【全程方略】高中生物 1.4 蛋白质工程的崛起课时提升训练 新人教版选修3(1).doc

课时训练速提升【基础达标】1.蛋白质工程的实质是()a.改造基因结构 b.改造蛋白质结构c.改变肽链结构 d.改变氨基酸结构2.干扰素经过改造可长期保存,从蛋白质水平上应改变的是()a.基因 b.精氨酸 c.谷氨酸 d.半胱氨酸3.蛋白质工程中,要对蛋白质结构进行设计改造,必须通过基因修饰或基因合成来完成,而不直接改造蛋白质的原因是()a.缺乏改造蛋白质所必需的工具酶b.改造基因易于操作且改造后能够遗传c.人类对大多数蛋白质高级结构知之甚少d.蛋白质中氨基酸的排列顺序千变万化,操作难度大4.(2013宿迁高二检测)下列关于蛋白质工程的说法,错误的是()a.蛋白质工程能定向改造蛋白质分子的结构,使之更加符合人类需要b.蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作,定向改变分子的结构c.蛋白质工程能产生自然界中不曾存在的新型蛋白质分子d.蛋白质工程与基因工程密不可分,又称为第二代基因工程5.猪的胰岛素用于人体降低血糖浓度效果不明显,原因是猪的胰岛素分子中有一个氨基酸与人的不同。为了使猪的胰岛素用于临床治疗人的糖尿病,用蛋白质工程对蛋白质分子进行设计的最佳方案是()a.对猪的胰岛素进行一个不同氨基酸的替换b.将猪的胰岛素和人的胰岛素进行拼接,组成新的胰岛素c.将猪的胰岛素和人的胰岛素混合在一起治疗人的糖尿病d.根据人的胰岛素设计制造一种新的胰岛素6.当前医学上,蛋白质工程药物正逐步取代第一代基因工程多肽蛋白质类替代治疗剂,则基因工程药物与蛋白质工程药物的区别是()a.都与天然产物完全相同b.都与天然产物不相同c.基因工程药物与天然产物完全相同,蛋白质工程药物与天然产物不相同d.基因工程药物与天然产物不相同,蛋白质工程药物与天然产物完全相同7.下列关于蛋白质工程应用的叙述不正确的是()a.蛋白质工程可以改造酶的结构,提高酶的热稳定性b.通过蛋白质工程可以改变蛋白质的活性c.利用蛋白质工程可以在大肠杆菌细胞中得到人的胰岛素d.蛋白质工程可以对胰岛素进行改造和修饰,合成速效型胰岛素制剂8.（2013广东高考）从某海洋动物中获得一基因，其表达产物为一种抗菌性和溶血性均较强的多肽p1。目前在p1的基础上研发抗菌性强但溶血性弱的多肽药物，首先要做的是（ ）a.合成编码目的肽的dna片段b.构建含目的肽dna片段的表达载体c.依据p1氨基酸序列设计多条模拟肽d.筛选出具有优良活性的模拟肽作为目的肽9.(2013菏泽高二检测)干扰素是动物体内合成的一种蛋白质,可以用于治疗病毒的感染和癌症,但在体外保存相当困难,如果将其分子上的一个氨基酸变成另一个氨基酸,就可在-70条件下保存半年,给广大患者带来福音。(1)蛋白质的合成是受基因控制的,因此获得能够控制合成“可以保存的干扰素”的基因是生产的关键,依据蛋白质工程原理,设计实验流程,让动物生产“可以保存的干扰素”:(2)基因工程和蛋白质工程相比较,基因工程在原则上只能生产 的蛋白质,不一定符合需要。而蛋白质工程是以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础,通过 或 ,对现有蛋白质进行,或制造一种新的蛋白质,以满足人类的生产和生活需要。(3)蛋白质工程实施的难度很大,原因是蛋白质具有十分复杂的结构。(4)对天然蛋白质进行改造,应该直接对蛋白质分子进行操作,还是通过对基因的操作来实现?其原因是什么?【能力提升】1.添加在洗衣粉中的某种酶在低温下活性较低,影响了洗衣粉的洗涤效果。如果让你用生物工程的方法改变此酶的特性,首先考虑的是()a.基因工程 b.蛋白质工程c.诱变 d.细胞工程2.增加玉米细胞中赖氨酸含量最有效的途径是()a.将富含赖氨酸的蛋白质编码基因导入玉米细胞b.切除玉米细胞中天冬氨酸激酶基因和二氢吡啶二羧酸合成酶基因的个别碱基c.更换天冬氨酸激酶基因和二氢吡啶二羧酸合成酶基因的个别碱基d.将根瘤菌的固氮基因导入玉米细胞3.