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2019-2020年高中生物課時(shí)跟蹤檢測四蛋白質(zhì)工程的崛起新人教版 一、選擇題(每小題2分，共20分) 1．下列說法錯(cuò)誤的是(　　) A．天然蛋白質(zhì)是生物在長期進(jìn)化過程中形成的 B．天然蛋白質(zhì)都能符合人類生產(chǎn)和生活的需要 C．天然干擾素在體外保存相當(dāng)困難 D．許多工業(yè)用酶是由天然酶改造而來的 解析：選B　天然蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能符合特定物種生存的需要，但不一定完全符合人類生產(chǎn)和生活的需要。 2．下列關(guān)于蛋白質(zhì)工程的設(shè)計(jì)思路中，說法錯(cuò)誤的是(　　) A．從蛋白質(zhì)的功能推測蛋白質(zhì)應(yīng)有的結(jié)構(gòu) B．從蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)推測氨基酸的排列順序 C．從氨基酸的排列順序推測基因中脫氧核苷酸的排列順序 D．蛋白質(zhì)工程完全不遵循中心法則 解析：選D　蛋白質(zhì)工程的基本途徑是根據(jù)中心法則反推出來的。 3．科學(xué)家將β干擾素基因進(jìn)行定點(diǎn)突變導(dǎo)入大腸桿菌中表達(dá)，使干擾素第十七位的半胱氨酸改變成絲氨酸，結(jié)果大大提高了β干擾素的抗病活性，并且提高了儲(chǔ)存穩(wěn)定性。該生物技術(shù)為(　　) A．基因工程　　　　　　　　 B．蛋白質(zhì)工程 C．基因突變 D．組織培養(yǎng) 解析：選B　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β干擾素也不是天然β干擾素，而是經(jīng)過改造的、具人類所需優(yōu)點(diǎn)的蛋白質(zhì)，因而整個(gè)過程利用的生物技術(shù)應(yīng)為蛋白質(zhì)工程。 4．下列哪項(xiàng)不是蛋白質(zhì)工程的研究內(nèi)容(　　) A．分析蛋白質(zhì)分子的精細(xì)結(jié)構(gòu) B．對蛋白質(zhì)進(jìn)行有目的的改造 C．分析氨基酸的化學(xué)組成 D．按照人的意愿將天然蛋白質(zhì)改造成新的蛋白質(zhì) 解析：選C　蛋白質(zhì)工程就是指根據(jù)蛋白質(zhì)的精細(xì)結(jié)構(gòu)和功能之間的關(guān)系，按照人的意愿改造蛋白質(zhì)分子，形成自然界中不存在的蛋白質(zhì)分子，對蛋白質(zhì)的改造包括氨基酸的種類、數(shù)量和排列順序，但不包括氨基酸的化學(xué)組成。 5．下列關(guān)于蛋白質(zhì)工程的敘述錯(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需要 B．蛋白質(zhì)工程是在分子水平上對蛋白質(zhì)分子直接進(jìn)行操作，定向改變分子的結(jié)構(gòu) C．蛋白質(zhì)工程能產(chǎn)生自然界中不曾存在過的新型蛋白質(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)功能出發(fā)，設(shè)計(jì)出相應(yīng)的基因，并借助基因工程實(shí)現(xiàn)的 解析：選B　蛋白質(zhì)工程實(shí)際操作還是對基因進(jìn)行操作，而不是對蛋白質(zhì)進(jìn)行操作。 6．科學(xué)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位的氨基酸由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，下列對蛋白質(zhì)的改造，操作正確的是(　　) A．直接通過分子水平改造蛋白質(zhì) B．直接改造相應(yīng)的mRNA C．對相應(yīng)的基因進(jìn)行操作 D．重新合成新的基因 解析：選C　蛋白質(zhì)工程的直接操作對象是基因。 7．豬的胰島素用于人體降低血糖濃度效果不明顯，原因是豬的胰島素分子中有一個(gè)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(zhì)工程對蛋白質(zhì)分子進(jìn)行設(shè)計(jì)的最佳方案是(　　) A．