第3章 第4节 蛋白质工程的原理和应用 练习-(新教材)2019新人教版高中生物选择性必修三.docx
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1、第 4 节蛋白质工程的原理和应用课后篇巩固提升基础巩固1.(2020辽宁营口二中高二期末)下列有关基因工程与蛋白质工程的叙述,正确的是()A.蛋白质工程与基因工程的目的都是获得人类需要的蛋白质,所以二者没有区别B.基因工程是蛋白质工程的关键技术C.通过蛋白质工程改造后的蛋白质仍然是天然的蛋白质D.蛋白质工程是在蛋白质分子水平上直接改造蛋白质的答案 B解析基因工程原则上只能生产自然界中已有的蛋白质,而蛋白质工程可以生产自然界中没有的新的蛋白质,两者存在区别,A 项错误;蛋白质工程本质上是通过基因修饰或基因合成来完成对蛋白质分子的改造,是在基因工程的基础上发展出的第二代基因工程,B 项正确;蛋白质
2、工程改造后的蛋白质可能是自然界中没有的新的蛋白质,C 项错误;蛋白质工程本质上是改造基因,不是直接改造蛋白质分子,D项错误。2.(2020山东省实验中学高二期中)凝乳酶是奶酪生产中的关键酶。通过蛋白质工程生产高效凝乳酶,不需要的步骤是()A.蛋白质的结构设计B.蛋白质的结构和功能分析C.凝乳酶基因的定向改造D.将定向改造的凝乳酶导入受体细胞答案 D解析蛋白质的结构设计属于蛋白质工程的步骤,A项正确;蛋白质的结构和功能分析属于蛋白质工程的步骤,B 项正确;蛋白质工程通过改造或合成基因来实现对蛋白质的改造,C 项正确;需要将定向改造的凝乳酶基因导入受体细胞,而不是将定向改造的凝乳酶导入受体细胞,D
3、项错误。3.(2020山东济南外国语学校高二期中)下图为蛋白质工程的流程图,下列说法正确的是()A.利用蛋白质工程制造出的蛋白质都是自然界本来就有的B.蛋白质工程是一项完全摆脱基因工程技术的全新的生物工程技术C.过程 a、b 分别是转录、翻译D.蛋白质工程不可能构建出一种新的基因答案 C解析基因工程原则上只能生产自然界已经存在的蛋白质,蛋白质工程可以生产自然界中不存在的蛋白质,A项错误;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,B 项错误;据图可知,过程 a、b 分别是转录、翻译,C 项正确;蛋白质工程中可根据预期蛋白质的结构构建出一种全新的基因,D 项错误。4.(2020陕西西
4、安中学高二期末)科学家为提高玉米中赖氨酸含量,计划将天冬氨酸激酶的第 352 位的苏氨酸变为异亮氨酸,将二氢吡啶二羧酸合成酶中第 104位的氨基酸由天冬氨酸变为异亮氨酸。为此,下列操作正确的是()A.直接改造上述两种蛋白质的空间结构B.对指导上述两种酶合成的 mRNA 进行改造C.利用诱变育种技术促使上述两种酶的基因突变D.利用基因工程技术,对控制上述两种酶的基因进行改造答案 D解析蛋白质的功能与其高级结构密切相关,而蛋白质的高级结构又非常复杂,所以直接对蛋白质改造非常困难,且即使改造成功也不能遗传,A项错误;直接改造相应的 mRNA,不一定能够表达产生所需要的蛋白质,且即使成功也不能遗传,B
5、 项错误;由于基因突变具有不定向性和低频性,所以使用诱变育种的方法不易获得符合要求的基因,C 项错误;基因工程可定向改造生物的遗传性状,所以可利用基因工程技术,对控制这两种酶的基因进行改造,D项正确。5.(2020江苏扬州中学高二期末)蛋白质工程就是通过对蛋白质化学、蛋白质晶体学和蛋白质动力学的研究,获得有关蛋白质理化特性和分子特性的信息,在此基础上对编码蛋白质的基因进行有目的的设计和改造,通过基因工程技术获得可以表达目标蛋白质的转基因生物。中华鲟是一种濒危野生动物。研究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。下列有关说法不正确的是()A.蛋白质工程可定向改
