠—人嵌合抗體的過程。請據(jù)圖回答：(1)改造鼠源抗體，生產(chǎn)鼠—人嵌合抗體，屬于蛋白質(zhì)工程(生物工程)的范疇。圖示該過程中，依據(jù)預(yù)期的嵌合抗體功能，設(shè)計嵌合抗體的結(jié)構(gòu)，最終必需對基因進(jìn)行操作。(2)從鼠雜交瘤細(xì)胞中獲得可變區(qū)的特定基因，然后與人的抗體恒定區(qū)基因連接，須要的工具酶是限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶。重組基因是否翻譯成蛋白質(zhì)，須要從轉(zhuǎn)基因鼠中分別、提取蛋白質(zhì)，利用相應(yīng)的抗體進(jìn)行抗原—抗體雜交。(3)在鼠—人嵌合抗體進(jìn)入人體內(nèi)后，識別抗原的區(qū)域是可變區(qū)，引起人體免疫反應(yīng)的主要是恒定區(qū)；經(jīng)過改造的鼠—人嵌合抗體，與鼠源雜交瘤抗體相比較，突出的優(yōu)點(diǎn)是對人體的不良反應(yīng)(或過敏反應(yīng)等副作用)削減。解析：