對豬的胰島素進(jìn)行一個(gè)不同氨基酸的替換 B．將豬的胰島素和人的胰島素進(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人的糖尿病 D．根據(jù)人的胰島素設(shè)計(jì)制造一種新的胰島素 解析：選D　要使豬的胰島素用于臨床治療人的糖尿病，需要對豬的胰島素進(jìn)行蛋白質(zhì)改造，制造一種新的胰島素。蛋白質(zhì)工程實(shí)質(zhì)是對基因的改造。 8．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)自然界中已存在的蛋白質(zhì)，而蛋白質(zhì)工程可以對現(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)展起來的，蛋白質(zhì)工程最終還是要通過基因修飾或基因合成來完成 C．當(dāng)?shù)玫娇梢栽冢?0 ℃條件下保存半年的干擾素后，在相關(guān)酶、氨基酸和適宜的溫度、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　利用蛋白質(zhì)工程生產(chǎn)蛋白質(zhì)產(chǎn)品應(yīng)通過改造相應(yīng)基因后，再經(jīng)基因表達(dá)大量產(chǎn)生。 9．某種微生物合成的蛋白酶與人體消化液中的蛋白酶的結(jié)構(gòu)和功能很相似，只是其熱穩(wěn)定性較差，進(jìn)入人體后容易失效?，F(xiàn)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(shù)氨基酸，以改善其功能 B．將此酶與人蛋白酶進(jìn)行拼接，形成新的蛋白酶 C．重新設(shè)計(jì)與創(chuàng)造一種蛋白酶 D．減少此酶在片劑中的含量 解析：選A　蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)包括一級(jí)結(jié)構(gòu)和空間結(jié)構(gòu)，一級(jí)結(jié)構(gòu)是指組成蛋白質(zhì)的氨基酸的種類、數(shù)量、排列順序，蛋白質(zhì)的功能是由一級(jí)結(jié)構(gòu)和空間結(jié)構(gòu)共同決定的，特別是空間結(jié)構(gòu)與蛋白質(zhì)的功能關(guān)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(zhì)的結(jié)構(gòu)，此類問題一般是對蛋白質(zhì)中的個(gè)別氨基酸進(jìn)行替換。 10．蛋白質(zhì)工程中最早成功實(shí)現(xiàn)的是(　　) A．對胰島素進(jìn)行改造，生產(chǎn)速效型藥品 B．蛋白質(zhì)工程應(yīng)用于微電子方面 C．體外耐保存的干擾素 D．用蛋白質(zhì)工程生產(chǎn)高產(chǎn)賴氨酸玉米 解析：選A　1981年，用基因工程菌生產(chǎn)出胰島素產(chǎn)品，隨后進(jìn)入商品化生產(chǎn)，結(jié)束了完全依賴動(dòng)物臟器生產(chǎn)胰島素的歷史。 二、非選擇題(共30分) 11．(14分)在體內(nèi)，人胰島素基因表達(dá)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(jìn)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)酶丙作用生成由51個(gè)氨基酸殘基組成的胰島素。目前，利用基因工程技術(shù)可大量生產(chǎn)胰島素?；卮鹣铝袉栴}： (1)人體內(nèi)合成前胰島素原的細(xì)胞是__________，合成胰高血糖素的細(xì)胞是____________。 (2)可根據(jù)胰島素原的氨基酸序列，設(shè)計(jì)并合成編碼胰島素原的______________序列，用該序列與質(zhì)粒表達(dá)載體構(gòu)建胰島素原基因重組表達(dá)載體。再經(jīng)過細(xì)菌轉(zhuǎn)化、篩選及鑒定，即可建立能穩(wěn)定合成____________的基因工程菌。 (3)用胰島素原抗體檢測該工程菌的培養(yǎng)物時(shí)，培養(yǎng)液無抗原抗體反應(yīng)，菌體有抗原抗體反應(yīng)，則用該工程菌進(jìn)行工業(yè)發(fā)酵時(shí)，應(yīng)從____________中分離、純化胰島素原。胰島素原經(jīng)酶處理便可轉(zhuǎn)變?yōu)橐葝u素。 