(2013菏泽高二检测)以下蛋白质工程中目前已成功的是()a.对胰岛素进行改造,生产速效型药品b.蛋白质工程应用于微电子方面c.生产体外耐保存的干扰素d.用蛋白质工程生产高产赖氨酸玉米4.下列关于蛋白质工程和基因工程的比较,合理的是(多选)()a.基因工程原则上只能生产自然界已存在的蛋白质,而蛋白质工程可以对现有蛋白质进行改造,从而制造一种新的蛋白质b.蛋白质工程是在基因工程的基础上发展起来的,蛋白质工程最终还是要通过基因修饰或基因合成来完成c.当得到可以在-70条件下保存半年的干扰素后,在相关酶、氨基酸和适宜的温度、ph条件下,干扰素可以大量自我合成d.基因工程和蛋白质工程产生的变异都是可遗传的5.(2013德州高二检测)下图为蛋白质工程操作的基本思路,请据图回答下列问题:(1)代表蛋白质工程操作思路的过程是 ,代表中心法则内容的是 。(填写数字)(2)写出图中各数字代表的生物学过程的名称或内容:, ,。(3)蛋白质工程的目的是 ,通过 实现。(4)从图中可以看出蛋白质工程的基本途径与中心法则是 的。6.(能力挑战题)绿色荧光蛋白(gfp)能在蓝光或紫外光的激发下发出荧光,这样借助gfp发出的荧光就可以跟踪蛋白质在细胞内部的移动情况,帮助推断蛋白质的功能。下图为我国首例绿色荧光蛋白(gfp)转基因克隆猪的培育过程示意图,据图回答:(1)图中通过过程形成重组质粒,需要限制酶切取目的基因、切割质粒。限制酶的识别序列和切点是-ggatcc-,限制酶的识别序列和切点是-gatc-。在质粒上有酶的一个切点,在目的基因的两侧各有1个酶的切点。请画出质粒被限制酶切割后形成黏性末端的过程。 (只写出切割后形成的部分即可)。在dna连接酶的作用下,上述两种不同限制酶切割后形成的黏性末端能否连接起来?,理由是 。(2)过程将重组质粒导入猪胎儿成纤维细胞时,采用最多也最有效的方法是 。(3)如果将切取的gfp基因与抑制小猪抗原表达的基因一起构建到载体上,gfp基因可以作为基因表达载体上的标记基因,其作用是 。获得的转基因克隆猪,可以解决的医学难题是 。(4)目前科学家们通过蛋白质工程制造出了蓝色荧光蛋白、黄色荧光蛋白等,采用蛋白质工程技术制造出蓝色荧光蛋白过程的正确顺序是:(用序号表示)。推测蓝色荧光蛋白的氨基酸序列和基因的核苷酸序列蓝色荧光蛋白的功能分析和结构设计蓝色荧光蛋白基因的修饰(合成)表达出蓝色荧光蛋白答案解析【基础达标】1.【解析】选a。蛋白质工程是通过基因修饰或基因合成,对现有蛋白质进行改造,或制造一种新的蛋白质,其实质就是改造基因结构。2.【解析】选d。干扰素是一种蛋白质,如果将其分子上的一个半胱氨酸变成丝氨酸,在-70条件下,可保存半年。3.【解析】选b。蛋白质工程是通过基因修饰或基因合成,对现有蛋白质进行改造,或制造一种新的蛋白质,以满足人类的生产和生活的需求。蛋白质工程的直接操作对象是基因,并且改造后能够遗传;若直接改造蛋白质,其性状不能遗传。4.【解析】选b。由于基因决定蛋白质,因此,要对蛋白质的结构进行设计改造,最终还必须通过改造基因的结构来完成,这种操作既简单,又能够遗传;而不是直接对蛋白质分子进行操作。5.【解析】选a。由于猪的胰岛素分子中只有一个氨基酸与人的胰岛素不同,所以可通过蛋白质工程中蛋白质的分子设计,只需替换这一个不同的氨基酸即可。虽然根据人胰岛素分子的结构设计一种全新的胰岛素也可以用于临床治疗,但在分子设计和胰岛素的生产方面都存在着很多困难,所以不是最佳方案。6.【解析】选c。基因工程合成的是自然界已存在的蛋白质,与相应天然产物完全相同;蛋白质工程可以合成自然界不存在的蛋白质,与天然产物不相同。7.【解析】选c。蛋白质工程是依据人们设计的蛋白质分子结构,来改造基因,进而控制合成新的蛋白质或改变自然界中的蛋白质,而在大肠杆菌中生产人胰岛素利用基因工程技术便可达到。8.【解析】选c。如果对多肽p1进行改造，首先根据预期功能设计多肽的分子结构，即根据p1氨基酸序列设计多条模拟肽，再根据模拟肽的氨基酸序列合成编码模拟肽的dna片段，从而构建含目的肽dna片段的表达载体，最后从表达产生的模拟肽中筛选出具有优良活性的模拟肽作为目的肽。