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2019-2020年高中生物 專題1.4 蛋白質(zhì)工程的崛起課時(shí)作業(yè) 新人教版選修3 1．(xx山東濟(jì)寧高二檢測(cè))下列不是蛋白質(zhì)工程的研究?jī)?nèi)容的是(　　) A．分析蛋白質(zhì)分子的精細(xì)結(jié)構(gòu) B．對(duì)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．按照人們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)工程就是根據(jù)蛋白質(zhì)的精細(xì)結(jié)構(gòu)和生物活性之間的關(guān)系，按照人們的意愿改造蛋白質(zhì)分子，形成自然界不存在的蛋白質(zhì)分子。為了改造某種蛋白質(zhì)分子，必須對(duì)其精細(xì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，但不包括對(duì)組成蛋白質(zhì)的氨基酸的化學(xué)成分的分析。 2．科學(xué)家將β-干擾素基因進(jìn)行定點(diǎn)突變，然后導(dǎo)入大腸桿菌表達(dá)，使干擾素第17位的半胱氨酸改變成絲氨酸，結(jié)果大大提高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．細(xì)胞工程 解析：選B。從題干敘述分析蛋白質(zhì)通過氨基酸替換被改造，利用的技術(shù)應(yīng)是蛋白質(zhì)工程。 3．添加在洗衣粉中的某種酶在低溫下活性較低，影響了洗衣粉的洗滌效果。如果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(zhì)工程 C．誘變 D．細(xì)胞工程 解析：選B。蛋白質(zhì)工程可以改造酶的結(jié)構(gòu)，通過改造蛋白質(zhì)分子中某些活性部位的一個(gè)或幾個(gè)氨基酸殘基，有目的地提高酶適應(yīng)低溫的能力，進(jìn)而提高洗衣粉在低溫時(shí)的洗滌效果。 4．增加玉米細(xì)胞中賴氨酸含量最有效的途徑是(　　) A．將富含賴氨酸的蛋白質(zhì)編碼基因?qū)胗衩准?xì)胞 B．切除玉米細(xì)胞中天冬氨酸激酶基因和二氫吡啶二羧酸合成酶基因的個(gè)別堿基 C．更換天冬氨酸激酶基因和二氫吡啶二羧酸合成酶基因的個(gè)別堿基 D．將根瘤菌的固氮基因?qū)胗衩准?xì)胞 解析：選C。玉米中賴氨酸的含量比較低，原因是賴氨酸合成過程中的兩個(gè)關(guān)鍵酶——天冬氨酸激酶和二氫吡啶二羧酸合成酶的活性，受細(xì)胞內(nèi)賴氨酸濃度的影響較大，當(dāng)賴氨酸濃度達(dá)到一定量時(shí)，就會(huì)抑制這兩個(gè)酶的活性。通過更換控制合成這兩種酶基因的個(gè)別堿基，可大大提高玉米葉片和種子中的游離賴氨酸的含量。 5．關(guān)于蛋白質(zhì)工程的說法，正確的是(　　) A．蛋白質(zhì)工程是在分子水平上對(duì)蛋白質(zhì)分子直接進(jìn)行操作 B．蛋白質(zhì)工程能產(chǎn)生出自然界中不曾存在過的新型蛋白質(zhì)分子 C．對(duì)蛋白質(zhì)的改造是通過直接改造相應(yīng)的mRNA來實(shí)現(xiàn)的 D．蛋白質(zhì)工程的流程和天然蛋白質(zhì)合成的過程是相同的 解析：選B。所謂蛋白質(zhì)工程，應(yīng)是利用基因工程手段，包括基因的定點(diǎn)突變和基因表達(dá)對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，以期獲得性質(zhì)和功能更加完善的蛋白質(zhì)分子。蛋白質(zhì)工程能產(chǎn)生出自然界中不曾存在過的新型蛋白質(zhì)分子。 6．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tPA分子中的天門冬酰胺替換為谷氨酰胺 D．蛋白酶洗衣粉容易洗掉或除去奶漬、血漬 解析：選D。A、B、C三項(xiàng)所述都是對(duì)現(xiàn)存的蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，屬于蛋白質(zhì)工程的成分。而加酶洗衣粉屬于酶制劑的應(yīng)用，屬于酶工程的成果。 7．下列關(guān)于蛋白質(zhì)工程應(yīng)用的敘述不正確的是(　　) A．蛋白質(zhì)工程是包含多學(xué)科的綜合科技工程領(lǐng)域 B．通過蛋白質(zhì)工程可以改變蛋白質(zhì)的活性 C．利用蛋白質(zhì)工程可以在酵母菌細(xì)胞中得到人的干擾素 D．蛋白質(zhì)工程是一項(xiàng)難度很大的工程，目前成功的例子并不多 解析：選C。