高中生物苏教版现代生物科技专题第一章基因工程学业分层测评4

学业分层测评(四)(建议用时：45分钟)[学业达标]1．下列关于蛋白质工程的说法正确的是()A．蛋白质工程无需构建基因的表达载体B．通过蛋白质工程改造后的蛋白质有的仍是天然的蛋白质C．蛋白质工程是在蛋白质分子水平上改造蛋白质D．蛋白质工程需要限制性核酸内切酶和DNA连接酶【解析】蛋白质工程是在基因工程的基础上延伸出来的，最终改造的对象仍是DNA分子。需要限制性核酸内切酶和DNA连接酶。【答案】D2．(2023·南京高二期末)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】所谓的蛋白质工程，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，以期获得性质和功能更加完善的蛋白质分子，能产生出自然界中不曾存在过的新型蛋白质分子。【答案】B3．下列关于基因定点诱变技术的说法，正确的是()【导学号：10210031】A．对任何蛋白质的改造都可以用基因定点诱变技术B．对于已知空间结构的蛋白质的改造可以采用基因定点诱变技术C．基因定点诱变技术是蛋白质工程中必须用到的技术D．采用基因定点诱变技术通常可以改变蛋白质中多种氨基酸【解析】基因定点诱变技术是“小改”时所用的一项技术，是有目的地改造蛋白质分子中某活性部位的1个或几个氨基酸残基，是改变蛋白质结构的核心技术之一，主要应用于空间结构已知的蛋白质。对于空间结构未知的蛋白质用非定点诱变技术来进行蛋白质的改造。【答案】B4．合成鼠—人嵌合抗体属于蛋白质分子设计中的()A．对已知蛋白质分子结构进行少数氨基酸替换B．对不同来源的蛋白质进行拼接组装C．设计制造自然界中全新的蛋白质D．把两种不同的蛋白质组装成一种蛋白质分子【解析】鼠—人嵌合抗体是由鼠抗体中的可变区与人抗体中的恒定区组装拼接而成的，是将两种不同来源的蛋白质分子进行拼接后形成的嵌合抗体。由于形成的融合蛋白质具有两种蛋白质的结构，所以能表现两种蛋白质的特性。【答案】B5．以下有关蛋白质工程的叙述，不正确的是()【导学号：10210032】A．蛋白质工程发展的基础是基因工程B．蛋白质工程的原理是从预期的蛋白质功能出发最终找到脱氧核苷酸序列的过程C．T4溶菌酶中引入二硫键提高了它的热稳定性是蛋白质工程应用的体现D．蛋白质工程只能改造现有的蛋白质而不能制造新的蛋白质【解析】蛋白质工程从预期蛋白质的功能出发，通过基因工程实现对基因的改造，通过中心法则实现蛋白质的合成。二硫键引入到蛋白质结构中，提高了蛋白质的热稳定性。蛋白质工程不仅能改造现有的蛋白质也能制造新的蛋白质。【答案】D6．蛋白质工程的研究将对生命科学产生重大影响。下列关于蛋白质工程的叙述，不正确的是()A．实施蛋白质工程的前提条件是了解蛋白质结构和功能的关系B．基因工程是蛋白质工程的关键技术C．蛋白质工程是对蛋白质分子的直接改造D．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【解析】蛋白质工程通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造。【答案】C7．基因工程与蛋白质工程的区别是()A．基因工程需对基因进行分子水平操作，蛋白质工程不对基因进行操作B．基因工程合成的是天然存在的蛋白质，蛋白质工程合成的可以是自然界不存在的蛋白质C．基因工程是分子水平操作，蛋白质工程是细胞水平(或性状水平)操作D．基因工程完全不同于蛋白质工程【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。蛋白质工程从分子水平对蛋白质进行改造设计，通过对相应的基因进行修饰加工甚至人工进行基因合成，从而对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类生产和生活需求。而基因工程只是将外源基因导入另一生物体内并使之表达，体现人类所需的性状，或者获取所需的产品。因此，基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质。【答案】B8．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中第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，所以直接对蛋白质进行改造非常困难。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修改可以遗传，如对蛋白质直接改造，即使成功也不能遗传。【答案】C9．蛋白质工程的基本操作程序正确的是()【导学号：10210033】①蛋白质分子结构合成②DNA合成③mRNA合成④蛋白质的预期功能⑤根据氨基酸的序列推出脱氧核苷酸的序列A．①→②→③→④→⑤→①B．⑤→④→③→②→①→②C．④→①→⑤→②→③→①D．②→③→⑤→①→②→④【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苷酸序列。