苏教版选修3蛋白质工程 作业.docx

蛋白质工程一、单选题1利用生物工程的方法可以让大肠杆菌生产人胰岛素。下面有关叙述错误的是（ ）a在操作时，首先将人工合成的人胰岛素基因与质粒重组，再转移到大肠杆菌中b用双缩脲检测这种方式获得的人胰岛素，可以产生紫色反应c能合成人胰岛素的工程菌从可遗传变异的类型上，属于基因重组d人胰岛素基因能够在大肠杆菌体内实现表达，是因为这两类生物具有完全相同的代谢方式【答案】d【解析】本题考查基因工程的操作过程，属于考纲理解应用层次。基因工程要将目的基因与运载体重组，构成基因表达载体，然后再导入到受体细胞中，由于胰岛素的化学本质是蛋白质，因此可以用双缩脲试剂检测，基因工程的原理是基因重组，而人胰岛素基因能够在大肠杆菌体内实现表达，是因为这两类生物共用一套遗传密码，具有共同的祖先。2下列哪组均为基因工程技术中常用的运载工具（ ）a.大肠杆菌、噬菌体 b.蓝藻、质粒c.动植物病毒、噬菌体 d.线粒体、质粒【答案】c【解析】在基因工程中经常使用运载体的质粒、噬菌体和动植物病毒等，其中最常用的运载体是质粒。3下图为克隆羊“多利”的培育过程示意图：下列各项有关表述错误的是（ ）a克隆羊“多利”的主要性状与甲羊一致，因为其细胞核基因来自甲羊b克隆羊“多利”的培育过程中采用的生物技术有核移植和胚胎移植c乙羊的去核卵细胞为重组细胞基因表达提供了细胞内的环境条件d此过程说明高度分化的动物细胞具有全能性【答案】d【解析】此过程说明高度分化的动物细胞核具有全能性。4关于转基因生物引发的安全性问题的叙述错误的是( )a.转基因生物引发的安全性问题包括食物安全、生物安全、环境安全b.转基因生物引起安全性问题的原因之一是外源基因插入宿主基因组的部分往往是随机的c.转基因生物引发的安全性问题是无法弥补的d.转基因生物有可能造成安全性问题，但不能一概而论【答案】c【解析】转基因生物引发的安全性问题通过一定的措施可以进行弥补。5下列关于蛋白质工程的叙述，错误的是()a蛋白质工程的实质是通过改造基因来改造蛋白质b蛋白质工程在设计蛋白质结构时的依据是现有基因的脱氧核苷酸序列c蛋白质工程的基础是基因工程d蛋白质工程遵循的原理包括中心法则【答案】b【解析】试题分析：蛋白质工程的实质是通过改造基因来改造蛋白质，故a正确；蛋白质工程设计蛋白质结构的依据是从蛋白质的功能出发，故b错误；蛋白质工程是在基因工程的基础上发展起来的，故c正确；蛋白质工程遵循的原理是中心法则的逆推，故d错误。考点：本题考查蛋白质工程的有关知识，意在考查考生理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系的能力。6现在人们已经实现了分子水平上遗传物质的人工重组，下列实例中属于分子水平人工重组的项目是： （ ）a.克隆动物 b.能产生抗体的小鼠脾细胞与骨髓细胞的融合细胞c.人类基因组计划 d.将人的al抗胰蛋白酶基因导入到羊的dna分子中【答案】d【解析】人工实现的基因重组就是利用基因工程技术或细胞工程技术，但细胞工程是从细胞水平上实现基因重组，ab属细胞工程，c为基因组测序。7对肿瘤的论述错误的是： a肿瘤的形成是遗传因素与环境因素相互作用的结果b与肿瘤相关的基因包括癌基因、抑癌基因及dna错配修复基因等c肿瘤的发生只是基因表达与调控水平出现了变化d基因芯片技术对肿瘤能进行早期诊断【答案】c【解析】肿瘤的发生除了基因表达与调控水平出现了变化外，还可能是环境作用的结果。8人们将外源生长素基因导入绵羊受精卵中，成功培育出转基因绵羊。生长速度比一般的绵羊提高了30%，体型增大50%。这个过程利用的主要生物学原理是（ ）a. 基因重组，dnarna蛋白质 b. 基因突变，dnarna蛋白质c. 