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2019-2020年高中生物 1.4蛋白質工程的崛起課后習題 新人教版選修3 課時演練促提升 1.下列選項中正確的是(　　) A.蛋白質工程生產的蛋白質氨基酸的排列順序不可能改變 B.蛋白質工程生產的蛋白質氨基酸之間的連接方式發(fā)生改變 C.蛋白質工程生產的蛋白質仍為天然存在的蛋白質 D.蛋白質工程可合成天然不存在的蛋白質 解析:蛋白質工程可根據蛋白質結構與生物活性及功能的關系,利用基因工程手段,按人類需要定向改造天然存在的蛋白質,從而形成與自然界存在的蛋白質不同的蛋白質分子,甚至創(chuàng)造出自然界根本就沒有的、符合人們需求的蛋白質分子。在此過程中并未改變氨基酸之間的連接方式,氨基酸序列一般改變。 答案:D 2.蛋白質工程的基本流程是(　　) ①蛋白質分子結構的設計?、贒NA合成或改造?、垲A期蛋白質功能?、軐⒑铣苫蚋脑斓幕蛲ㄟ^基因工程流程在特定生物體內表達?、莞鶕被嵝蛄型瞥雒撗鹾塑账嵝蛄? A.①②③④⑤　　　　　　　B.①③②⑤④ C.③①⑤②④ D.③①②④⑤ 解析:蛋白質工程需根據預期蛋白質功能,設計相應分子結構,根據蛋白質中氨基酸序列推出相應脫氧核苷酸序列,再設計具有該序列的基因(DNA),并將其導入受體細胞表達。 答案:C 3.下列關于蛋白質工程的設計思路,不正確的是(　　) A.從蛋白質的功能推測蛋白質應有的結構 B.從蛋白質的結構推測氨基酸的排列順序 C.從氨基酸的順序推測基因的核苷酸的排列順序 D.從氨基酸的順序推測基因的核苷酸數(shù)目 解析:蛋白質工程需要根據蛋白質的結構和功能,推測目的基因的堿基排列順序,而非堿基(核苷酸)數(shù)目。 答案:D 4.添加在洗衣粉中的某種酶在低溫下活性較低,影響了洗衣粉的洗衣效果。若讓你用生物工程的方法改變此酶的特性,首先考慮的是(　　) A.基因工程 B.蛋白質工程 C.誘變 D.細胞工程 解析:蛋白質工程可以改造酶的結構,通過改造蛋白質分子中某些活性部位的一個或幾個氨基酸殘基,有目的地提高酶適應低溫的能力,進而提高洗衣粉在低溫時的洗衣效果。 答案:B 5.科學家為提高玉米中賴氨酸含量,計劃將天冬氨酸激酶的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位的天冬氨酸變成異亮氨酸,就可以使玉米葉片和種子中游離賴氨酸的含量分別提高5倍和2倍,下列對玉米性狀改變最可行的方法是(　　) A.直接改變酶的結構,從而影響代謝過程,進而改變玉米的性狀 B.直接對相應的基因改造,從而改造酶的結構,通過影響代謝進而改變玉米的性狀 C.直接改造相應的mRNA,從而改造酶的結構,通過影響代謝進而改變玉米的性狀 D.直接將其他生物的外源基因導入玉米體內,來改變玉米的性狀 解析:對蛋白質進行改造,最終通過改造基因完成。 答案:B 6.下列對物質的改造不屬于蛋白質工程范疇的是(　　) A.胰島素改造 B.抗體改造 C.酶的改造 D.性激素改造 解析:性激素的化學本質是固醇,不是蛋白質。 答案:D 7.當前,蛋白質工程是發(fā)展較好、較快的分子工程。它將蛋白質與酶的研究推進到嶄新的時代,為蛋白質和酶在工業(yè)、農業(yè)和醫(yī)藥方面的應用開拓了誘人的前景。蛋白質工程開創(chuàng)了按照人類意愿改造、創(chuàng)造符合人類需要的蛋白質的新時期。那么,蛋白質工程中需要直接進行操作的對象是(　　) A.氨基酸結構 B.蛋白質空間結構 C.肽鏈結構 D.基因結構 解析:蛋白質工程直接操作的對象是基因。 答案:D 8.自然界里還沒發(fā)現(xiàn)有什么材料能像蛛絲的強度和柔韌度那么好。蛛絲強度和柔韌度得益于蛛絲蛋白中氨基酸的特殊布局,使它產生了一個由堅硬的結晶區(qū)和一個非結晶區(qū)構成的混合區(qū)域。有人試圖通過破解蛛絲蛋白的結構從而推出其基因結構,以指導對蠶絲蛋白基因的修改,從而讓蠶也吐出像蛛絲蛋白一樣堅韌的絲,此過程運用的技術及流程分別是(　　) A.基因突變:DNA→RNA→蛋白質 B.基因工程:RNA→RNA→蛋白質 C.基因工程:DNA→RNA→蛋白質 D.蛋白質工程:蛋白質→RNA→DNA→RNA→蛋白質 解析:修改基因應通過蛋白質工程完成,技術流程可表示為:預期蛋白質功能→設計蛋白質的結構→設計mRNA→設計基因→轉錄出mRNA→翻譯出蛋白質。 答案:D 9.蛋白質工程的基礎是(　　) A.基因工程 B.細胞工程 C.酶工程 D.發(fā)酵工程 答案:A 10.下列有關蛋白質工程和基因工程的說法,正確的是(　　) A.蛋白質工程是在基因工程的基礎上延伸出來的第二代基因工程 B.