2019-2020学年人教版生物选修三课时分层作业:4 蛋白质工程的崛起 Word版含解析.pdf
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1、课时分层作业课时分层作业(四四) (建议用时:建议用时:35 分钟分钟) 基础达标练基础达标练 1下列哪项不是蛋白质工程的研究内容下列哪项不是蛋白质工程的研究内容( ) A分析蛋白质分子的精细结构分析蛋白质分子的精细结构 B对蛋白质进行有目的的改造对蛋白质进行有目的的改造 C分析氨基酸的化学组成分析氨基酸的化学组成 D按照人的意愿将天然蛋白质改造成新的蛋白质按照人的意愿将天然蛋白质改造成新的蛋白质 C 本题考查蛋白质工程的原理。蛋白质工程就是根据蛋白质的精细结构和 生物活性之间的关系,按照人的意愿改造蛋白质分子,形成自然界不存在的蛋白 质分子。为了改造某种蛋白质分子,必须对其精细结构进行分析,
2、但不包括对组 成蛋白质的氨基酸的化学组成的分析。 本题考查蛋白质工程的原理。蛋白质工程就是根据蛋白质的精细结构和 生物活性之间的关系,按照人的意愿改造蛋白质分子,形成自然界不存在的蛋白 质分子。为了改造某种蛋白质分子,必须对其精细结构进行分析,但不包括对组 成蛋白质的氨基酸的化学组成的分析。 2以下蛋白质工程中目前已成功的是以下蛋白质工程中目前已成功的是( ) A对胰岛素进行改造,生产速效型药品对胰岛素进行改造,生产速效型药品 B蛋白质工程应用于微电子方面蛋白质工程应用于微电子方面 C用蛋白质工程生产高产赖氨酸玉米用蛋白质工程生产高产赖氨酸玉米 D生产生物体外耐保存的干扰素生产生物体外耐保存的
3、干扰素 A 蛋白质工程是一项难度很大的工程,目前成功的例子不多,蛋白质工程是一项难度很大的工程,目前成功的例子不多,A 项所述已 经成功。 项所述已 经成功。 3下列关于蛋白质工程应用的叙述不正确的是下列关于蛋白质工程应用的叙述不正确的是 ( ) A蛋白质工程可以改造酶的结构,提高酶的热稳定性蛋白质工程可以改造酶的结构,提高酶的热稳定性 B通过蛋白质工程可以改变蛋白质的活性通过蛋白质工程可以改变蛋白质的活性 C利用蛋白质工程可以在大肠杆菌细胞中得到人的胰岛素利用蛋白质工程可以在大肠杆菌细胞中得到人的胰岛素 D蛋白质工程可以对胰岛素进行改造和修饰,合成速效型胰岛素制剂蛋白质工程可以对胰岛素进行改
4、造和修饰,合成速效型胰岛素制剂 C 蛋白质工程是依据人们设计的蛋白质分子的结构,来改造基因,进而控 制合成新的蛋白质或改变自然界中的蛋白质,而在大肠杆菌中生产人胰岛素利用 基因工程技术便可达到。 蛋白质工程是依据人们设计的蛋白质分子的结构,来改造基因,进而控 制合成新的蛋白质或改变自然界中的蛋白质,而在大肠杆菌中生产人胰岛素利用 基因工程技术便可达到。 4下列操作中采用的技术或方法依次是下列操作中采用的技术或方法依次是 ( ) a 美国科学家将生长激素基因注入小白鼠的受精卵中, 得到了体型巨大的 “超 级小鼠” 美国科学家将生长激素基因注入小白鼠的受精卵中, 得到了体型巨大的 “超 级小鼠”
5、b对胰岛素的改造对胰岛素的改造 c荷兰科学家将人乳高铁蛋白基因移植到牛体内,牛产出含高铁蛋白的牛奶荷兰科学家将人乳高铁蛋白基因移植到牛体内,牛产出含高铁蛋白的牛奶 d遨游过太空的青椒种子培育的“太空椒”比正常青椒大一倍遨游过太空的青椒种子培育的“太空椒”比正常青椒大一倍 基因工程 蛋白质工程 诱变育种 杂交育种基因工程 蛋白质工程 诱变育种 杂交育种 A B C D C a、c 均是将目的基因导入受体细胞中使其表达,均属于基因工程;均是将目的基因导入受体细胞中使其表达,均属于基因工程;b 对 胰岛素的改造是通过对控制胰岛素合成的基因进行改造, 从而生产出新的胰岛素, 属于蛋白质工程; 对 胰岛
6、素的改造是通过对控制胰岛素合成的基因进行改造, 从而生产出新的胰岛素, 属于蛋白质工程;d 青椒种子在太空的微重力、空间辐射等条件下发生基因突变, 产生“太空椒” ,属于诱变育种。 青椒种子在太空的微重力、空间辐射等条件下发生基因突变, 产生“太空椒” ,属于诱变育种。 5科研人员利用相关技术改变了胰岛素科研人员利用相关技术改变了胰岛素 B 链的第链的第 9 位氨基酸,从而避免了胰 岛素结合成无活性的二聚体形式。下列相关叙述中,不正确的是 位氨基酸,从而避免了胰 岛素结合成无活性的二聚体形式。下列相关叙述中,不正确的是( ) A胰岛素的本质是蛋白质,不宜口服使用胰岛素的本质是蛋白质,不宜口服使
7、用 B可通过测定可通过测定 DNA 的序列确定突变是否成功的序列确定突变是否成功 C对胰岛素结构的改造属于蛋白质工程对胰岛素结构的改造属于蛋白质工程 D该过程的操作对象是胰岛素分子该过程的操作对象是胰岛素分子 D 胰岛素的本质是蛋白质,只能注射,不宜口服使用,胰岛素的本质是蛋白质,只能注射,不宜口服使用,A 正确;可通过测 定 正确;可通过测 定 DNA 的序列确定突变是否成功,的序列确定突变是否成功, B 正确 ; 对胰岛素结构的改造属于蛋白质工程,正确 ; 对胰岛素结构的改造属于蛋白质工程, C 正确;蛋白质工程从属于基因工程,蛋白质工程的操作对象是基因,正确;蛋白质工程从属于基因工程,蛋