基因工程，dnarna蛋白质 d. 基因重组，rnadnarna蛋白质【答案】a【解析】将一种生物的基因导入另一种生物体内，使其表达产生相应的物质或性状，这采用的是转基因技术，该技术的原理是基因重组；转基因绵羊体内转入基因表达产生相应蛋白的过程为：dna(生长素基因) rna蛋白质(生长激素)；所以a选项是正确的。9关于蛋白质工程，说法正确的是（ ）a蛋白质工程和基因工程的目的是获得人类需要的蛋白质，所以二者没有区别b通过蛋白质工程改造后的蛋白质仍然是天然的蛋白质c蛋白质工程是在基因水平上改造蛋白质d蛋白质工程是在蛋白质分子水平上改造蛋白质的【答案】c【解析】试题分析：a、蛋白质工程是指以蛋白质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，对现有蛋白质进行基因改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需要基因工程是通过dna重组技术，定向改造生物的遗传特性，以获得人类所需的生物类型或生物产品，只能生产自然界已有的蛋白质a错误；b、通过蛋白质工程，可产生自然界没有的蛋白质，b错误；c、蛋白质工程是指以蛋白质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，对现有蛋白质进行基因改造，c正确；d、对蛋白质结构的改造是通过改造基因来实现的，所以蛋白质工程是在基因水平上改造蛋白质，d错误故选：c10关于蛋白质工程的基本流程，下列叙述正确的是（ ）蛋白质分子结构设计dna合成预期蛋白质功能据氨基酸序列推出脱氧核苷酸序列a. b. c. d. 【答案】c【解析】蛋白质工程的基本流程为：预期蛋白质功能蛋白质分子结构设计据氨基酸序列推出脱氧核苷酸序列dna合成。112003年第九期(科学大观园)报道，世界第一匹克隆马“普罗梅泰亚”于今年5月28日在意大利克雷莫纳市繁殖技术与家畜饲养实验室顺利诞生。 “普罗梅泰亚”的诞生在科技界所引起的轰动不亚于当年克隆羊“多利”的出现。这主要是因为，这匹克隆马是世界上首例哺乳动物生下自己的克隆体，自体克隆马的顺利诞生预示的意义不包括下列哪一项( )a挽救狮虎通过杂交生产的狮虎兽b挽救大熊猫这一濒临灭绝的珍奇动物c保留和扩大某种哺乳动物种群中出现的具有优良性状的变异类型d使动物园中的雌长颈鹿在缺少配偶的情况下，繁殖后代【答案】a【解析】自体细胞克隆是无性繁殖，狮虎杂交不是克隆。12 人类利用pcr技术合成的dna进行亲自鉴定，其原理是：首先获取被测试者的dna，并进行pcr扩增，取其中一样本dna用限制性内切酶切成特定的小片段，放进凝胶内，用电泳推动dna小片段分离，再使用特别的“探针”去寻找基因。相同的基因会凝聚在一起，然后利用特别的染料在x光下，便会显示与dna探针凝聚于一起的黑色条码，每个人的条码一半与其母亲的条码吻合，另一半与其父亲的条码吻合。下图为10个dna样品的指纹图，其中哪4个为一对夫妻及他们的两个孩子的 aa和c为夫妻，b和e为孩子 bd和r为夫妻，f和h为孩子cb和g为夫妻，a和c为孩子 df和g为夫妻，p和r为孩子【答案】选c【解析】解答此题的关键信息在于理解“每个人的条码一半与其母亲的条码吻合，另一半与其父亲的条码吻合”这句话。a和c为夫妻，b可为他们的孩子，e不可能；d和r为夫妻，f为他们的孩子，h不可能；b和g为夫妻，a和c都有来自双亲的dna，c正确；f和g为夫妻，r可为他们的孩子，p不可能；选c。