新教材2024高中生物第3章基因工程第4節(jié)蛋白質(zhì)工程的原理和應(yīng)用同步測試新人教版選擇性必修3

第3章基因工程 第4節(jié)蛋白質(zhì)工程的原理和應(yīng)用[基礎(chǔ)檢查]1.下列關(guān)于蛋白質(zhì)工程的敘述,錯(cuò)誤的是 ()A.蛋白質(zhì)工程的原理是從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能動(dòng)身獲得所須要的蛋白質(zhì)B.蛋白質(zhì)工程的目的是獲得滿意人類生產(chǎn)和生活需求的蛋白質(zhì)C.蛋白質(zhì)工程的流程和自然蛋白質(zhì)合成的過程是相同的D.蛋白質(zhì)工程是對(duì)基因工程的補(bǔ)充和發(fā)展解析:蛋白質(zhì)工程的流程是從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能動(dòng)身→設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)→推想應(yīng)有的氨基酸序列→找到并變更相對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列(基因)或合成新的基因→獲得所須要的蛋白質(zhì),自然蛋白質(zhì)的合成過程是基因→表達(dá)→形成具有特定氨基酸序列的多肽鏈→形成具有高級(jí)結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)→行使生物功能,A項(xiàng)正確,C項(xiàng)錯(cuò)誤;蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上延長出來的其次代基因工程,是為了滿意人類生產(chǎn)和生活的需求,B、D兩項(xiàng)正確。答案:C2.下列關(guān)于蛋白質(zhì)工程應(yīng)用的敘述,錯(cuò)誤的是 ()A.蛋白質(zhì)工程可以改造蛋白質(zhì)類酶的結(jié)構(gòu),提高其熱穩(wěn)定性B.通過蛋白質(zhì)工程可以變更蛋白質(zhì)的活性C.利用蛋白質(zhì)工程可以在大腸桿菌細(xì)胞中得到人的胰島素D.蛋白質(zhì)工程可以對(duì)胰島素進(jìn)行改造和修飾,合成速效胰島素類似物解析:蛋白質(zhì)工程是指依據(jù)人們設(shè)計(jì)的蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)來改造基因,進(jìn)而對(duì)自然界中的蛋白質(zhì)進(jìn)行改造,而在大腸桿菌中生產(chǎn)人胰島素利用基因工程技術(shù)便可達(dá)到,C項(xiàng)錯(cuò)誤;通過蛋白質(zhì)工程可以變更蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)、功能活性等,A、B、D三項(xiàng)正確。答案:C3.科學(xué)家將β-干擾素基因進(jìn)行定點(diǎn)誘變導(dǎo)入大腸桿菌表達(dá),使干擾素第17位的半胱氨酸變成絲氨酸,大大提高了β-干擾素的抗病毒活性,并且提高了其儲(chǔ)存穩(wěn)定性。該生物技術(shù)為 ()A.基因工程 B.細(xì)胞工程C.基因突變 D.蛋白質(zhì)工程解析:蛋白質(zhì)工程是對(duì)限制蛋白質(zhì)合成的基因進(jìn)行改造,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)其編碼的蛋白質(zhì)的改造,所得到的已不是自然的蛋白質(zhì)。由題干信息可知,整個(gè)過程利用的生物技術(shù)應(yīng)為蛋白質(zhì)工程。答案:D4.下列有關(guān)蛋白質(zhì)工程與基因工程的敘述,錯(cuò)誤的是()A.蛋白質(zhì)工程也要通過轉(zhuǎn)錄和翻譯來實(shí)現(xiàn)B.蛋白質(zhì)工程與基因工程沒有任何關(guān)系C.蛋白質(zhì)工程能對(duì)現(xiàn)有的蛋白質(zhì)進(jìn)行改造,或制造一種新的蛋白質(zhì)D.蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上,延長出來的其次代基因工程解析:蛋白質(zhì)工程的操作對(duì)象是基因,也要通過轉(zhuǎn)錄和翻譯來實(shí)現(xiàn)特定蛋白質(zhì)的合成,A項(xiàng)正確;蛋白質(zhì)工程能對(duì)現(xiàn)有的蛋白質(zhì)進(jìn)行改造,或制造一種新的蛋白質(zhì),是在基因工程的基礎(chǔ)上,延長出來的其次代基因工程,B項(xiàng)錯(cuò)誤,C、D兩項(xiàng)正確。答案:B5.下列關(guān)于蛋白質(zhì)工程的敘述,錯(cuò)誤的是 ()A.蛋白質(zhì)工程的實(shí)質(zhì)是改造基因B.利用蛋白質(zhì)工程設(shè)計(jì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的依據(jù)是現(xiàn)有基因的脫氧核苷酸序列C.蛋白質(zhì)工程的基礎(chǔ)是基因工程D.