解析：(1)由題意可知，前胰島素原在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)加工后成為胰島素，人體合成胰島素的細(xì)胞是胰島B細(xì)胞，所以合成前胰島素原的細(xì)胞也是胰島B細(xì)胞；合成胰高血糖素的細(xì)胞是胰島A細(xì)胞。(2)根據(jù)胰島素原的氨基酸序列，可設(shè)計(jì)并合成編碼胰島素原的DNA序列(即目的基因)；用該序列與質(zhì)粒表達(dá)載體構(gòu)建胰島素原基因重組表達(dá)載體，再經(jīng)過細(xì)菌轉(zhuǎn)化、篩選及鑒定，即可建立能穩(wěn)定合成人胰島素原的基因工程菌。(3)根據(jù)題意，培養(yǎng)液無抗原抗體反應(yīng)，菌體有抗原抗體反應(yīng)，所以用該工程菌進(jìn)行工業(yè)發(fā)酵時(shí)，應(yīng)從菌體中分離、純化胰島素原，經(jīng)酶處理便可轉(zhuǎn)變?yōu)橐葝u素。 答案：(1)胰島B細(xì)胞　胰島A細(xì)胞　(2)DNA序列　胰島素原　(3)菌體 12．(16分)綠色熒光蛋白(GFP)能在藍(lán)光或紫外光的激發(fā)下發(fā)出熒光，這樣借助GFP發(fā)生的熒光就可以跟蹤蛋白質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)部的移動(dòng)情況，幫助推斷蛋白質(zhì)的功能。下圖為我國首例綠色熒光蛋白(GFP)轉(zhuǎn)基因克隆豬的培育過程示意圖，據(jù)圖回答： (1)圖中通過過程①②形成重組質(zhì)粒，需要限制酶切取目的基因、切割質(zhì)粒。限制酶Ⅰ的識(shí)別序列和切點(diǎn)是—G↓GATCC—，限制酶Ⅱ的識(shí)別序列和切點(diǎn)是—↓GATC—。在質(zhì)粒上有酶Ⅰ的1個(gè)切點(diǎn)，在目的基因的兩側(cè)各有1個(gè)酶Ⅱ的切點(diǎn)。 ①請畫出質(zhì)粒被限制酶Ⅰ切割后形成黏性末端的過程。________________________________________________________________________。 ②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③將重組質(zhì)粒導(dǎo)入豬胎兒成纖維細(xì)胞時(shí)，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(dá)的基因一起構(gòu)建到載體上，GFP基因可以作為基因表達(dá)載體上的標(biāo)記基因，其作用是________________________________。獲得的轉(zhuǎn)基因克隆豬，可以解決的醫(yī)學(xué)難題是________________________________。 (4)目前科學(xué)家們通過蛋白質(zhì)工程制造出了藍(lán)色熒光蛋白、黃色熒光蛋白等，采用蛋白質(zhì)工程技術(shù)制造出藍(lán)色熒光蛋白過程的正確順序是：__________________(用序號(hào)表示)。 ①推測藍(lán)色熒光蛋白的氨基酸序列和基因的核苷酸序列 ②藍(lán)色熒光蛋白的功能分析和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ③藍(lán)色熒光蛋白基因的修飾(合成) ④表達(dá)出藍(lán)色熒光蛋白 解析：(1)中①問相對比較簡單，書寫要關(guān)注DNA序列與限制酶識(shí)別序列的區(qū)別，不要遺漏了酶和黏性末端的正確表達(dá)。②問中由于兩種限制酶切割形成的黏性末端是相同的，可以互補(bǔ)配對，因此可用DNA連接酶進(jìn)行相互“縫合”。(2)基因工程中目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞的方法是顯微注射法。(3)基因表達(dá)載體上標(biāo)記基因的作用是鑒定受體細(xì)胞中是否含有目的基因；獲得轉(zhuǎn)基因豬，可以解決醫(yī)學(xué)上供體器官不足和免疫排斥問題。(4)蛋白質(zhì)工程正確的操作過程是②①③④。 答案：(1)①(只寫出切割后形成的部分也可) ②可以連接　由兩種不同限制酶切割后形成的黏性末端是相同的(或是可以互補(bǔ)的)　(2)顯微注射技術(shù)　(3)鑒定受體細(xì)胞中是否含有目的基因　供體器官不足和免疫排斥　(4)②①③④