【答案】C10．下图为蛋白质的定点诱变技术的部分过程图解，请据图解回答下列问题：(1)图中的质粒的本质是__________。(2)将定点诱变过的质粒引入细胞进行复制后，可得到________种结果，图示的三对碱基的组成分别是______________、________。(3)图示的这种对遗传物质的改造和人工诱变的区别是______________________________________________________________________________________________。(4)通过图示技术实现对蛋白质的改造属于__________。【解析】基因定点诱变技术是实现蛋白质工程“小改”的操作技术，与人工诱变和自然突变相比，是一种定向的基因改造，而一般的基因突变是不定向的。【答案】(1)DNA(2)两eq\o(=,\s\up15(CTG),\s\do5(GAC))eq\o(=,\s\up15(CGG),\s\do5(GCC))(3)人工诱变是遗传物质不定向的变异，而图示的这种对遗传物质的改造是对遗传物质的定向改变(4)小改[能力提升]11．(2023·广东高考)从某海洋动物中获得一基因，其表达产物为一种抗菌性和溶血性均较强的多肽P1。目前在P1的基础上研发抗菌性强但溶血性弱的多肽药物，首先要做的是()A．合成编码目的肽的DNA片段B．构建含目的肽DNA片段的表达载体C．依据P1氨基酸序列设计多条模拟肽D．筛选出具有优良活性的模拟肽作为目的肽【解析】紧扣蛋白质工程的流程(基本途径)进行分析。由题可知，多肽P1为抗菌性和溶血性均较强的多肽，要设计出抗菌性强但溶血性弱的多肽，即在P1的基础上设计出自然界原本不存在的蛋白质，用蛋白质工程技术可以实现。蛋白质工程的基本途径是：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。故要想在P1的基础上研发抗菌性强但溶血性弱的多肽药物，首先要做的是依据P1的氨基酸序列设计出多条模拟肽，然后进行改造，从而确定抗菌性强但溶血性弱的多肽的氨基酸序列。【答案】C12．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。如图表示蛋白质工程流程，图中A、B在遗传学上依次表示()【导学号：10210034】A．转录和翻译 B．翻译和转录C．复制和转录 D．传递和表达【解析】蛋白质工程需要从根本上设计基因，首先预期蛋白质功能，后预测蛋白质结构，后推断控制新蛋白质合成的基因的碱基序列，后进行人工合成DNA。合成后的DNA通过转录得到mRNA，经过翻译得到多肽链。【答案】A13．猪的胰岛素用于降低人体血糖浓度效果不明显，原因是猪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，用蛋白质工程对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一种全新的胰岛素【解析】由于猪胰岛素分子中只有一个氨基酸与人胰岛素不同，所以蛋白质工程中蛋白质的分子设计，只需替换这一个不同的氨基酸即可。虽然根据人胰岛素分子的结构设计一种全新的胰岛素也可以用于临床治疗，但分子设计和胰岛素的生产方面都存在很多困难，所以不是最佳方案。【答案】A14．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。如图表示形成鼠—人嵌合抗体的过程，据图回答下列问题：(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______________________________________________________________________________________________。【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，则排斥作用会减轻，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。【答案】(1)蛋白质工程(2)嵌合体功能嵌合体的结构基因碱基对(3)对人体的不良反应减少(4)设计嵌合体的空间结构15．如图是某种动物蛋白质工程的示意图，请分析回答：(1)目前蛋白质工程中难度最大的是图中编号________所示的过程，实现③过程的依据有_____________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)若相关蛋白质的核酸片段是从细胞质获取的，则④过程需要________酶。(3)⑤过程中对核苷酸序列有严格要求的工具酶是________，进行⑤过程的目的是______________________________________________________________________________________________