基因工程及其延伸技術(shù)應(yīng)用廣泛同步練習(xí) 高二下學(xué)期生物浙科版選擇性必修3

4.2基因工程及其延伸技術(shù)應(yīng)用廣泛

一、單選題1．對(duì)微生物的基因改造是基因工程中研究最早、最廣泛和取得實(shí)際應(yīng)用成果最多的領(lǐng)域，關(guān)于其原因的描述，不正確的是()A.微生物具有生理結(jié)構(gòu)和遺傳物質(zhì)簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)B.微生物具有生長(zhǎng)繁殖快的優(yōu)點(diǎn)C.微生物具有適應(yīng)性強(qiáng)、對(duì)環(huán)境因素不敏感的優(yōu)點(diǎn)D.微生物具有容易進(jìn)行遺傳物質(zhì)操作的優(yōu)點(diǎn)2．以下有關(guān)蛋白質(zhì)工程的敘述，不正確的是()A.蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上延伸出來(lái)的第二代基因工程B.蛋白質(zhì)工程的原理是從預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)出發(fā)最終找到脫氧核苷酸序列的過(guò)程C.干擾素結(jié)構(gòu)中改變某個(gè)氨基酸提高了它的保存時(shí)間是蛋白質(zhì)工程應(yīng)用的體現(xiàn)D.蛋白質(zhì)工程不是對(duì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的直接改造，蛋白質(zhì)工程產(chǎn)生的變異可以遺傳3．科學(xué)家通過(guò)蛋白質(zhì)工程改造水蛭素（一種蛋白質(zhì)），將其第47位的天冬酰胺替換為賴(lài)氨酸，從而顯著提高了其抗凝血活性，操作流程圖如下。下列有關(guān)敘述正確的是()A.被改造后的水蛭素是自然界沒(méi)有的蛋白質(zhì)B.蛋白質(zhì)工程可以直接從目的基因開(kāi)始操作C.改造過(guò)程的遺傳信息傳遞方向是：氨基酸序列→mRNA堿基序列→目的基因堿基序列D.通過(guò)蛋白質(zhì)工程獲得的蛋白質(zhì)功能一定與預(yù)期的功能相同4．人體內(nèi)的蛋白TPA能降解由血纖維蛋白凝聚而成的血栓，但為心?；颊咦⑸浯髣┝康腡PA會(huì)誘發(fā)顱內(nèi)出血。研究證實(shí)，通過(guò)蛋白質(zhì)工程，將TPA第84位的半胱氨酸換成絲氨酸，可制造出性能優(yōu)異的改良TPA，進(jìn)而顯著降低出血副作用。下列關(guān)于該蛋白質(zhì)工程的敘述正確的是()A.制造改良TPA的過(guò)程不遵循中心法則B.可利用X射線(xiàn)衍射技術(shù)分析TPA的晶體結(jié)構(gòu)C.該例中TPA蛋白的基因增添堿基時(shí)可使用基因定點(diǎn)誘變技術(shù)D.需要在分子水平上直接對(duì)TPA進(jìn)行定向改造5．漸凍癥即肌肉萎縮性側(cè)索硬化癥。據(jù)研究該病是由于基因突變導(dǎo)致神經(jīng)元合成了某種毒蛋白，從而阻礙了軸突內(nèi)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的流動(dòng)。近些年利用誘導(dǎo)多功能干細(xì)胞（iPS細(xì)胞）制作前驅(qū)細(xì)胞，然后移植給漸凍癥實(shí)驗(yàn)鼠，能延長(zhǎng)其壽命。下列相關(guān)描述錯(cuò)誤的是()A.誘導(dǎo)多功能干細(xì)胞的分化實(shí)質(zhì)是基因的選擇性表達(dá)，使細(xì)胞種類(lèi)增多B.誘導(dǎo)多功能干細(xì)胞分化成的多種細(xì)胞中DNA和RNA均相同，蛋白質(zhì)不完全相同C.將控制合成破壞運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元的毒蛋白基因替換，可能起到良好治療作用D.植入神經(jīng)干細(xì)胞，使受損的運(yùn)動(dòng)功能得到恢復(fù)，可以一定程度改善病癥6．下列與基因工程應(yīng)用有關(guān)的說(shuō)法，錯(cuò)誤的是()A.可利用“工程菌”生產(chǎn)人的胰島素B.轉(zhuǎn)基因動(dòng)物可通過(guò)分泌乳汁來(lái)生產(chǎn)所需要的藥品，稱(chēng)為乳腺生物反應(yīng)器C.通過(guò)基因工程技術(shù)可培育多種抗蟲(chóng)轉(zhuǎn)基因植物D.基因治療就是把缺陷基因誘變成正?；?，達(dá)到治療疾病的目的7．下列有關(guān)基因工程及應(yīng)用的敘述錯(cuò)誤的是()A.