9.【解析】(1)蛋白质工程的操作流程是:预期蛋白质的功能设计预期的蛋白质结构推测应有的氨基酸序列找到相对应的脱氧核苷酸序列(基因)。(2)基因工程只能生产自然界已存在的蛋白质,但该蛋白质不一定符合人类生产和生活的需要;而蛋白质工程却可以根据人类的生产、生活要求,通过基因修饰或基因合成,对现有蛋白质进行改造,或生产自然界不存在的蛋白质。(3)人们对蛋白质复杂的空间结构及其形成原理和过程尚不清楚,因此,蛋白质工程实施的难度很大。(4)由于基因是遗传物质,决定蛋白质的合成,因此对天然蛋白质进行改造,应该通过对基因的操作来实现。答案:(1)预期蛋白质的功能预期的蛋白质结构应有的氨基酸序列相对应的脱氧核苷酸序列(基因)(2)自然界已存在人类生产和生活基因修饰基因合成改造(3)空间(4)应该通过对基因的操作来实现对天然蛋白质的改造。原因:任何一种天然蛋白质都是由基因编码的,改造了基因也就是对蛋白质进行了改造;改造过的蛋白质可以通过改造过的基因遗传下去,如果对蛋白质直接改造,即使改造成功,被改造过的蛋白质分子也无法遗传;对基因进行改造比对蛋白质直接进行改造要容易操作,难度要小得多。【能力提升】1.【解析】选b。蛋白质工程可以改造酶的结构,通过改造蛋白质分子中某些活性部位的一个或几个氨基酸残基,有目的地提高酶适应低温的能力,进而提高洗衣粉在低温时的洗涤效果。2.【解析】选c。玉米中赖氨酸的含量比较低,原因是赖氨酸合成过程中的两个关键酶天冬氨酸激酶和二氢吡啶二羧酸合成酶的活性,受细胞内赖氨酸浓度的影响较大,当赖氨酸浓度达到一定量时,就会抑制这两个酶的活性。通过更换控制合成这两种酶基因的个别碱基,可大大提高玉米叶片和种子中的游离赖氨酸的含量。【误区警示】要认真分析赖氨酸含量低的原因,通过改变有关基因的个别碱基,从而改变基因控制合成的蛋白质的结构而达到目的,属于蛋白质工程。对此点分析不清,易错选a。3.【解析】选a。科学家通过对胰岛素的改造,已使其成为速效型药品。其他三项所述内容目前尚未实现,只是蛋白质工程的发展前景,有待于进一步研究和设计。4.【解析】选a、b、d。基因工程原则上只能生产自然界已存在的蛋白质,而蛋白质工程可以对现有蛋白质进行改造,从而制造一种新的蛋白质;蛋白质工程是在基因工程的基础上发展起来的,蛋白质工程最终还是要通过基因修饰或基因合成来完成,这样产生的改变才能遗传下去;蛋白质不是遗传物质,不可能自我合成;由于基因工程和蛋白质工程都是对基因进行操作,因此,基因工程和蛋白质工程产生的变异都是可遗传的。5.【解析】(1)天然蛋白质合成的过程是按照中心法则进行的,而蛋白质工程的基本途径与之相反,即从预期的蛋白质功能出发设计预期的蛋白质结构推测应有的氨基酸序列找到相对应的脱氧核苷酸序列(基因),所以据图分析可知:代表蛋白质工程操作思路的过程是,代表中心法则内容的是。(2)由图可以看出:分别代表中心法则的转录和翻译过程,表示肽链经加工、折叠形成具有特定空间结构的蛋白质过程,表示分子设计,表示找到相对应的脱氧核苷酸序列,进行dna(基因)合成的过程。(3)蛋白质工程的目的是对蛋白质的结构进行分子设计,通过基因合成或改造实现。(4)从图中可以看出蛋白质工程的基本途径与中心法则是相反的。答案:(1)(2)转录翻译折叠分子设计dna合成(3)对蛋白质的结构进行分子设计基因合成或改造(4)相反6.【解析】本题考查基因工程和蛋白质工程的相关知识。(1)小题相对比较简单,书写要关注dna序列与限制酶识别序列的区别,不要遗漏了酶和黏性末端的正确表达。小题中由于两种限制酶切割形成的黏性末端是相同的,可以互补配对,因此可用dna连接酶进行相互“缝合”。(2)基因工程中目的基因导入动物细胞的方法是显微注射法。(3)基因表达载体上标记基因的作用是鉴定受体细胞中是否含有目的基因;获得转基因猪,可以解决医学上供体器官不足和免疫排斥问题。(4)蛋白质工程操作流程的正确顺序是。答案:(1)可以连接由两种不同限制酶切割后形成的黏性末端是相同的(或是可以互补的)(2)显微注射法(3)鉴定受体细胞中是否含有