8、白质工程的操作对象是基因,D 错误。错误。 6合成自然界中不存在的蛋白质应首先设计合成自然界中不存在的蛋白质应首先设计 ( ) A基因的结构基因的结构 B蛋白质的结构蛋白质的结构 C氨基酸序列氨基酸序列 DmRNA 的结构的结构 B 合成自然界中不存在的蛋白质应该采用蛋白质工程,而蛋白质工程的基 本途径为: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 合成自然界中不存在的蛋白质应该采用蛋白质工程,而蛋白质工程的基 本途径为: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(基因基因)。因此,合成
9、自然界中不存在的蛋白 质应首先设计蛋白质的结构。 。因此,合成自然界中不存在的蛋白 质应首先设计蛋白质的结构。 7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 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。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 是是( ) A合成编码目的肽的合成编码目的肽的 DNA 片段片段 B构建含目的肽构建含目的肽 DNA 片段的表达载体片段的表达载体 C依据依据 P1 氨基酸序列设计多条模拟肽氨基酸序列设计多条模拟肽 D筛选出
10、具有优良活性的模拟肽作为目的肽筛选出具有优良活性的模拟肽作为目的肽 C 紧扣蛋白质工程的流程紧扣蛋白质工程的流程(基本途径基本途径)进行分析。由题可知,多肽进行分析。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 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 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
11、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 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。 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。 8下列有关蛋白质工程的进展和应用前景的叙述中,不正确的是下列有关蛋白质工程的进展和应用前景的叙述中,不正确的是( ) A 通过对基因结构的定点
12、突变实现玉米赖氨酸合成的关键酶结构的改造属于 蛋白质工程 通过对基因结构的定点突变实现玉米赖氨酸合成的关键酶结构的改造属于 蛋白质工程 B将人的胰岛素基因导入大肠杆菌细胞内,使大肠杆菌生产人的胰岛素的技 术属于蛋白质工程 将人的胰岛素基因导入大肠杆菌细胞内,使大肠杆菌生产人的胰岛素的技 术属于蛋白质工程 C对蛋白质进行分子设计必须从蛋白质的功能特点入手对蛋白质进行分子设计必须从蛋白质的功能特点入手 D 通过对基因结构的改造生产出自然界中从未存在的蛋白质种类目前还很少 通过对基因结构的改造生产出自然界中从未存在的蛋白质种类目前还很少 B 通过对基因结构的改变实现对赖氨酸合成关键酶结构的改造属于蛋
13、白质 工程, 通过对基因结构的改变实现对赖氨酸合成关键酶结构的改造属于蛋白质 工程, A 正确 ; 将人的基因导入大肠杆菌体内, 使其生产大量胰岛素属于基因工程,正确 ; 将人的基因导入大肠杆菌体内, 使其生产大量胰岛素属于基因工程, B 错误;对蛋白质进行分子设计必须从蛋白质的功能特点入手,设计预期的蛋白 质结构, 错误;对蛋白质进行分子设计必须从蛋白质的功能特点入手,设计预期的蛋白 质结构,C 正确;通过对基因结构的改造生产出新型蛋白质的种类不多,原则上 只能生产自然界已存在的蛋白质, 正确;通过对基因结构的改造生产出新型蛋白质的种类不多,原则上 只能生产自然界已存在的蛋白质,D 正确。正
14、确。 9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 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对猪胰岛素中不同于人的那个氨基酸进行替换对猪胰岛素中不同于人的那个氨基酸进行替换 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将猪和人的胰岛素混合在一起治疗糖尿病 D根据