質(zhì)粒、噬菌體和動(dòng)植物病毒等是目前基因工程中常用的運(yùn)載體B.基因工程是在DNA分子水平上進(jìn)行的設(shè)計(jì)施工C.利用轉(zhuǎn)基因細(xì)菌降解有毒有害的化合物可以保護(hù)環(huán)境D.一種限制酶能識(shí)別一種或幾種特定的核苷酸序列8．下列哪項(xiàng)不是蛋白質(zhì)工程的基本思路()A.通過(guò)改造或合成基因獲得所需要的蛋白質(zhì)B.從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)，設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)C.根據(jù)推測(cè)的氨基酸序列，便能確定唯一對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列D.根據(jù)所預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，推測(cè)相應(yīng)的氨基酸序列9．玉米的賴(lài)氨酸含量比較低，科學(xué)家將合成賴(lài)氨酸的關(guān)鍵酶——天冬氨酸激酶中352位的蘇氨酸變成異亮氨酸，二氫吡啶二羧酸合成酶中104位的天冬氨酸變成異亮氨酸后，可大大提高玉米中的賴(lài)氨酸含量。下列有關(guān)蛋白質(zhì)工程的敘述，正確的是()A.蛋白質(zhì)工程的目的是獲得滿(mǎn)足人類(lèi)生產(chǎn)和生活需求的蛋白質(zhì)B.經(jīng)蛋白質(zhì)工程改造后的兩種酶改變氨基酸這一性狀不可遺傳C.利用基因工程技術(shù)不能改變基因上的特定位點(diǎn)的核苷酸序列D.對(duì)兩種酶進(jìn)行改造可通過(guò)直接改造蛋白酶的分子結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)10．蛋白質(zhì)工程是研究蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能的重要手段，下列關(guān)于蛋白質(zhì)工程的敘述，正確的是()A.蛋白質(zhì)工程中可以不用構(gòu)建基因表達(dá)載體B.通過(guò)蛋白質(zhì)工程改造后獲得的性狀不能遺傳給后代C.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D.蛋白質(zhì)工程可以通過(guò)增加酶內(nèi)部二硫鍵數(shù)目提高酶的熱穩(wěn)定性二、多選題11．水蛭素是水蛭唾液腺分泌的凝血酶特異抑制劑，將其第47位的天冬酰胺變成賴(lài)氨酸（Lys），使其與分子內(nèi)第4或第5位蘇氨酸間形成氫鍵，來(lái)幫助水蛭素N端肽段的正確取向，從而提高抗凝血效率。下列敘述正確的是()A.利用蛋白質(zhì)工程對(duì)水蛭素進(jìn)行改造的過(guò)程不遵循中心法則B.改造水蛭素的過(guò)程中需要用到限制酶和DNA連接酶C.通過(guò)基因工程和蛋白質(zhì)工程生產(chǎn)的水蛭素的氨基酸序列相同D.對(duì)水蛭素進(jìn)行分子設(shè)計(jì)必須從預(yù)期水蛭素的功能特點(diǎn)入手12．下列關(guān)于蛋白質(zhì)工程的說(shuō)法，不正確的是()A.蛋白質(zhì)工程能生產(chǎn)出自然界中不曾存在過(guò)的新型蛋白質(zhì)分子B.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C.對(duì)蛋白質(zhì)的改造是通過(guò)直接改造相應(yīng)的mRNA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(guò)程是相同的三、讀圖填空題13．枯草桿菌蛋白酶廣泛用于洗滌、制革、食品以及醫(yī)療等行業(yè)中。某研究小組利用蛋白質(zhì)工程技術(shù)提高了枯草桿菌蛋白酶的催化活性。回答下列問(wèn)題。（1）蛋白質(zhì)工程是指通過(guò)________或________，對(duì)現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿(mǎn)足人類(lèi)的生產(chǎn)和生活的需要。（2）目的基因的獲得是利用基因工程改造蛋白質(zhì)的第一步，目前常用的獲取目的基因的方法有________、________和________。（3）為使目的基因與質(zhì)粒連接，通常會(huì)用兩種不同的________對(duì)質(zhì)粒和目的基因兩側(cè)進(jìn)行切割，其目的是________________。再用________處理形成重組質(zhì)粒。