13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【答案】b【解析】试题分析：蛋白质工程应该从对基因的操作来实现对天然蛋白质的改造，原因是：（1）任何一种天然蛋白质都是由基因编码的，改造了基因即对蛋白质进行了改造，而且改造过程的蛋白质可以遗传下去如果对蛋白质直接进行改造，即使改造成功，被改造过的蛋白质分子还是无法遗传的；（2）对基因进行改造比对蛋白质直接改造要容易操作，难度要小得多，故b正确，acd错误。考点：本题考查蛋白质工程的有关知识，意在考查考生理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系的能力。14为提高葡萄糖异构酶的热稳定性，将其第138号的甘氨酸替换为脯氨酸，致使该酶最适反应温度提高了1012。下列叙述不正确的是a. 应直接将蛋白质分子的甘氨酸替换为脯氨酸b. 可通过基因修饰的方法对葡萄糖异构酶进行改造c. 该技术能按照人类的需求生产出蛋白质d. 该项技术要先预测蛋白质的功能再设计蛋白质的结构【答案】a【解析】为提高葡萄糖异构酶的热稳定性，将其第138号的甘氨酸替换为脯氨酸，应对葡萄糖异构酶的基因进行修饰，a项错误,b项正确；该技术能按照人类的需求生产出新的蛋白质，c项正确；该项技术要先根据蛋白质的功能设计蛋白质的结构，d项正确。二、非选择题15（18分，每空2分）凝乳酶是奶酪生产中的关键性酶。直接利用动、植物生产凝乳酶受多种因素限制，培育高酶活力凝乳酶微生物菌种是目前最有前途的发展方向。用紫外线照射芽孢杆菌，分离、培养，并检测各菌株所产生的凝乳酶活力。操作过程如图1所示。请分析回答：图1提取凝乳酶b紫外线照射提取凝乳酶提取凝乳酶提取凝乳酶芽孢杆菌a0a1a2a6测定酶活力（1）图1所示的b过程的目的是为获得 ，接种用的平板培养基 （是/不是）选择培养基。（2）在一定温度下（35），一定时间内（通常为40分钟），凝固1ml10%脱脂奶粉的酶量为一个酶活力单位（u）。凝乳酶活力检测结果如图2所示。据图2所示，酶催化能力最强的是 组。 a2、a5组酶活力与a0组芽孢杆菌相同，两位同学对此做出了推测： 同学甲：a2、a5组芽孢杆菌未发生基因突变，而其他组发生的变化说明基因突变具有 的特点。 同学乙：a2、a5组芽孢杆菌发生基因突变，但凝乳酶蛋白未改变，其依据的理由是 。为了验证上述2位同学的假设，可采用 技术检测凝乳酶基因是否发生了突变。（3）从牛胃液中分离到的凝乳酶以催化能力强而被广泛应用，研究人员运用基因工程技术，将编码该酶的基因转移到了微生物细胞中。从牛胃细胞中提取 ，再逆转录形成cdna。以此cdna为模板pcr扩增目的基因。构建重组dna分子（如图3所示）最好选用 限制酶。pstbamhbamhecorecor外源dna质粒抗四环素基因抗氨苄青霉素基因pstecorbamh图3研究发现，如果将该凝乳酶20位和24位氨基酸改变为半胱氨酸，其催化能力将提高2倍。通过蛋白质工程生产高效凝乳酶，所需步骤有 。 a. 蛋白质的结构设计 b. 蛋白质的结构和功能分析 c. 蛋白质结构的定向改造 d. 凝乳酶基因的定向改造 e. 将改造后的凝乳酶基因导入受体细胞 f. 将定向改造的凝乳酶导入受体细胞【答案】（1）单个菌落 不是（2）a6 不定向 一种氨基酸可能对应多种密码子（基因突变发生在非编码区） dna分子杂交（dna测序）（3）mrna bamhi和psti b、a、d、e（选择对即可得分，不要求排序）【解析】试题分析：（1）图1所示的b过程为菌落的稀释，目的是为获得单个菌落；由图可知培养基中含有多种酶活力不同的突变芽孢杆菌，故接种用的平板培养基不是选择培养基。