6、变蛋白质分子的结构B.改造蛋白质可通过改变基因结构实现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答案 D解析蛋白质工程能按照人们的意愿定向改造蛋白质分子的结构,使之更加符合人类的需要,A项正确;蛋白质工程的实质是通过改造或合成基因实现对蛋白质的改造,B 项正确;改造后的中华鲟和现有中华鲟之间没有产生生殖隔离,仍然属于同一物种,C 项正确;蛋白质工程操作的直接对象是基因,可以遗传给后代,因此改造后的中华鲟的后代可能具有改造的蛋白质,D项错误。6.(2020山东山师大附中高二期中)赖氨酸是人体必需氨基酸,具有促进人体发育、增强免疫的功能,并能起到提高中枢神
7、经组织功能的作用。某农科所的科技人员欲将玉米种子的某种蛋白酶改造成“M 酶”,从而大大提高玉米种子中赖氨酸的含量,以培育出高赖氨酸的玉米新品种。请回答下列问题。(1)科技人员先从“提升玉米种子中赖氨酸的含量”这一功能出发,设计预期的“M 酶”的,再推测出相对应的目的基因的序列,最终合成出“M 酶”基因。(2)科技人员获得“M 酶”基因后,常利用 PCR 技术在体外将其大量扩增,此过程需要一种特殊的酶是,原料是。(3)“M 酶”基因只有插入,才能确保“M 酶”基因在玉米细胞中得以稳定遗传。(4)依据植物细胞具有的原理,可将含有“M 酶”基因的玉米细胞培育成转“M 酶”基因的玉米植株。为了确保育种
8、成功,科技人员需要测定玉米种子中的含量。答案(1)结构脱氧核苷酸(2)耐高温的 DNA 聚合酶4 种脱氧核苷酸(3)玉米细胞中染色体的DNA 上(4)全能性赖氨酸解析(1)根据题干信息可知,某农科所科技人员欲将玉米某种蛋白酶改造成“M 酶”,则应该利用蛋白质工程,先根据预期构建出“M 酶”(蛋白质)的结构,再推测出相对应目的基因的脱氧核苷酸序列,最终合成出“M 酶”基因。(2)基因工程中,获取的目的基因一般利用 PCR 技术进行扩增,过程中需要耐高温的DNA 聚合酶的催化,原料是 4 种脱氧核苷酸。(3)要想确保“M 酶”基因在玉米细胞中得以稳定遗传,必须将“M 酶”基因插入玉米细胞的染色体
9、DNA 中。(4)利用植物组织培养技术,依据植物细胞的全能性原理,可将含有“M 酶”基因的玉米细胞培育成转“M 酶”基因的玉米植株。科技人员需要测定玉米种子中赖氨酸含量,从个体水平加以鉴定,以确保育种成功。7.(2020四川双流棠湖中学高二期末)如图为蛋白质工程操作的基本思路,请据图回答下列问题。(1)蛋白质工程操作思路的特有过程是,代表中心法则内容的过程是。(填图中序号)(2)写出图中数字代表的生物学过程的名称或内容。;。(3)从图中可以看出蛋白质工程的基本思路与中心法则方向。(4)功能是由其结构决定的,直接决定蛋白质多样性的因素有,从根本上说,蛋白质的结构是由决定的。(5)根据蛋白质的氨基
10、酸序列推测的 mRNA 的碱基序列是否唯一?,为什么?。(6)将氨基酸合成为多肽链的场所是。真核细胞中将多肽链转变为具有一定空间结构的蛋白质的场所是。(7)蛋白质工程中的目的基因一般通过获得。答案(1)(2)转录翻译折叠(3)相反(4)氨基酸的种类、数目、排列顺序和蛋白质的空间结构基因(DNA)(5)否一种氨基酸可能具有多种密码子(6)核糖体内质网(7)人工合成解析图中分别表示转录、翻译、折叠,过程与中心法则方向一致。过程与中心法则方向相反,属于蛋白质工程基本思路。蛋白质结构的多样性由组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序和蛋白质的空间结构共同决定;从根本上说,蛋白质的结构是由基因(DNA)
11、决定的。一种氨基酸可能具有多种密码子,根据蛋白质的氨基酸序列推测的 mRNA 的碱基序列可能有多种。蛋白质的合成场所为核糖体,在内质网中将多肽链折叠成具有一定空间结构的蛋白质。蛋白质工程的目的基因的碱基序列已知,可以通过 DNA 合成仪进行人工合成。8.已知生物体内有一种蛋白质(P),该蛋白质是一种转运蛋白,由 305 个氨基酸组成。如果将 P 分子中第 158 位的丝氨酸变成亮氨酸,第 240 位的谷氨酰胺变成苯丙氨酸,改变后的蛋白质(P1)不但保留 P 的功能,而且具有了酶的催化活性。回答下列问题。(1)从上述资料可知,若要改变蛋白质的功能,可以考虑对蛋白质的进行改造。(2)以 P 基因序
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