（4）研究小組將該蛋白酶中第188位丙氨酸替換為脯氨酸、第239位谷氨酰胺替換為精氨酸、第262位纈氨酸替換為亮氨酸，結(jié)果發(fā)現(xiàn)該酶的催化活性大幅度提高。其原因可能是________________________。14．干擾素是動(dòng)物細(xì)胞受到病毒侵染后產(chǎn)生的一種糖蛋白，可用于對(duì)抗病毒的感染和癌癥，但體外保存相當(dāng)困難。如圖是利用蛋白質(zhì)工程設(shè)計(jì)生產(chǎn)干擾素的部分過(guò)程?；卮鹣铝袉?wèn)題：（1）步驟①表示____________，蛋白質(zhì)工程_____________（填“遵循”或“不遵循”）中心法則。（2）利用蛋白質(zhì)工程設(shè)計(jì)生產(chǎn)干擾素的起始步驟是______________（填具體過(guò)程），利用設(shè)計(jì)的蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)經(jīng)過(guò)步驟⑤推測(cè)出的b表示___________。（3）利用蛋白質(zhì)工程獲得的干擾素mRNA序列與動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)干擾素mRNA序列__________（填“完全相同”或“不一定相同”），原因是___________。（4）若想要通過(guò)體外培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)判斷所設(shè)計(jì)的干擾素是否具有對(duì)抗某病毒感染的作用，其實(shí)驗(yàn)思路為：____________。

參考答案1．答案：C解析：A、微生物具有生理結(jié)構(gòu)和遺傳物質(zhì)簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，便于研究，A正確；B、微生物的生長(zhǎng)周期短，具有生長(zhǎng)繁殖快的優(yōu)點(diǎn)，B正確；C、微生物對(duì)環(huán)境因素敏感，如在某種抗生素的環(huán)境中不能生存，C錯(cuò)誤；D、微生物的遺傳物質(zhì)簡(jiǎn)單，具有容易進(jìn)行遺傳物質(zhì)操作的優(yōu)點(diǎn)，D正確。故選C。2．答案：B解析：A、由分析可知，蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上延伸出來(lái)的第二代基因工程，A正確；B、蛋白質(zhì)工程的原理是從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)，最終找到脫氧核苷酸序列的過(guò)程，B錯(cuò)誤；C、蛋白質(zhì)工程可改變?cè)械鞍踪|(zhì)的結(jié)構(gòu)，故干擾素結(jié)構(gòu)中改變某個(gè)氨基酸提高了它的保存時(shí)間是蛋白質(zhì)工程應(yīng)用的體現(xiàn)，C正確；D、蛋白質(zhì)工程不是對(duì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的直接改造，而是對(duì)基因進(jìn)行改造，蛋白質(zhì)工程產(chǎn)生的變異可以遺傳，D正確。故選B。3．答案：A解析：A、被改造后的水蛭素是通過(guò)蛋白質(zhì)工程完成的，是自然界沒(méi)有的蛋白質(zhì)，A正確;B、據(jù)圖分析，通過(guò)分析預(yù)期的水蛭素功能推導(dǎo)出蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，進(jìn)而明確氨基酸序列，最終確定基因中堿基對(duì)的排列順序，B錯(cuò)誤;C、改造過(guò)程的遺傳信息傳遞方向是:DNA轉(zhuǎn)錄生成mRNA，再經(jīng)過(guò)翻譯生成蛋白質(zhì)，C錯(cuò)誤;D、通過(guò)蛋白質(zhì)工程獲得的蛋白質(zhì)功能不一定符合預(yù)期的功能，D錯(cuò)誤。故選A。4．答案：B解析：A、制造改良TPA的過(guò)程屬于蛋白質(zhì)工程，蛋白質(zhì)工程修飾或合成的基因在復(fù)制和表達(dá)時(shí)仍然遵循中心法則，A錯(cuò)誤；B、X射線(xiàn)衍射分析是利用晶體形成的X射線(xiàn)衍射，對(duì)物質(zhì)進(jìn)行內(nèi)部原子在空間分布狀況的結(jié)構(gòu)分析方法，X射線(xiàn)衍射技術(shù)可分析蛋白質(zhì)的晶體結(jié)構(gòu)，B正確；C、該實(shí)例中TPA基因不是增添堿基，而是替換堿基，C錯(cuò)誤；D、該技術(shù)不是在分子水平上直接對(duì)TPA進(jìn)行改造，而是對(duì)TPA的基因進(jìn)行改造，D錯(cuò)誤。