蛋白質(zhì)工程遵循的原理包括中心法則解析:蛋白質(zhì)工程是指依據(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),然后依據(jù)設(shè)計(jì)的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu),最終得到所須要的蛋白質(zhì)。答案:B6.下列有關(guān)蛋白質(zhì)工程的敘述,錯(cuò)誤的是 ()A.蛋白質(zhì)工程須要用到限制酶和DNA連接酶B.蛋白質(zhì)工程只能改造現(xiàn)有的蛋白質(zhì)而不能制造新的蛋白質(zhì)C.T4溶菌酶中引入二硫鍵提高了它的熱穩(wěn)定性是蛋白質(zhì)工程應(yīng)用的體現(xiàn)D.蛋白質(zhì)工程能定向改造蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu),使之更加符合人類須要解析:蛋白質(zhì)工程是對(duì)基因進(jìn)行修飾、改造或重新合成,然后進(jìn)行表達(dá),故蛋白質(zhì)工程須要用到限制酶和DNA連接酶,A項(xiàng)正確;通過蛋白質(zhì)工程,可產(chǎn)生自然界沒有的蛋白質(zhì),B項(xiàng)錯(cuò)誤;T4溶菌酶中引入二硫鍵提高了它的熱穩(wěn)定性屬于對(duì)現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造,是蛋白質(zhì)工程應(yīng)用的體現(xiàn),C項(xiàng)正確;蛋白質(zhì)工程能通過基因修飾或基因合成,定向?qū)ΜF(xiàn)有蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造,使之更加符合人類須要,D項(xiàng)正確。答案:B7.某種微生物合成的蛋白酶與人體消化液中的蛋白酶的結(jié)構(gòu)和功能很相像,只是熱穩(wěn)定性較差,進(jìn)入人體后簡單失效?，F(xiàn)要將此酶開發(fā)成一種片劑,臨床治療消化不良。最佳方案是將此酶中的少數(shù)氨基酸替換,而不是干脆改造這種酶,緣由是 ()A.改造基因易于操作且改造后能夠遺傳B.蛋白質(zhì)中氨基酸的排列依次千變?nèi)f化,操作難度大C.蛋白質(zhì)高級(jí)結(jié)構(gòu)非常困難D.缺乏改造蛋白質(zhì)所必需的工具酶解析:要獲得大量所需的蛋白質(zhì),最好是讓細(xì)胞(或生物體)能不斷地產(chǎn)生該種蛋白質(zhì)?；蛳拗频鞍踪|(zhì)的合成,并能穩(wěn)定遺傳,所以要通過改造基因來改造蛋白質(zhì)。答案:A8.在設(shè)計(jì)合成自然界中不存在的蛋白質(zhì)時(shí),首先應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì) ()A.基因結(jié)構(gòu) B.mRNA結(jié)構(gòu)C.氨基酸序列 D.蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)解析:合成自然界不存在的蛋白質(zhì)屬于蛋白質(zhì)工程,應(yīng)依據(jù)蛋白質(zhì)的功能,從設(shè)計(jì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)入手,推想相應(yīng)的氨基酸序列,然后通過基因修飾或基因合成,合成相應(yīng)的蛋白質(zhì)。答案:D9.下列不屬于蛋白質(zhì)工程探討內(nèi)容的是()A.分析蛋白質(zhì)分子的精細(xì)結(jié)構(gòu)B.對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行有目的的改造C.分析氨基酸的化學(xué)組成D.依據(jù)人的意愿將自然蛋白質(zhì)改造成新的蛋白質(zhì)解析:蛋白質(zhì)工程就是指以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系為基礎(chǔ),依據(jù)人的意愿改造蛋白質(zhì)分子或合成自然界不存在的蛋白質(zhì)分子。為了改造某種蛋白質(zhì)分子,必需對(duì)其精細(xì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,但不包括對(duì)組成蛋白質(zhì)的氨基酸的化學(xué)組成進(jìn)行分析。答案:C10.蛋白質(zhì)工程的探討將對(duì)生命科學(xué)產(chǎn)生重大影響。下列關(guān)于蛋白質(zhì)工程的敘述,錯(cuò)誤的是 ()A.實(shí)施蛋白質(zhì)工程的前提條件是了解蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)系B.基因工程是蛋白質(zhì)工程的關(guān)鍵技術(shù)C.蛋白質(zhì)工程是對(duì)蛋白質(zhì)分子的干脆改造D.蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上,延長出來的其次代基因工程解析:蛋白質(zhì)工程通過改造或合成基因,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),這是在基因水平上改造蛋白質(zhì)。答案:C11.下圖為蛋白質(zhì)工程操作的基本思路示意圖,請據(jù)圖回答下列問題。(1)寫出圖中各序號(hào)代表的生物學(xué)過程的名稱或內(nèi)容。①,②,

