2024-2025学年高中生物专题1基因工程4蛋白质工程的崛起课后分层检测案含解析新人教版选修3

PAGE7-蛋白质工程的崛起[基础巩固练]1．下列关于蛋白质工程的叙述中，错误的是()A．蛋白质工程的实质是改造基因B．利用蛋白质工程设计蛋白质结构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2．关于蛋白质工程的设计思路，不正确的是()A．从蛋白质的功能推想蛋白质应有的结构B．从蛋白质的结构推想氨基酸的排列依次C．从氨基酸的依次推想基因的脱氧核苷酸的排列依次D．蛋白质工程完全不遵循中心法则3．蛋白质工程中对蛋白质分子进行设计时，主要包括哪几种()①进行少数氨基酸的替换②对不同来源的蛋白质的拼接③从预期蛋白质的功能动身去推想氨基酸排列依次④干脆变更蛋白质的空间结构A．①②B．①②③C．②③④D．①②④4．猪的胰岛素用于降低人体血糖浓度的效果不明显，缘由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．对猪胰岛素中与人胰岛素不同的氨基酸进行替换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．依据人的胰岛素设计制造一种全新的胰岛素5．中华鲟是地球上最古老的脊椎动物，被称为“活化石”。探讨者试图通过蛋白质工程改造中华鲟体内的某些蛋白质，使其更加适应现在的水域环境，以下说法错误的是()A．该工程可以定向变更蛋白质分子的结构B．改造蛋白质是通过改造基因结构而实现的C．改造后的中华鲟和现有中华鲟仍是同一物种D．改造后的中华鲟的后代不具有改造的蛋白质6．科学家将β­干扰素基因进行定点诱变后导入大肠杆菌表达，使干扰素第17位的半胱氨酸变更成丝氨酸，结果大大提高β­干扰素的抗病毒活性，并且提高了储存稳定性。该生物技术为()A．基因工程B．蛋白质工程C．基因突变D．细胞工程7．某种微生物合成的蛋白酶与人体消化液中的蛋白酶的结构和功能很相像，只是热稳定性较差，进入人体后简单失效。现要将此酶开发成一种片剂，临床治疗消化不良，最佳方案是将此酶中的少数氨基酸替换，而不是干脆改造这种酶，缘由是()A．蛋白质中氨基酸的排列依次千变万化，操作难度大B．改造基因易于操作且改造后能够遗传C．蛋白质高级结构非常困难D．缺乏改造蛋白质所必需的工具酶8．在设计合成自然界中不存在的蛋白质时，首先应当设计()A．基因结构B．mRNA结构C．氨基酸序列D．蛋白质结构9．下图为蛋白质工程操作的基本思路，请据图回答下列问题：(1)代表蛋白质工程操作思路的过程是________________________________________________________________________，代表中心法则内容的是________________________________________________________________________。(填写数字)(2)写出图中各数字代表的生物学过程的名称或内容：①________，②________，③________，④________，⑤________。(3)蛋白质工程的目的是________________________________________________________________________，通过________________________________________________________________________实现。(4)从图中可以看出蛋白质工程的基本途径与中心法则是________的。[实力提升练]10．目前科学家们通过蛋白质工程制造出了蓝色荧光蛋白、黄色荧光蛋白等，采纳蛋白质工程技术制造出蓝色荧光蛋白过程的正确依次是()①推想蓝色荧光蛋白的氨基酸序列和基因的核苷酸序列②蓝色荧光蛋白的功能分析和结构设计序列③蓝色荧光蛋白基因的合成④表达出蓝色荧光蛋白A．①②③④B．②①③④C．②③①④D．④②①③11．科学家将限制某药物蛋白合成的基因转移到白色来亨鸡胚胎细胞的DNA中，发育后的雌鸡就能产出含该药物蛋白的鸡蛋，在每一只鸡蛋的蛋清中都含有大量的药物蛋白；而且这些含该药物蛋白的鸡蛋孵出的鸡，仍能产出含该药物蛋白的鸡蛋。据此分析不正确的一项是()A．