北师大版生物选修三 第4章 第4节蛋白质工程的崛起 作业 (1).docx

第4节蛋白质工程的崛起课时作业基础过关1科学家想提高玉米中赖氨酸的含量，计划将天冬氨酸激酶的第352位的苏氨酸变成异亮氨酸，将二氢吡啶二羧酸合成酶的第104位的天冬酰胺变成异亮氨酸，这样就可以使玉米叶片和种子中的游离赖氨酸分别提高5倍和2倍。下列关于蛋白质的改造的操作中，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重新合成新的基因答案c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的需求。蛋白质功能与其高级结构密切相关，因蛋白质高级结构非常复杂，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，通过改造基因对蛋白质的改造可以遗传，如对蛋白质直接改造，即使成功也不能遗传。2下列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蛋白质工程能生产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答案b解析蛋白质工程是在分子水平上对基因直接进行操作，即通过直接改造基因实现的。蛋白质工程的流程和天然蛋白质合成的过程相反，其原理是中心法则的逆推。3下列关于蛋白质工程的基本操作程序，正确的是()蛋白质分子结构合成dna合成mrna合成蛋白质的预期功能根据氨基酸的序列推出脱氧核糖核苷酸的序列abcd答案c解析蛋白质工程的操作流程为：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糖核苷酸序列。4下列属于蛋白质工程应用的是()a抗虫棉 b巨型鼠c鼠人嵌合抗体 d超级细菌答案c解析抗虫棉、巨型鼠、超级细菌都是利用基因工程培养出的生物，而鼠人嵌合抗体是科学家对抗体进行改造产生的。5猪的胰岛素用于降低人体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。为了使猪胰岛素用于临床治疗糖尿病，用蛋白质工程的蛋白质分子设计的最佳方案是()a对猪胰岛素进行一个不同氨基酸的替换b将猪胰岛素和人胰岛素进行拼接组成新的胰岛素c将猪和人的胰岛素混合在一起治疗糖尿病d根据人的胰岛素设计制造出一种全新的胰岛素答案a6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从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答案c解析从大肠杆菌中得到人的胰岛素利用的是基因工程技术。能力提升7蛋白质工程是新崛起的一项生物工程，又称第二代基因工程。下图是蛋白质工程流程图，图中a、b在遗传学上依次表示()a转录和翻译 b翻译和转录c复制和转录 d传递和表达答案a8既然蛋白质工程可以改造生物的蛋白质，当然这里所说的生物也包括大熊猫。因此我们可以通过改造大熊猫体内的某些蛋白质，使大熊猫的生命活动更加适应环境。推测以下关于改造大熊猫体内某蛋白质的说法中，错误的是()a改造后的蛋白质有可能成为一种新抗原，使大熊猫产生免疫反应，从而将其排除或产生过敏反应，因此应慎重施行b改造蛋白质是从根本上通过改造基因来实现的c改造蛋白质后的大熊猫和现在的大熊猫仍是一个物种d改造蛋白质后的大熊猫的后代不具有改造的蛋白质答案d解析改造蛋白质通过改造基因进行，若在受精卵时期进行改造，则可遗传给后代；而若要像基因治疗一样，在成体进行改造，则不能遗传，其后代无改造的蛋白质。9下列关于蛋白质工程技术过程的叙述中，正确的是()通过对蛋白质进行结构分析主要是获取蛋白质的结构信息蛋白质的结构预测主要指根据蛋白质分子的氨基酸序列，来对其高级结构进行预测结构预测的目的是构建蛋白质的立体结构模型，从而进行结构和功能的研究以及蛋白质分子设计可利用基因工程的方法对蛋白质进行改造所有蛋白质结构的改造都可以通过基因定点诱变技术来实现a b c d答案c10蛋白质工程与基因工程相比，其突出特点是()a基因工程原则上能生产任何蛋白质b蛋白质工程能对现有的蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质c蛋白质工程可以不通过转录和翻译来实现d蛋白质工程是在基因工程的基础上延伸出来的第三代基因工程答案b解析蛋白质工程是在基因工程的基础上延伸出来的第二代基因工程，也需要通过转录和翻译来实现，原则上能生产符合人们需要的蛋白质，但和基因工程相比，突出特点是可以改造现有蛋白质或制造新的蛋白质，而基因工程往往是生产现有的蛋白质。11科学家对鼠源杂交瘤抗体进行改造，生产出效果更好的鼠人嵌合抗体，用于癌症治疗。