③,④,

⑤。

(2)代表蛋白質(zhì)工程操作思路的過程是,代表中心法則內(nèi)容的是。(均填圖中序號(hào))

(3)蛋白質(zhì)工程的目的是,通過實(shí)現(xiàn)。

(4)從圖中可以看出蛋白質(zhì)工程的基本途徑與中心法則是的。

解析:(1)圖中①表示轉(zhuǎn)錄,②表示翻譯,③表示折疊,④表示推想,⑤表示改造或合成。(2)圖中④⑤過程代表蛋白質(zhì)工程操作思路;①②過程代表中心法則。(3)蛋白質(zhì)工程是指以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ),通過改造或合成基因,來改造現(xiàn)有蛋白質(zhì),或制造一種新的蛋白質(zhì),以滿意人類的生產(chǎn)和生活的須要。(4)蛋白質(zhì)工程是依據(jù)具有相應(yīng)功能的蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)推想氨基酸序列,進(jìn)而推想出脫氧核苷酸序列,因此中心法則與蛋白質(zhì)工程的基本途徑相反。答案:(1)轉(zhuǎn)錄翻譯折疊推想改造或合成(2)④⑤①②(3)獲得滿意人類生產(chǎn)和生活需求的蛋白質(zhì)改造或合成基因(4)相反[拓展應(yīng)用]12.在當(dāng)前醫(yī)學(xué)上,其次代生物技術(shù)藥物正漸漸取代第一代多肽蛋白質(zhì)類藥物作為治療劑,則第一代藥物與其次代重組藥物分別是 ()A.都與自然產(chǎn)物完全相同B.都與自然產(chǎn)物不相同C.第一代藥物與自然產(chǎn)物不同,其次代藥物與自然產(chǎn)物相同D.第一代藥物與自然產(chǎn)物相同,其次代藥物與自然產(chǎn)物不同解析:第一代藥物是基因工程的產(chǎn)物,與自然產(chǎn)物相同;其次代藥物是通過蛋白質(zhì)工程生產(chǎn)的,蛋白質(zhì)工程是延長出來的其次代基因工程,它的產(chǎn)物是經(jīng)過改造的具有人類所需優(yōu)點(diǎn)的與自然產(chǎn)物不同的蛋白質(zhì)。答案:D13.目前科學(xué)家們通過蛋白質(zhì)工程制造出了藍(lán)色熒光蛋白、黃色熒光蛋白等,采納蛋白質(zhì)工程制造藍(lán)色熒光蛋白過程的正確依次是 ()①推想藍(lán)色熒光蛋白的氨基酸序列和基因的核苷酸序列②藍(lán)色熒光蛋白的功能分析和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)③藍(lán)色熒光蛋白基因的合成④表達(dá)出藍(lán)色熒光蛋白A.①②③④ B.②①③④C.②③①④ D.④②①③解析:蛋白質(zhì)工程的基本途徑是從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能動(dòng)身→設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)→推想應(yīng)有的氨基酸序列→找到并變更相對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列(基因)或合成新的基因→獲得所須要的蛋白質(zhì),故采納蛋白質(zhì)工程制造藍(lán)色熒光蛋白過程的正確依次應(yīng)當(dāng)是②①③④。答案:B14.(2024·招遠(yuǎn))新型冠狀病毒通過其表面刺突蛋白(S蛋白)的受體結(jié)合域(RBD)與人體細(xì)胞表面的ACE2受體相互作用,侵入人體細(xì)胞。探討人員設(shè)計(jì)并合成了一種自然界不存在的LCB1蛋白藥物,可識(shí)別并緊密結(jié)合S蛋白的RBD,以干擾新型冠狀病毒的感染。下列敘述錯(cuò)誤的是 ()A.LCB1可能與ACE2受體的某些區(qū)域結(jié)構(gòu)類似B.LCB1可以依據(jù)S蛋白的RBD結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)C.LCB1是通過細(xì)胞中原有的基因表達(dá)產(chǎn)生的D.LCB1設(shè)計(jì)和合成是通過蛋白質(zhì)工程實(shí)現(xiàn)的解析:LCB1和ACE2受體都可以與S蛋白的RBD結(jié)合,說明LCB1可能與ACE2受體的某些區(qū)域結(jié)構(gòu)類似;由于LCB1和ACE2受體都可以與S蛋白的RBD結(jié)合,所以可以依據(jù)S蛋白的RBD結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)LCB1;LCB1是探討人員設(shè)計(jì)的,且是自然界不存在的,因此不行能是通過細(xì)胞中原有的基因表達(dá)產(chǎn)生的;基因工程只能合成自然界已經(jīng)存在的蛋白質(zhì),而LCB1蛋白藥物是自然界不存在的,是通過蛋白質(zhì)工程設(shè)計(jì)和合成的。