这些鸡是基因工程的产物B．这种变异属于可遗传的变异C．该过程属于蛋白质工程技术D．该种变异属于定向变异12．抗菌肽对治疗癌症有肯定的作用，下图表示抗菌肽的合成过程。相关说法正确的是()A．用PCR克隆目的基因不须要DNA解旋酶B．基因表达载体包含起始密码和终止密码C．用显微注射法导入基因表达载体D．筛选菌种时用基因探针检测相关蛋白质13．下列关于蛋白质工程的说法，不正确的是()A．蛋白质工程能将人抗体某些区段替代鼠抗体的区段，降低鼠抗体的抗原性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、碱变性等加以变更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探讨的须要14．某种微生物合成的蛋白酶与人体消化液中的蛋白酶的结构和功能很相像，只是其热稳定性较差，进入人体后简单失效。现要将此酶开发成一种片剂，用于临床治疗消化不良，最佳方案是()A．替换此酶中的少数氨基酸，以改善其热稳定性B．将此酶与人蛋白酶进行拼接，形成新的蛋白酶C．重新设计与创建一种蛋白酶D．削减此酶在片剂中的含量15．镰刀型细胞贫血症是人类的一种单基因遗传病，患者的血红蛋白分子β­肽链第6位的谷氨酸被缬氨酸代替，导致功能异样。回答下列问题：(1)将正常的血红蛋白基因导入患者的骨髓造血干细胞中，可以合成正常的血红蛋白，达到治疗目的。此操作________(填“属于”或“不属于”)蛋白质工程，理由是该操作________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)蛋白质工程也被称为其次代基因工程，其基本途径是从预期蛋白质功能动身，通过设计蛋白质的结构和________________，进而确定相对应的脱氧核苷酸序列，据此获得基因。(3)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淌，即：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。[素养养成练]16．胰岛素可以用于治疗糖尿病，但是胰岛素被注射到人体后，会积累在皮下，要经过较长的时间才能进入血液，而进入血液的胰岛素又简单分解，因此，治疗效果受到影响。下面是用蛋白质工程设计速效胰岛素的生产过程，请据图回答有关问题：(1)构建新的蛋白质模型是蛋白质工程的关键，图中构建新的胰岛素模型的主要依据是：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)通过人工合成DNA形成的新基因应与________结合后转移到________________________中才能得到精确表达。(3)若要利用大肠杆菌生产速效胰岛素，需用到的生物工程有________、________和发酵工程。(4)图解中从新的胰岛素模型到新的胰岛素基因的基本思路是什么？________________________________________________________________________________________________________________________________________________。课后分层检测案41．解析：蛋白质工程是依据人们对蛋白质功能的特定需求，对蛋白质的结构进行分子设计，然后依据设计的蛋白质结构，最终得到特定的脱氧核苷酸序列，B错误。答案：B2．解析：蛋白质工程须要以基因工程为指导，蛋白质工程中也有基因的表达过程，遵循中心法则。答案：D3．解析：蛋白质工程中对蛋白质分子进行设计时，主要包括：制造出自然界中不存在的全新蛋白质；在蛋白质分子中替代一个肽段或一个特定的结构域；改造蛋白质分子中的几个氨基酸残基。由于蛋白质分子通常都较大，而干脆变更蛋白质的空间结构不易于操作，因此蛋白质工程是在基因的水平上进行操作的。答案：B4．解析：依据题干信息可知，因猪胰岛素分子中有一个氨基酸与人的不同，所以可利用蛋白质工程对该氨基酸进行替换。答案：A5．解析：蛋白质工程可以定向改造蛋白质分子的结构，A正确；改造蛋白质是通过改造基因结构而实现的，B正确；改造后的中华鲟具有新的性状，但其和现有中华鲟仍是同一物种，C正确；蛋白质工程改造的是基因，可以遗传给子代，因此改造后的中华鲟的后代也具有改造的蛋白质，D错误。