高中生物 专题1 第4节 蛋白质工程的崛起练习 新人教版选修3.doc

第4节蛋白质工程的崛起一、蛋白质工程崛起的缘由1基因工程的实质：将一种生物的_转移到另一种生物体内，后者产生它本不能产生的_，进而表现出新的性状。2蛋白质工程的目的：生产符合人们生活需要的并非自然界已存在的_。1基因蛋白质2蛋白质二、蛋白质工程的基本原理1蛋白质工程的概念：蛋白质工程是指以_作为基础，通过_或_，对现有蛋白质进行_，或_，以满足人类的生产和生活的需求。2目标：根据人们对_功能的特定需求，对_的结构进行分子设计。3原理：中心法则的逆推。4过程：预期蛋白质功能设计预期的_结构推测应有的_序列找到相应的_序列(基因)。1蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系基因修饰基因合成改造制造一种新的蛋白质2蛋白质蛋白质4蛋白质氨基酸脱氧核苷酸三、蛋白质工程的进展和前景1前景诱人。如用此技术制成的电子元件，具有_、_和效率高的特点。2难度很大。主要是目前科学家对大多数蛋白质的_的了解还很不够。1体积小耗电少2高级结构一、选择题1蛋白质工程中，直接需要进行操作的对象是()a氨基酸结构 b蛋白质空间结构c肽链结构 d基因结构解析：蛋白质工程是指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。其目标是对蛋白质进行分子设计，但因为基因决定蛋白质，因此归根到底还需要相对应基因进行设计。答案：d2人们发现蛛丝蛋白比蚕丝蛋白更细，但强度却更大，于是有人试图通过破解蛛丝蛋白的结构从而推出其基因结构，以指导对蚕丝蛋白基因的修改，从而让蚕也吐出像蛛丝蛋白一样坚韧的丝，此过程的名称和依据的原理分别是()a基因突变：dnarna蛋白质b基因工程：rnarna蛋白质c基因工程：dnarna蛋白质d蛋白质工程：蛋白质rnadnarna蛋白质解析：通过修改已知蚕丝蛋白的基因，从而创造出全新的蛋白质的过程叫蛋白质工程，其原理是蛋白质rnadnarna蛋白质。答案：d3蛋白质工程中，对蛋白质的结构进行分子设计的根据是()a人们对蛋白质功能的特定需求b蛋白质中氨基酸序列c信使rna中核糖核苷酸序列d基因中脱氧核苷酸序列解析：蛋白质工程的目标是根据人们对蛋白质功能的特定需求，对蛋白质的结构进行分子设计。答案：a4关于蛋白质工程的基本流程，正确的是()预期蛋白质分子结构组成合成dna预期蛋白质功能据氨基酸序列推出脱氧核苷酸序列a bc d解析：蛋白质工程是分析已知结构和功能的蛋白质，并对其结构进行改造，主要是改变个别氨基酸，从而分析出改造后的蛋白质的氨基酸序列，据此逆推出mrna的碱基序列，最后合成出相应的dna。答案：c5蛋白质工程中对蛋白质分子进行设计时，主要包括哪几种()进行少数氨基酸的替换对不同来源的蛋白质进行拼接从氨基酸的排列顺序出发设计全新的蛋白质直接改变蛋白质的空间结构a bc d解析：蛋白质工程中对蛋白质分子进行设计时，不能直接改变蛋白质的空间结构。但是能进行少数氨基酸的替换，能对不同来源的蛋白质进行拼接，能够从氨基酸的排列顺序出发设计全新的蛋白质。答案：b6关于蛋白质工程的说法，正确的是()a蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作b蛋白质工程能产生出自然界中不曾存在过的新型蛋白质分子c对蛋白质的改造是通过直接改造相应的mrna来实现的d蛋白质工程的流程和天然蛋白质合成的过程是相同的解析：蛋白质工程，就是利用基因工程手段，包括基因的定点突变和基因表达对蛋白质进行改造，以获得性质和功能更加完善的蛋白质分子。蛋白质工程能产生出自然界中不曾存在过的新型蛋白质分子。答案：b7蛋白质工程目前成功的是()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体外耐保存的干扰素d用蛋白质工程生产赖氨酸玉米解析：a项已经实现，b、c、d三项目前尚未实现，只是蛋白质工程的发展前景，有待进一步研究和设计。答案：a8科学家为提高玉米中的赖氨酸含量，计划将天冬氨酸激酶的第352位苏氨酸变成异亮氨酸，将二氢吡啶二羧酸合成酶中104位的氨基酸由天冬氨酸变成异亮氨酸，就可以使玉米叶片和种子中的游离赖氨酸含量分别提高5倍和2倍，下列对蛋白质的改造，操作正确的是()a直接通过分子水平改造蛋白质b直接改造相应的mrnac对相应的基因进行操作d重新合成新的基因解析：蛋白质工程的目的是对蛋白质进行改造，从而使蛋白质功能可以满足人们需求。而蛋白质功能与其高级结构密切相关，蛋白质高级结构又非常复杂，所以直接对蛋白质改造非常困难，而蛋白质是由基因控制合成的，对基因进行操作却容易得多。另外，改造后的基因可以遗传，如对蛋白质直接改造，即使成功也不能遗传。答案：c二、非选择题9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。gfp基因可作为目的基因用于培育绿色荧光小鼠，下图表示培育绿色荧光小鼠的基本流程：请根据上述材料回答下列问题。(1)用于培育绿色荧光小鼠的基因表达载体的组成必须有启动子、标记基因、_和_。图中过程常用的方法是_。(2)gfp基因与目的基因一起构建到载体上不影响目的基因的表达，也不影响由目的基因控制合成的蛋白质的结构与功能，且对细胞无毒性作用，因此gfp基因可以作为基因表达载体上的_。(3)目前科学家们通过_工程制造出了蓝色荧光蛋白、黄色荧光蛋白等，该工程是直接改造gfp分子，还是改造gfp基因？_。请写出该工程的基本流程。答案：(1)gfp基因终止子显微注射法(2)标记基因(3)蛋白质改造gfp基因(绿色荧光蛋白基因)预期蛋白质功能设计预期蛋白质结构推测氨基酸序列推知基因的核苷酸序列修饰(合成)相应基因表达出相应蛋白质10已知有三种氨基酸的密码子是：甲硫氨酸(aug)、色氨酸(ugg)、苯丙氨酸(uuu或uuc)。某多肽链的一段氨基酸序列：甲硫氨酸色氨酸苯丙氨酸色氨酸(1)怎样得出决定这一段肽链的脱氧核苷酸序列？请把相应的碱基序列写出来。_。(2)确定目的基因的碱基序列后，怎样才能合成或改造目的基因(dna)？_。解析：根据中心法则，dna的脱氧核苷酸的排列顺序决定mrna中核糖核苷酸(密码子)的排列顺序，mrna中核糖核苷酸的排列顺序决定蛋白质中氨基酸的排列顺序，因此根据蛋白质的氨基酸顺序可以反推出dna中碱基对的排列顺序。由于一种氨基酸可能有一种或多种密码子，所以反推出来的结果不唯一。答案：(1)根据氨基酸序列推出mrna密码子序列，再根据mrna推出dna上脱氧核苷酸序列其dna碱基序列为：atgtggttctggtacaccaagacc或(2)根据dna的碱基对序列或改造后的dna碱基序列，利用四种脱氧核苷酸进行人工合成11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