蛋白質(zhì)工程是依據(jù)人們?cè)O(shè)計(jì)的蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)，來改造基因，進(jìn)而控制合成新的蛋白質(zhì)或改變自然界中的蛋白質(zhì)，而在酵母菌中生產(chǎn)人干擾素利用基因工程技術(shù)便可達(dá)到。 8．溶菌酶的穩(wěn)定性大大提高的根本原因是(　　) A．控制T4溶菌酶合成的基因的一個(gè)位點(diǎn)發(fā)生突變 B．控制T4溶菌酶合成的mRNA上的密碼子發(fā)生變化 C．T4溶菌酶中一個(gè)氨基酸發(fā)生了替換 D．T4溶菌酶中的第3位氨基酸由異亮氨酸變?yōu)榘腚装彼? 解析：選A。T4溶菌酶是一種蛋白質(zhì)，其穩(wěn)定性提高的原因是其分子結(jié)構(gòu)的改變。蛋白質(zhì)的合成受基因控制，所以蛋白質(zhì)改變的根本原因是基因的改變。選項(xiàng)B、C、D的內(nèi)容都是T4溶菌酶改變的原因，但都不是根本原因。 9．(xx河北石家莊高二檢測(cè))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(duì)蛋白質(zhì)中的個(gè)別氨基酸進(jìn)行替換。 10．當(dāng)前醫(yī)學(xué)上，蛋白質(zhì)工程藥物正逐步取代第一代基因工程多肽蛋白質(zhì)類替代治療劑，則基因工程藥物與蛋白質(zhì)工程藥物的區(qū)別是(　　) A．都與天然產(chǎn)物完全相同 B．都與天然產(chǎn)物不相同 C．基因工程藥物與天然產(chǎn)物完全相同，蛋白質(zhì)工程藥物與天然產(chǎn)物不相同 D．基因工程藥物與天然產(chǎn)物不相同，蛋白質(zhì)工程藥物與天然產(chǎn)物完全相同 解析：選C?；蚬こ毯铣傻氖亲匀唤缫汛嬖诘牡鞍踪|(zhì)，與相應(yīng)天然產(chǎn)物完全相同。蛋白質(zhì)工程可以合成自然界不存在的蛋白質(zhì)，與天然產(chǎn)物不相同。 11．(xx德州高二檢測(cè))如圖為蛋白質(zhì)工程操作的基本思路，請(qǐng)據(jù)圖回答下列問題： (1)代表蛋白質(zhì)工程操作思路的過程是________，代表中心法則內(nèi)容的是____________。(填寫數(shù)字) (2)寫出圖中各數(shù)字代表的生物學(xué)過程的名稱或內(nèi)容： ①______，②________，③________，④________， ⑤________。 (3)蛋白質(zhì)工程的目的是________________________________________________________________________， 通過________________________________________________________________________實(shí)現(xiàn)。 (4)從圖中可以看出蛋白質(zhì)工程的基本途徑與中心法則是________的。 解析：從分析蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)開始，推出氨基酸的序列，合成基因，再通過基因的改造而合成新的蛋白質(zhì)屬于蛋白質(zhì)工程，圖中蛋白質(zhì)工程的基本途徑與中心法則是相反的。 答案：(1)④⑤?、佗冖? (2)轉(zhuǎn)錄　翻譯　折疊　分子設(shè)計(jì)　DNA合成 (3)對(duì)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分子設(shè)計(jì)　基因合成或改造　(4)相反 12．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，但抗氧化能力大大提高。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)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控制合成蛋白酶的基因與原來相比，至少有________個(gè)堿基對(duì)發(fā)生變化。 (3)利用生物技術(shù)改造蛋白質(zhì)，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____________________。 解析：本題考查蛋白質(zhì)工程的有關(guān)問題?；蛑械?個(gè)堿基對(duì)決定mRNA上3個(gè)堿基，mRNA上3個(gè)堿基決定一個(gè)氨基酸。利用生物技術(shù)改造蛋白質(zhì)能夠提高蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性。 答案：(1)蛋白質(zhì)工程　(2)1　(3)穩(wěn)定　少數(shù)氨基酸的替換 13．(xx菏澤高二檢測(cè))干擾素是動(dòng)物體內(nèi)合成的一種蛋白質(zhì)，可以用于治療病毒的感染和癌癥，但在體外保存相當(dāng)困難，如果將其分子上的一個(gè)氨基酸變成另一個(gè)氨基酸，就可在－70 ℃條件下保存半年，給廣大患者帶來福音。 (1)蛋白質(zhì)的合成是受基因控制的，因此獲得能夠控制合成“可以保存的干擾素”的基因是生產(chǎn)的關(guān)鍵，依據(jù)蛋白質(zhì)工程原理，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)流程，讓動(dòng)物生產(chǎn)“可以保存的干擾素”： (2)基因工程和蛋白質(zhì)工程相比較，基因工程在原則上只能生產(chǎn)________________的蛋白質(zhì)，不一定符合________________需要。而蛋白質(zhì)工程是以蛋白質(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________________或________________，對(duì)現(xiàn)在蛋白質(zhì)進(jìn)行______________，或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類的生產(chǎn)和生活需要。 (3)蛋白質(zhì)工程實(shí)施的難度很大，原因是蛋白質(zhì)具有十分復(fù)雜的________________結(jié)構(gòu)。 (4)對(duì)天然蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，應(yīng)該直接對(duì)蛋白質(zhì)分子進(jìn)行操作，還是通過對(duì)基因的操作來實(shí)現(xiàn)？其原因是什么？________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案：(1)預(yù)期蛋白質(zhì)的功能　預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)　應(yīng)有的氨基酸序列　相對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列(基因) (2)自然界已存在　人類生產(chǎn)和生活　基因修飾　基因合成　改造 (3)空間 (4)應(yīng)該通過對(duì)基因的操作來實(shí)現(xiàn)對(duì)天然蛋白質(zhì)的改造。原因：①任何一種天然蛋白質(zhì)都是由基因編碼的，改造了基因也就是對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行了改造；②改造過的蛋白質(zhì)可以通過改造過的基因遺傳下去，如果對(duì)蛋白質(zhì)直接改造，即使改造成功，被改造過的蛋白質(zhì)分子也無法遺傳；③對(duì)基因進(jìn)行改造比對(duì)蛋白質(zhì)直接進(jìn)行改造要容易操作，難度要小得多 14．如圖表示形成鼠—人嵌合抗體的過程。請(qǐng)據(jù)圖回答下列問題。 (1)改造鼠源抗體，生產(chǎn)鼠—人嵌合抗體，屬于________________(生物工程)的范疇。圖示該過程中，根據(jù)預(yù)期的嵌合抗體功能，設(shè)計(jì)嵌合抗體的結(jié)構(gòu)，最終必須對(duì)________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，需要的工具酶是________________、________________。重組基因是否翻譯成蛋白質(zhì)，需要從轉(zhuǎn)基因鼠中分離、提取________，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(shí)別抗原的區(qū)域是________區(qū)，引起人體免疫反應(yīng)的主要是________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________________________________________________________________________。 解析：根據(jù)題目的圖示，可以看到是對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行了改造，將鼠抗體的可變區(qū)與人的恒定區(qū)進(jìn)行了組合，這種操作屬于蛋白質(zhì)工程。蛋白質(zhì)工程最終要通過對(duì)基因的改造、合成來對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行改造?？乖哂刑禺愋裕煌目乖枰煌目贵w來特異性地識(shí)別，所以識(shí)別不同抗原的區(qū)域應(yīng)該是可變的。 答案：(1)蛋白質(zhì)工程　基因　(2)限制性核酸內(nèi)切酶　DNA連接酶　蛋白質(zhì)　(3)可變　恒定　對(duì)人體的不良反應(yīng)(或過敏反應(yīng)等副作用)減少