15、人的胰岛素设计制造一种全新的胰岛素根据人的胰岛素设计制造一种全新的胰岛素 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。 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。 10 胰岛素可以用于治
16、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,因此治疗效果 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。 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,因此治疗效果 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 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)
17、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:根据新的胰岛 素的 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:根据新的胰岛 素的_推测出其基因中的推测出其基因中的_,然后利用,然后利用_来 合成新的基因。 来 合成新的基因。 (3)新的胰岛素基因与运载体新的胰岛素基因与运载体(质粒质粒)结合过程中需要结合过程中需要_酶和酶和_ 酶。酶。 (4)若将含有新的胰岛素基因的表达载体导入植物细胞中,最常用的有效做法 是 若将含有新的胰岛素基因的表达载体导入植物细胞中,最常用的有效做法 是_。 (5)若 要 利 用 大 肠 杆 菌 生 产 速 效 胰 岛 素 , 需 用 到 的 生 物 工
18、 程 有若 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。和发酵工程。 解析解析 (1)蛋白质工程的目标是根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,题图中构建新的胰岛素模型的依据是预期胰岛素的 功能。 蛋白质工程的目标是根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,题图中构建新的胰岛素模型的依据是预期胰岛素的 功能。 (2)由新的蛋白质模型到构建新的基因,其基本设计思路是根据新的蛋白质中 氨基酸的序列,推测出基因中的脱氧核苷酸序列,然后用 由新的蛋白质模型到构建新的基因,其基本设计思
19、路是根据新的蛋白质中 氨基酸的序列,推测出基因中的脱氧核苷酸序列,然后用 DNA 合成仪直接合成出 新的基因。利用蛋白质工程生产自然界原本不存在的蛋白质,需对原有的胰岛素 合成仪直接合成出 新的基因。利用蛋白质工程生产自然界原本不存在的蛋白质,需对原有的胰岛素 进行改造,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, 人工合成新的胰岛素基因,形成目的基因。 进行改造,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, 人工合成新的胰岛素基因,形成目的基因。 (3)合成的目的基因应与载体构建基因表达载体,需要用限制性核酸内切酶和合成的目的基因应与载体构建基因表达载体,需要
20、用限制性核酸内切酶和 DNA 连接酶,然后将基因表达载体导入受体细胞中才能得以表达。连接酶,然后将基因表达载体导入受体细胞中才能得以表达。 (4)把基因表达载体导入植物细胞的常用方法是农杆菌转化法。把基因表达载体导入植物细胞的常用方法是农杆菌转化法。 (5)改造好的目的基因需通过基因工程来生产基因产物,并且在生产过程中要 借助工程菌,所以还需要进行发酵。因此该过程涉及蛋白质工程、基因工程和发 酵工程。 改造好的目的基因需通过基因工程来生产基因产物,并且在生产过程中要 借助工程菌,所以还需要进行发酵。因此该过程涉及蛋白质工程、基因工程和发 酵工程。 答案答案 (1)蛋白质的预期功能 蛋白质的预期
21、功能 (2)氨基酸的序列 脱氧核苷酸序列 氨基酸的序列 脱氧核苷酸序列 DNA 合 成仪 合 成仪 (3)限制性核酸内切 限制性核酸内切 DNA 连接 连接 (4)农杆菌转化法 农杆菌转化法 (5)蛋白质工程 基因 工程 蛋白质工程 基因 工程 能力提升练能力提升练 11下列关于蛋白质工程说法不正确的是下列关于蛋白质工程说法不正确的是( ) A 蛋白质工程能将人抗体某些区段替代鼠单克隆抗体的区段, 降低鼠单克隆 抗体免疫原性 蛋白质工程能将人抗体某些区段替代鼠单克隆抗体的区段, 降低鼠单克隆 抗体免疫原性 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 等加以改变 蛋白质工
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