下图表示形成鼠人嵌合抗体的过程，据图回答：(1)改造鼠源杂交瘤抗体，生产鼠人嵌合抗体，属于_(生物工程)的范畴。(2)图示过程是根据预期的_，设计_，最终必须对_进行操作，此操作中改变的是_。(3)经过改造的鼠人嵌合抗体，与鼠源杂交瘤抗体相比较，突出的优点是_(从免疫角度考虑)。(4)上述过程中对科学家来说难度最大的是_。答案(1)蛋白质工程(2)嵌合抗体功能嵌合抗体的结构基因碱基对(3)减少对人体的不良反应(4)设计嵌合抗体的空间结构解析(1)通过图示可知鼠人嵌合抗体是通过人工设计而形成的特定功能蛋白质，其生产过程应属于蛋白质工程的范畴。(2)蛋白质工程的流程：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糖核苷酸序列(基因)通过基因工程操作生产预期的蛋白质。(3)从免疫的角度考虑，对人体来说鼠源抗体为抗原，若利用人的抗体与之嵌合，则排斥反应会减轻，对人体的副作用会减少。(4)由于蛋白质空间结构比较复杂，不易确定，所以成为蛋白质工程中最大的障碍。12干扰素是动物体内合成的一种蛋白质，可以用于治疗病毒感染和癌症，但体外保存相当困难，如果将其分子上的一个半胱氨酸变成丝氨酸，就可在70 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”(请填写)。(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，不一定符合人类生产和生活的需要。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？_。原因是_。答案(1)预期蛋白质的功能蛋白质三维结构应有的氨基酸序列相应的脱氧核糖核苷酸序列(基因)(2)自然界已存在基因修饰基因合成改造(3)空间(或高级)(4)基因基因控制蛋白质的合成，并且基因能遗传给下一代解析蛋白质工程是研究多种蛋白质的结构和功能、蛋白质折叠、蛋白质分子设计等一系列分子生物学基本问题的一种新型的、强有力的手段。通过对蛋白质工程的研究，可以深入地揭示生命现象的本质和生命活动的规律。基因工程遵循中心法则，从dnamrna蛋白质折叠产生功能，基本上是生产出自然界已有的蛋白质。蛋白质工程是按照以下思路进行的：确定蛋白质的功能蛋白质应有的高级结构蛋白质应具备的折叠状态应有的氨基酸序列应有的碱基排列创造出自然界不存在的蛋白质。13科学家将动物体内的能够合成胰岛素的基因与大肠杆菌的dna分子重组，并且在大肠杆菌体内表达成功。请据图回答问题：(1)图中dna是以_为模板，_形成单链dna，在酶的作用下合成双链dna，从而获得了所需要的基因。(2)图中代表的是_，在它的作用下将质粒(_dna)切出_末端。(3)图中表示将_。表示_随大肠杆菌的繁殖而进行_。(4)采用蛋白质工程可以对胰岛素进行改造，使之起效时间缩短，保证餐后血糖高峰和血液中胰岛素高峰一致。如果你是科研工作者，请写出研制速效胰岛素的思路。_。(5)下列关于蛋白质工程的说法中，不正确的是()a蛋白质工程能将人抗体某些区段替代鼠单克隆抗体的区段，降低鼠单克隆抗体免疫活性b蛋白质工程可对酶的催化活性、底物专一性、抗氧化性、热变性、碱变性等加以改变c理论上通过对关键氨基酸的转换与增删是进行蛋白质工程的唯一方法d蛋白质工程的崛起主要是工业生产和基础理论研究的需要答案(1)原胰岛素mrna反转录(2)特定的限制性内切酶环状黏性(3)目的基因导入受体细胞重组dna扩增(4)确定蛋白质的功能蛋白质应有的高级结构蛋白质应具备的折叠状态应有的氨基酸序列应有的碱基序列(5)c真题体验14(2015全国，40)已知生物体内有一种蛋白质(p)，该蛋白质是一种转运蛋白，由305个氨基酸组成。如果将p分子中158位的丝氨酸变成亮氨酸，240位的谷氨酰胺变成苯丙氨酸，改变后的蛋白质(p1)不但保留p的功能，而且具有了酶的催化活性。回答下列问题：(1)从上述资料可知，若要改变蛋白质的功能，可以考虑对蛋白质的_进行改造。(2)以p基因序列为基础，获得p1基因的途径有修饰_基因或合成_基因，所获得的基因表达时是遵循中心法则的，中心法则的全部内容包括_的复制，以及遗传信息在不同分子之间的流动，即：_。(3)蛋白质工程也被称为第二代基因工程，其基本途径是从预期蛋白质功能出发，通过_和_，进而确定相对应的脱氧核糖核苷酸序列，据此获得基因，再经表达、纯化获得蛋白质，之后还需要对蛋白质的生物_进行鉴定。答案(1)氨基酸序列(或结构)(其他答案合理也可)(2)pp1dna和rna(或遗传物质)dnarna、rnadna、rna蛋白质(或转录、反转录、翻译)(3)设计蛋白质的结构推测氨基酸序列功能解析(1)对蛋白质的氨基酸序列(或结