答案：D6．解析：题干操作中涉及的基因明显不再是原来的基因，其合成的β­干扰素也不是自然β­干扰素，而是经过改造的，是人类所需的蛋白质，因而整个过程利用的生物技术应为蛋白质工程，B正确。答案：B7．解析：要获得大量所需的蛋白质，最好是让细胞(或生物体)能不断地合成该种蛋白质。基因可限制蛋白质的合成，并能稳定遗传，所以要通过改造基因并让其随细胞(或生物体)遗传，B正确。答案：B8．解析：合成自然界中不存在的蛋白质属于蛋白质工程，应依据蛋白质功能，从设计蛋白质结构入手，依次推想相应的氨基酸和核苷酸序列，然后通过基因修饰或基因合成，合成出相应的蛋白质，D正确。答案：D9．解析：自然蛋白质合成的过程是依据中心法则进行的，而蛋白质工程的基本途径与之相反，即从预期的蛋白质功能动身→设计预期的蛋白质结构→推想应有的氨基酸序列→找到相应的脱氧核苷酸序列(基因)。答案：(1)④⑤①②③(2)转录翻译折叠分子设计DNA合成(3)对蛋白质的结构进行分子设计基因修饰或基因合成(4)相反10．解析：蛋白质工程的基本途径是从预期的蛋白质功能动身→设计预期的蛋白质结构→推想应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列(基因)→表达出相应的蛋白质，故正确依次应当是②①③④。答案：B11．解析：依据题干信息分析，将目的基因(限制某药物蛋白合成的基因)导入了来亨鸡胚胎细胞的DNA中，发育成的鸡产生了含该药物蛋白的鸡蛋，说明目的基因在这些鸡中表达了，A正确；这些含该药物蛋白的鸡蛋孵出的鸡，仍能产出含该药物蛋白的鸡蛋，说明这种变异属于可遗传的变异，B正确；该技术为第一代基因工程技术，并没有利用蛋白质工程对限制蛋白质合成的基因的结构进行改造，C错误；基因工程的原理是基因重组，且是对生物性状的定向改造，即这种变异是定向的，D正确。答案：C12．解析：PCR技术中采纳的是高温变性，因此用PCR克隆目的基因不须要DNA解旋酶，A正确；基因表达载体包含启动子和终止子，而起始密码和终止密码在mRNA上，B错误；将基因表达载体导入酵母菌细胞时应用感受态细胞法，C错误；筛选菌种时用基因探针检测相关基因或mRNA，不能用基因探针检测蛋白质，D错误。答案：A13．解析：蛋白质工程的类型主要有两种：一是从头设计，即完全依据人的意志设计合成蛋白质；二是定位突变与局部修饰，即在已有的蛋白质基础上，只进行局部的修饰，通过造成一个或几个碱基定位突变，以达到修饰蛋白质分子结构的目的，故能将人抗体某些区段替代鼠抗体的区段，降低鼠抗体的抗原性，A正确；蛋白质工程可以在已有的蛋白质基础上，只进行局部的修饰，通过造成一个或几个碱基定位突变，以达到修饰蛋白质分子结构的目的，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、碱变性等加以变更，B正确；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，C错误；蛋白质工程的崛起主要是工业生产和基础理论探讨的须要，D正确。答案：C14．解析：要想使蛋白酶热稳定性有所提高，就要变更蛋白质的结构，解决此类问题的方法一般是将蛋白质中的个别氨基酸进行替换。答案：A15．解析：(1)该过程属于基因治疗，不属于蛋白质工程，缘由是没有对现有的蛋白质进行改造。(2)蛋白质工程基本途径为从预期蛋白质功能动身，通过设计蛋白质的结构和推想其氨基酸序列，确定相对应的脱氧核苷酸序列，获得基因。(3)中心法则内容包括DNA和RNA的复制，以及转录、逆转录、翻译。答案：(1)不属于没有对现有的蛋白质进行改造(或没有对基因进行修饰)(2)推想氨基酸序列(3)DNA和RNA(或遗传物质)DNA→RNA、RNA→DNA、RNA→蛋白质(或转录、逆转录、翻译)16．解析：(1)蛋白质工程的目的是依据人们对蛋白质功能的特定需求，对蛋白质结构进行分子设计，因此，图中构建新的胰岛素模型的依据是胰岛素的预期功能，即速效胰岛素。(2)合成的目的基因应与载体形成重组DNA分子后导入受体细胞中才能表达。(3)利用蛋白质工程生产自然界原本不存在的蛋白质，需对原有的蛋白质