答案:C15.(2024·山東)玉米中賴氨酸含量比較低的緣由是賴氨酸合成過程中的兩種關(guān)鍵酶——天冬氨酸激酶和二氫吡啶二羧酸合成酶的活性,受細(xì)胞內(nèi)氨基酸濃度的影響較大。賴氨酸達(dá)到肯定濃度時(shí)會(huì)抑制這兩種酶的活性。為了提高玉米中的賴氨酸含量,愛好小組提出的下列方法不行行的是 ()A.用紫外線處理玉米愈傷組織,篩選有利突變體B.將富含賴氨酸的蛋白質(zhì)編碼基因?qū)胗衩准?xì)胞C.通過基因定點(diǎn)突變技術(shù)修飾天冬氨酸激酶和二氫吡啶二羧酸合成酶基因的個(gè)別堿基D.利用蛋白質(zhì)工程干脆改造天冬氨酸激酶和二氫吡啶二羧酸合成酶的空間結(jié)構(gòu)解析:離體的細(xì)胞或組織通過脫分化培育可以形成愈傷組織,愈傷組織分裂實(shí)力比較強(qiáng),用紫外線處理玉米愈傷組織會(huì)發(fā)生突變,可以篩選有利突變體;賴氨酸達(dá)到肯定濃度時(shí)會(huì)抑制天冬氨酸激酶和二氫吡啶二羧酸合成酶的活性,因此將富含賴氨酸的蛋白質(zhì)編碼基因?qū)胗衩准?xì)胞,能充分利用細(xì)胞內(nèi)的賴氨酸合成蛋白質(zhì),從而降低細(xì)胞內(nèi)賴氨酸對(duì)天冬氨酸激酶和二氫吡啶二羧酸合成酶的抑制,從而提高玉米中的賴氨酸含量;增加玉米細(xì)胞中賴氨酸含量最有效的途徑是通過基因定點(diǎn)突變技術(shù)修飾天冬氨酸激酶和二氫吡啶二羧酸合成酶基因的個(gè)別堿基;蛋白質(zhì)工程是對(duì)基因修飾或基因合成,從而變更蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu),而不是干脆改造蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu),此方法不行行。答案:D16.鐮狀細(xì)胞貧血是人類的一種單基因遺傳病,患者的血紅蛋白分子β-肽鏈第6位的谷氨酸被纈氨酸代替,導(dǎo)致功能異樣。請思索并回答下列問題。(1)將正常的血紅蛋白基因?qū)牖颊叩墓撬柙煅杉?xì)胞中,可以合成正常的血紅蛋白,達(dá)到治療目的。此操作(填“屬于”或“不屬于”)蛋白質(zhì)工程,理由是該操作

。

(2)蛋白質(zhì)工程也被稱為其次代基因工程,其基本途徑是從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能動(dòng)身,通過設(shè)計(jì)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和,進(jìn)而找到并變更相對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列或合成新的基因,據(jù)此獲得所需蛋白質(zhì)。

(3)獲得的基因表達(dá)時(shí)遵循中心法則,中心法則的全部內(nèi)容包括的復(fù)制,以及遺傳信息在不同分子之間的流淌,即

。

(4)從實(shí)質(zhì)與結(jié)果的角度區(qū)分基因工程與蛋白質(zhì)工程。解析:(1)該操作不屬于蛋白質(zhì)工程,緣由是沒有對(duì)現(xiàn)有的蛋白質(zhì)進(jìn)行改造。(2)蛋白質(zhì)工程基本途徑為從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能動(dòng)身,通過設(shè)計(jì)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和推想應(yīng)有的氨基酸序列,找到并變更相對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列或合成新的基因,獲得所需蛋白質(zhì)。(3)中心法則的全部內(nèi)容包括DNA和RNA的復(fù)制以及遺傳信息在不同分子