基因工程生產的蛋白質通過轉錄、翻譯實現(xiàn),蛋白質工程則不需要 C.基因工程需要“分子運輸車”載體,而蛋白質工程不需要 D.基因工程能改造生物的性狀,蛋白質工程只會生產新的蛋白質,不能改變生物的性狀 解析:基因工程和蛋白質工程都需要在分子水平上利用載體將相應基因導入受體細胞,并在相應受體細胞內經轉錄、翻譯成相應蛋白質,既然都能表達出相應蛋白質,就都能影響生物的性狀。 答案:A 11.(xx課標全國Ⅱ理綜,40)已知生物體內有一種蛋白質(P),該蛋白質是一種轉運蛋白,由305個氨基酸組成。如果將P分子中158位的絲氨酸變成亮氨酸,240位的谷氨酰胺變成苯丙氨酸,改變后的蛋白質(P1)不但保留P的功能,而且具有了酶的催化活性。回答下列問題。 (1)從上述資料可知,若要改變蛋白質的功能,可以考慮對蛋白質的　　　　　　　　　　　　進行改造。 (2)以P基因序列為基礎,獲得P1基因的途徑有修飾　　　　　　基因或合成　　　　　　　基因。所獲得的基因表達時是遵循中心法則的,中心法則的全部內容包括　　　　　　　　　　　　　　的復制;以及遺傳信息在不同分子之間的流動,即:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)蛋白質工程也被稱為第二代基因工程,其基本途徑是從預期蛋白質功能出發(fā),通過　　　　　　　　　　　　和　　　　　　　　　　　　　,進而確定相對應的脫氧核苷酸序列,據此獲得基因,再經表達、純化獲得蛋白質,之后還需要對蛋白質的生物　　　　　進行鑒定。 解析:本題考查蛋白質工程和基因工程的原理及操作流程。(1)由題干信息可知,改造蛋白質的功能可通過改變蛋白質的結構實現(xiàn)。(2)依據蛋白質工程的定義及題中信息可知,獲得P1基因的途徑有修飾現(xiàn)有(P)基因或合成新(P1)基因。中心法則的全部內容包括DNA的復制、RNA的復制、轉錄、逆轉錄和翻譯。(3)蛋白質工程的基本途徑:從預期的蛋白質功能出發(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。通過蛋白質工程合成的蛋白質還需要進行生物活性的鑒定即功能鑒定,看是否達到人們的需求。 答案:(1)氨基酸序列(或結構)(其他合理答案也可) (2)P　P1　DNA和RNA(或遺傳物質)　DNA→RNA、RNA→DNA、RNA→蛋白質(或轉錄、逆轉錄、翻譯) (3)設計蛋白質的結構　推測氨基酸序列　功能 12.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,因此治療效果很不理想。下圖是用蛋白質工程設計的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)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? 　。 (3)新的胰島素基因與運載體(質粒)結合過程中需要限制酶和DNA連接酶。已知限制酶Ⅰ的識別序列和切點是—G↓GATCC—。請畫出質粒被限制酶Ⅰ切割后所形成的黏性末端的過程: 　。 (4)若將含有新的胰島素基因的表達載體導入植物細胞,最常用的有效做法是　　　　　　。 解析:(1)構建新的胰島素模型的主要依據是蛋白質的預期功能。(2)根據蛋白質的預期功能,推測新的胰島素中氨基酸的序列,進而推斷基因中的脫氧核苷酸序列來合成新的胰島素基因。(4)植物基因工程最常用的轉化方法是農桿菌轉化法。 答案:(1)蛋白質的預期功能　(2)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合成儀來合成新的胰島素基因　 (3) (4)農桿菌轉化法 13.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。GFP基因可作為目的基因用于培育綠色熒光小鼠,下圖表示培育綠色熒光小鼠的基本流程。 請根據上述材料回答下列問題。 (1)用于培育綠色熒光小鼠的基因表達載體的組成必須有啟動子、　　　　和　　　　。圖中過程②常用的方法是　　　　。 (2)GFP基因的表達產物GFP(綠色熒光蛋白)由于在藍光或紫外光的激發(fā)下發(fā)出熒光,因此在構建基因表達載體時,GFP這一目的基因可同時作為基因表達載體上的　　　　。 (3)目前科學家們通過　　　　工程制造出了藍色熒光蛋白、黃色熒光蛋白等,該工程是直接改造GFP分子,還是改造GFP基因?　　　　。 解析:藍色熒光蛋白、黃色熒光蛋白是不同于綠色熒光蛋白的分子,應來自蛋白質工程對綠色熒光蛋白的改造。蛋白質工程的直接改造對象是基因,而不是蛋白質分子。 答案:(1)GFP基因　終止子　顯微注射法 (2)標記基因 (3)蛋白質　GFP基因(綠色熒光蛋白基因)