精品新人教版选修三高中生物综合训练14蛋白质工程的崛起1及答案Word文件下载.docx

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【解析】选B。

天然蛋白质的结构和功能符合特定物种生存的需要,但不一定完全符合人类生产和生活的需要。

3.（2015·

长沙高二检测）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,用蛋白质工程的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】选A。

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。

4.（2015·

哈尔滨高二检测）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。

下图为蛋白质工程流程示意图,图中A、B在遗传学上依次表示　（　　）

A.转录和翻译　　　　　B.翻译和转录

C.复制和转录D.传递和表达

在蛋白质工程流程示意图中,A表示以基因DNA的一条链为模板合成mRNA的过程,即转录;

B表示以mRNA为模板合成多肽链的过程,即翻译。

5.（2015·

徐州高二检测）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

由于基因控制蛋白质的合成,所以对蛋白质设计改造可通过对基因进行修饰或合成来完成,且改造后的基因能够遗传给子代。

6.下列围绕蛋白质工程的叙述中错误的是　（　　）

A.蛋白质工程能定向改造蛋白质分子的结构,使之更加符合人类的需要

B.蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作,定向改变分子的结构

C.蛋白质工程能生产出自然界中不曾存在的新型蛋白质分子

D.蛋白质工程的操作起点是从预期蛋白质功能出发,设计出相应的基因,并借助基因工程实现

【解题指南】解答本题的关键在于理解蛋白质工程的操作是通过对基因的改造实现对蛋白质的改造。

蛋白质工程操作是从预期蛋白质功能出发,设计出相应的目的基因,通过基因工程来实现,它可以定向地改造蛋白质的分子结构,使生产出的蛋白质更符合人类的需要,但这些蛋白质与天然蛋白质不同,可以是自然界中不曾存在过的新型蛋白质分子,因此A、C、D三项正确。

B项中蛋白质工程是对基因进行操作,而不是对蛋白质进行操作,故错误。

7.（2015·

连云港高二检测）下列关于蛋白质工程和基因工程的比较,合理的是（多选）　（　　）

A.基因工程原则上只能生产自然界已存在的蛋白质,而蛋白质工程可以对现有蛋白质进行改造,从而制造一种新的蛋白质

B.蛋白质工程是在基因工程的基础上发展起来的,蛋白质工程最终还是要通过基因修饰或基因合成来完成

C.当得到可以在-70℃条件下保存半年的干扰素后,在相关酶、氨基酸和适宜的温度、pH条件下,干扰素可以大量自我合成

D.基因工程和蛋白质工程产生的变异都是可遗传的

【解析】选A、B、D。

基因工程原则上只能生产自然界已存在的蛋白质,而蛋白质工程可以对现有蛋白质进行改造,从而制造一种新的蛋白质;

蛋白质工程是在基因工程的基础上发展起来的,蛋白质工程最终还是要通过基因修饰或基因合成来完成,这样产生的改变才能遗传下去;

蛋白质不是遗传物质,不可能自我复制;

由于基因工程和蛋白质工程都是对基因进行操作,因此,基因工程和蛋白质工程产生的变异都是可遗传的。

【补偿训练】蛋白质工程与基因工程相比,其突出特点是　（　　）

A.基因工程原则上能生产任何蛋白质

B.蛋白质工程能对现有的蛋白质进行改造,或制造一种新的蛋白质

C.蛋白质工程可以不通过转录和翻译来实现

D.蛋白质工程是在基因工程的基础上,延伸出来的第三代基因工程

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,或制造一种新的蛋白质,以满足人类生产和生活的需求,是延伸出来的第二代基因工程。

【大题提升练】

1.材料:

T4溶菌酶在温度较高时易失去活性,科学家对编码T4溶菌酶的基因进行改造,使其表达的T4溶菌酶的第3位异亮氨酸变为半胱氨酸,在该半胱氨酸与第97位的半胱氨酸之间形成了一个二硫键,提高了T4溶菌酶的耐热性。

（1）材料中叙述的过程属于　　　　　　　工程范畴。

该工程是指以分子生物学相关理论为基础,通过基因修饰或基因合成,对　　　　　　　进行改造,或制造一种　　　　　　　的技术。

（2）在该实例中,T4溶菌酶空间结构改变的原因是组成该酶肽链的　　　　　　　

序列发生了改变。

【解析】

（1）材料中叙述的过程属于蛋白质工程范畴,该工程是指以分子生物学相关理论为基础,通过对基因修饰或基因合成,对现有的蛋白质进行改造,或制造一种新的蛋白质的技术。

（2）在该实例中,T4溶菌酶空间结构改变的原因是组成该酶肽链的氨基酸序列发生了改变。

答案:

（1）蛋白质　现有蛋白质　新的蛋白质　

（2）氨基酸

2.枯草杆菌产生的蛋白酶具有催化分解蛋白质的特性,但因极易被氧化而失效。

1985年,美国的埃斯特尔将枯草杆菌蛋白酶分子中的第222位氨基酸替换后,虽然其水解活性有所下降,但抗氧化能力大大提高。

用这种水解酶作为洗涤剂的添加剂,可以有效地除去血渍、奶渍等蛋白质污渍。

请根据以上材料回答下列问题:

（1）改造枯草杆菌蛋白酶的生物技术是　　　　　。

（2）改造后的枯草杆菌中的控制合成蛋白酶的基因与原来相比,至少有　　　　　

个碱基对发生变化。

（3）利用生物技术改造的枯草杆菌蛋白酶,提高了蛋白质的　　　　　性,埃斯特尔所做的工作,是对已知蛋白质进行　　　　　,从而创造出了自然界中没有的蛋白质。

（1）对蛋白质进行改造的技术是蛋白质工程技术。

（2）基因中3个碱基对决定蛋白质中1个氨基酸,但是任意1个碱基对发生改变,所对应密码子就可能发生改变,从而导致氨基酸发生改变。

（3）根据题干中的信息,对枯草杆菌蛋白酶的改造是通过改变蛋白质中个别氨基酸,提高了抗氧化性,即稳定性。

由于氨基酸发生了改变,新形成的蛋白质就是一种不同于原来蛋白质的新蛋白质。

（1）蛋白质工程　

（2）1　（3）稳定　少数氨基酸的替换

3.蛋白质工程是指根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、生产的过程。

下图是蛋白质工程的基本途径,请回答下列有关问题:

（1）图中③过程的主要依据是每种氨基酸都有其对应的　　　　　　　,后者位于　　　　分子上,其上的核苷酸序列与基因中的脱氧核苷酸序列之间存在着

　　　　　　　　　关系。

（2）通过③过程获得的脱氧核苷酸序列不是完整的基因,要使这一序列能够表达、发挥作用,还必须在序列的上、下游加上　　　　　　和　　　　　　　,在这个过程中需要　　　　　　　　　　酶的参与。

（3）完成④过程需要涉及　　　　　　　技术。

【解题指南】本题考查蛋白质工程的原理。

解答本题应明确以下3点:

（1）首先设计蛋白质氨基酸序列。

（2）找到对应的脱氧核苷酸序列。

（3）根据脱氧核苷酸序列进行人工合成或进行基因改造。

（1）蛋白质工程从氨基酸序列推测基因中的脱氧核苷酸序列,氨基酸与脱氧核苷酸之间的联系枢纽是信使RNA,信使RNA由脱氧核糖核酸转录形成,而密码子是信使RNA上特定的能决定1个氨基酸的3个相邻的碱基序列。

（2）由人工合成的基因只是基因的编码序列,完整的基因还包括启动子、终止子等结构,把启动子、终止子等DNA片段连接到基因的编码区需要DNA连接酶。

（3）由基因合成蛋白质涉及基因工程。

（1）密码子　信使RNA　碱基互补配对

（2）启动子　终止子　DNA连接　（3）基因工程

4.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　。

（填写序号）

（2）写出图中各数字代表的生物学过程的名称或内容:

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　　　　　　　　。

【解析】蛋白质工程是根据具有相应功能的蛋白质结构推测氨基酸序列,进而推测出脱氧核苷酸序列,所以应为图中的④⑤过程;

①②③过程代表中心法则,与蛋白质工程的基本途径相反。

（1）④⑤　①②③　

（2）折叠　分子设计　DNA合成

（3）获取符合人类需要的蛋白质　基因合成或修饰

（4）相反

【规律方法】有关蛋白质工程的解题方法

蛋白质工程体现着当代生命科学前沿的最新成果,通常可作为新背景题材进行命题,具体的解题可遵循“一找二联三综合”原则。

“一找”,即找寻题干中有无“新颖蛋白质”“前所未有的蛋白质”“设计创造蛋白质”等字样,以确定是否考查蛋白质工程。

“二联”,即考题一定会联系基因工程,善于和基因工程中操作工具的运用、具体操作的过程及基因工程应用进行联系。

“三综合”,即综合性联系现代分子遗传学的部分内容,如中心法则的内容,有时也会综合性联系遗传规律的应用、变异的知识等。

潍坊高二检测）胰岛素可以用于治疗糖尿病,但是胰岛素被注射入人体后,会堆积在皮下,要经过较长时间才能进入血液,而进入血液的胰岛素又容易分解,治疗效果受到影响。

下图是用蛋白质工程设计的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）图中从新的胰岛素模型到新的胰岛素基因的基本思路是________________

　。

（3）新的胰岛素基因与载体（质粒）结合过程中需要限制酶和DNA连接酶。

已知限制酶Ⅰ的识别序列和切点是-G↓GATCC-。

请画出质粒被限制酶Ⅰ切割后所形成的黏性末端:

　　　　　　　　　　　　　。

DNA连接酶对所连接的DNA两端碱基序列是否有专一性要求?

　　　　　。

（4）若将含有新的胰岛素基因的表达载体导入植物细胞中,最常用的方法是　　　　　　　　　。

（5）若要利用大肠杆菌生产速效胰岛素,需用到的生物工程有　　　　　　、

　　　　　　等。

（1）构建新的胰岛素模型的主要依据是蛋白质的预期功能。

（2）根据蛋白质的预期功能,推测新的胰岛素中氨基酸的序列,进而推断基因中的脱氧核苷酸序列来合成新的胰岛素基因。

（3）限制酶识别特定的核苷酸序列,产生特定的黏性末端或平末端,而DNA连接酶对所连接的DNA两端碱基序列却没有专一性要求。

（4）将目的基因导入植物细胞中,最常用的转化方法是农杆菌转化法。

（5）生产自然界中本来没有的蛋白质需要用到蛋白质工程、基因工程等技术。

（1）蛋白质的预期功能

（2）根据新的胰岛素中氨基酸的序列,推测出其基因中的脱氧核苷酸序列,然后利用DNA合成仪来合成新的胰岛素基因

（3）

否　（4）农杆菌转化法

（5）蛋白质工程　基因工程

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