故選B。5．答案：B解析：A、誘導(dǎo)多功能干細(xì)胞的分化實(shí)質(zhì)是基因的選擇性表達(dá)，分化的結(jié)果是細(xì)胞種類(lèi)增多，A正確；B、誘導(dǎo)多功能干細(xì)胞分化成多種細(xì)胞是基因選擇性表達(dá)的結(jié)果，細(xì)胞核中遺傳物質(zhì)DNA不變，但RNA及蛋白質(zhì)不完全相同，B錯(cuò)誤；C、將控制合成破壞運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元的毒蛋白基因替換，細(xì)胞內(nèi)表達(dá)的毒蛋白減少，可以起到一定的治療作用，C正確；D、由題干“最新研究結(jié)果表明，利用誘導(dǎo)多功能干細(xì)胞(iPS細(xì)胞)制作前驅(qū)細(xì)胞，然后移植給漸凍癥實(shí)驗(yàn)鼠，能延長(zhǎng)其壽命”可知，植入神經(jīng)干細(xì)胞，能使受損的運(yùn)動(dòng)功能得到恢復(fù)，可以一定程度改善病癥，D正確。故選B。6．答案：D解析：A、轉(zhuǎn)基因技術(shù)構(gòu)建高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的基因工程菌來(lái)生產(chǎn)胰島素，屬于轉(zhuǎn)基因技術(shù)在微生物領(lǐng)域的應(yīng)用，A正確；B、轉(zhuǎn)基因動(dòng)物通過(guò)分泌的乳汁來(lái)生產(chǎn)所需要的藥品，稱(chēng)為乳腺生物反應(yīng)器，這是轉(zhuǎn)基因技術(shù)在醫(yī)藥生產(chǎn)上的應(yīng)用，B正確；C、通過(guò)基因工程技術(shù)可培育多種抗蟲(chóng)轉(zhuǎn)基因植物，屬于轉(zhuǎn)基因技術(shù)在植物育種上的應(yīng)用，C正確；D、基因治療是指把正常基因?qū)氩∪梭w內(nèi)有缺陷的細(xì)胞中，使該基因的表達(dá)產(chǎn)物發(fā)揮功能，從而達(dá)到治療疾病的目的，D錯(cuò)誤。故選D。7．答案：D解析：A、目前基因工程中常用的運(yùn)載體有質(zhì)粒、噬菌體和動(dòng)植物病毒等，A正確；B、基因工程指按照人們的意愿，把一種生物的某種基因（其本質(zhì)為具有遺傳效應(yīng)的DNA分子）提取出來(lái)，加以修飾改造，然后放到另一種生物的細(xì)胞里，定向地改造生物的遺傳性狀?；蚬こ淌窃贒NA分子水平上進(jìn)行的設(shè)計(jì)施工，B正確；C、利用基因基因工程，把降解有毒有害的化合物相關(guān)的基因?qū)氲郊?xì)菌，培育出能降解有毒有害的化合物的轉(zhuǎn)基因細(xì)菌，這種細(xì)菌可以降解有毒有害物質(zhì)，可以保護(hù)環(huán)境，C正確；D、一種限制酶只能識(shí)別一種特定的核苷酸序列，D錯(cuò)誤。故選D。8．答案：C解析：A、基因控制蛋白質(zhì)的合成，通過(guò)改造或合成基因獲得所需要的蛋白質(zhì)，屬于蛋白質(zhì)工程的范疇，A正確；B、結(jié)構(gòu)決定功能，功能反映結(jié)構(gòu)，從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)，設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，B正確；C、由于密碼子的簡(jiǎn)并性，根據(jù)推測(cè)的氨基酸序列，不能確定唯一對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列，C錯(cuò)誤；D、氨基酸是蛋白質(zhì)的基本單位，根據(jù)所預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，可推測(cè)相應(yīng)的氨基酸序列，D正確。故選C。9．答案：A解析：A、蛋白質(zhì)工程的目標(biāo)是根據(jù)人們對(duì)蛋白質(zhì)功能的特定需求，對(duì)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)改造，A正確；B、經(jīng)蛋白質(zhì)工程改造后的酶的基因發(fā)生了改變，因此經(jīng)蛋白質(zhì)工程改造后的兩種酶改變氨基酸這一性狀可以遺傳，B錯(cuò)誤；C、利用基因工程技術(shù)可以改變基因上特定位點(diǎn)的核苷酸序列，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)蛋白質(zhì)的改造，C錯(cuò)誤；D、要對(duì)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造，必須通過(guò)改造或合成基因來(lái)完成，D錯(cuò)誤。