（2）据图2所示，凝固1ml10%脱脂奶粉的酶量最少的是a6组，故酶催化能力最强的是a6组，同学甲：基因突变有低频性、不定向性等的特点，故很可能使a2、a5组的细菌均未发生基因突变，同学乙：如果a2、a5组芽孢杆菌发生基因突变，但凝乳酶蛋白未改变，这可能是因为一种氨基酸可能对应多种密码子，随基因发生突变，但不会改变翻译出来的氨基酸；也可能是因为发生基因突变的区段为非编码区，为了验证上述2位同学的假设，可采用dna分子杂交技术检测凝乳酶基因是否发生了突变。（3）牛胃细胞中含有能翻译出凝乳酶的mrna，可逆转录得到cdna。由图3可知，质粒和外源dna中共同含有且不会破坏目的基因的限制酶是bamhi和psti，因此构建重组dna分子最好选用bamhi和psti限制酶，这样可以防止自身的黏性末端连接，防止目的基因与载体反向连接。考查蛋白质工程改造蛋白质结构的步骤，通过分析想要的蛋白质的功能，预测蛋白质应有的结构，然后根据蛋白质的结构逆向推测控制该蛋白质合成的基因的碱基组成及排列顺序，最后就是将改造后的目的基因导入受体细胞，从而转录翻译得出目的蛋白。考点：本题主要考查基因工程的原理及技术基因工程的应用蛋白质工程的相关知识，意在考查考生对所学知识的理解，把握知识间的内在联系的能力。16研究人员欲对双子叶植物拟芥兰叶片中某种蛋白质进行改造，使其能结合空气中微量的黄色炸药挥发分子，导致叶片产生特定颜色变化，从而有助于检测公共场所是否存在爆炸物。请回答：(1)科研人员从上述预期蛋白质的功能出发，设计_结构，然后推测相应目的基因的_序列，最终人工合成出目的基因。(2)在进行转基因操作之前，需要先对该基因表达产物的_进行鉴定。(3)使用农杆菌的_作为载体，有利于将目的基因整合到拟芥兰细胞染色体的dna上。(4)在_和人工控制的条件下，将上述拟芥兰细胞培养在人工配制的培养基上，诱导其产生_、丛芽，最终形成转基因拟芥兰植株。(5) 在转基因植株附近放置微量的_，从个体生物学水平鉴定出目的基因成功表达的转基因植株。【答案】 预期蛋白质 脱氧核苷酸 功能 ti质粒 无菌 愈伤组织 黄色炸药挥发分子（或黄色炸药）【解析】试题分析：蛋白质工程基本途径：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）以上是蛋白质工程特有的途径；以下为基因工程的一般步骤：（1）蛋白质工程的基本途径为：预期蛋白质的功能出发，设计预期蛋白质的空间（或三维）结构，然后推测相应目的基因的脱氧核苷酸序列，最终人工合成出目的基因。（2）基因工程的目的是获得目的基因控制的性状，所以在进行转基因操作之前，需要先对该基因表达产物的功能进行鉴定。（3）农杆菌中的ti质粒上的t-dna可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的dna上。根据农杆菌的这一特点，如果将目的基因插入到ti质粒的t-dna上，通过农杆菌的转化作用，就可以把目的基因整合到拟芥兰细胞中染色体的dna上。（4）将转基因受体细胞培育成植株需要采用植物组织培养技术，该技术是指在无菌和人工控制的条件下，将上述拟芥兰细胞培养在人工配制的培养基上，诱导其产生愈伤组织，再诱导其再分化形成胚状体，最终形成转基因拟芥兰植株。（5）根据题干信息“使其能结合空气中微量的黄色炸药挥发分子，导致叶片产生特定颜色变化，从而有助于检测公共场所是否存在爆炸物”可知，在转基因植株附近放置黄色炸药，从个体生物学水平鉴定出目的基因成功表达的转基因植株。17【生物选修3：现代生物科技专题】 研究人员欲对拟芥兰叶片中某种蛋白质进行改造，使其能结合空气中微量的黄色炸药挥发分子，导致叶片产生特定颜色变化，从而有助于检测公共场所是否存在爆炸物。请回答：(1)科研人员从上述预期蛋白质的功能出发，设计_结构，然后推测相应目的基因的_序列，最终人工合成出目的基因。(2)将目的基因导入拟芥兰细胞通常采用_的方法。首先将目的基因插入到ti质粒的 _上，并最终整合到拟芥兰