故選A。10．答案：D解析：蛋白質(zhì)工程是基因工程的延伸，需要構(gòu)建表達(dá)載體，A錯(cuò)誤；由于蛋白質(zhì)工程是直接對(duì)基因進(jìn)行修飾或合成基因，改造后的性狀可以遺傳給后代，B錯(cuò)誤；基因的結(jié)構(gòu)決定蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，因此，要對(duì)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)改造，最終還必須通過(guò)改造基因來(lái)完成，而不是直接對(duì)蛋白質(zhì)分子進(jìn)行操作，C錯(cuò)誤；蛋白質(zhì)工程可以通過(guò)增加二硫鍵數(shù)目來(lái)提高熱穩(wěn)定性，例如為了提高T4溶菌酶的耐熱性，將3號(hào)位的異亮氨酸換成半胱氨酸，在3號(hào)和97號(hào)半胱氨酸之間形成一個(gè)二硫鍵，使得T4溶菌酶耐熱性得到提高，D正確。11．答案：BD

解析：蛋白質(zhì)工程的基本思路：從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)→設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)→推測(cè)應(yīng)有的氨基酸序列→找到并改變相對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列（基因）或合成新的基因→獲得所需要的蛋白質(zhì)，該過(guò)程是中心法則的逆運(yùn)用，遵循中心法則，A項(xiàng)錯(cuò)誤；蛋白質(zhì)工程必須通過(guò)改造或合成基因來(lái)完成，是第二代基因工程，實(shí)施過(guò)程需用到限制酶和DNA連接酶構(gòu)建基因表達(dá)載體，B項(xiàng)正確；基因工程生產(chǎn)的蛋白質(zhì)是自然界已有的蛋白質(zhì)，而蛋白質(zhì)工程能生產(chǎn)出自然界中不存在的新型蛋白質(zhì)分子，兩者的氨基酸序列不同，C項(xiàng)錯(cuò)誤；對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行分子設(shè)計(jì)應(yīng)從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)，對(duì)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，D項(xiàng)正確。12．答案：BCD

解析：A.根據(jù)概念可知，蛋白質(zhì)工程能產(chǎn)生出自然界中不曾存在過(guò)的新型蛋白質(zhì)分子，A正確；B.蛋白質(zhì)工程的直接操作對(duì)象是基因，而不是蛋白質(zhì)，B錯(cuò)誤；C.對(duì)蛋白質(zhì)的改造是通過(guò)直接改造相應(yīng)的基因來(lái)實(shí)現(xiàn)的，C錯(cuò)誤；D.蛋白質(zhì)工程的流程為：預(yù)期蛋白質(zhì)供能→設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)→推測(cè)應(yīng)有的氨基酸序列→找到相對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列→合成DNA→表達(dá)出蛋白質(zhì)，這和天然蛋白質(zhì)合成的過(guò)程是不相同的，D錯(cuò)誤。13．答案：（1）基因修飾；基因合成（2）從基因文庫(kù)中獲取；利用PCR技術(shù)擴(kuò)增；人工合成（3）限制性核酸內(nèi)切酶；避免質(zhì)粒的自我連接、目的基因的自我連接，確保目的基因的插入方向；DNA連接酶（4）改變了蛋白酶的空間結(jié)構(gòu)，提高了酶與底物的親和力解析：（1）蛋白質(zhì)工程是指通過(guò)基因修飾或基因合成,對(duì)現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造,或制造一種新的蛋白質(zhì),以滿(mǎn)足人類(lèi)的生產(chǎn)和生活的需要。（2）獲取目的基因的常用方法有從基因文庫(kù)中獲取、利用PCR技術(shù)擴(kuò)增和人工合成。（3）為使目的基因與質(zhì)粒連接,通常會(huì)用兩種不同的限制性核酸內(nèi)切酶對(duì)質(zhì)粒和目的基因兩側(cè)進(jìn)行切割,其目的是避免質(zhì)粒的自我連接、目的基因的自我連接,確保目的基因的插入方向。再用DNA連接酶處理形成重組質(zhì)粒。（4）研究小組