优化方案高中生物 专题1.4 蛋白质工程的崛起课时作业 新人教版选修3

【优化方案】2016年高中生物 专题1.4 蛋白质工程的崛起课时

作业 新人教版选修3

1．(2014·山东济宁高二检测)下列不是蛋白质工程的研究内容的是( ) ．

A．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 C．分析氨基酸的化学组成

D．按照人们的意愿将天然蛋白质改造成新的蛋白质

解析：选C。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，按照人们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成分的分析。

2．科学家将β-干扰素基因进行定点突变，然后导入大肠杆菌表达，使干扰素第17位的半胱氨酸改变成丝氨酸，结果大大提高β-干扰素的抗病活性，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

解析：选B。从题干叙述分析蛋白质通过氨基酸替换被改造，利用的技术应是蛋白质工程。

3．添加在洗衣粉中的某种酶在低温下活性较低，影响了洗衣粉的洗涤效果。如果让你用生物工程的方法改变此酶的特性，首先考虑的是( )

A．基因工程 B．蛋白质工程 C．诱变 D．细胞工程

解析：选B。蛋白质工程可以改造酶的结构，通过改造蛋白质分子中某些活性部位的一个或几个氨基酸残基，有目的地提高酶适应低温的能力，进而提高洗衣粉在低温时的洗涤效果。

4．增加玉米细胞中赖氨酸含量最有效的途径是( ) A．将富含赖氨酸的蛋白质编码基因导入玉米细胞

B．切除玉米细胞中天冬氨酸激酶基因和二氢吡啶二羧酸合成酶基因的个别碱基 C．更换天冬氨酸激酶基因和二氢吡啶二羧酸合成酶基因的个别碱基 D．将根瘤菌的固氮基因导入玉米细胞

解析：选C。玉米中赖氨酸的含量比较低，原因是赖氨酸合成过程中的两个关键酶——天冬氨酸激酶和二氢吡啶二羧酸合成酶的活性，受细胞内赖氨酸浓度的影响较大，当赖氨酸浓度达到一定量时，就会抑制这两个酶的活性。通过更换控制合成这两种酶基因的个别碱基，可大大提高玉米叶片和种子中的游离赖氨酸的含量。

5．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：选B。所谓蛋白质工程，应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。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。

6．下列不属于蛋白质工程成果的是( ) ．A．改造酶的结构，提高酶的热稳定性 B．生产出鼠—人嵌合抗体

C．将t-PA分子中的天门冬酰胺替换为谷氨酰胺 D．蛋白酶洗衣粉容易洗掉或除去奶渍、血渍

解析：选D。A、B、C三项所述都是对现存的蛋白质进行改造，属于蛋白质工程的成分。而加酶洗衣粉属于酶制剂的应用，属于酶工程的成果。

7．下列关于蛋白质工程应用的叙述不正确的是( ) ．

A．蛋白质工程是包含多学科的综合科技工程领域 B．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酵母菌细胞中得到人的干扰素

D．蛋白质工程是一项难度很大的工程，目前成功的例子并不多

解析：选C。蛋白质工程是依据人们设计的蛋白质分子结构，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，而在酵母菌中生产人干扰素利用基因工程技术便可达到。

8．溶菌酶的稳定性大大提高的根本原因是( ) A．控制T4溶菌酶合成的基因的一个位点发生突变 B．控制T4溶菌酶合成的mRNA上的密码子发生变化 C．T4溶菌酶中一个氨基酸发生了替换

D．T4溶菌酶中的第3位氨基酸由异亮氨酸变为半胱氨酸

解析：选A。T4溶菌酶是一种蛋白质，其稳定性提高的原因是其分子结构的改变。蛋白质的合成受基因控制，所以蛋白质改变的根本原因是基因的改变。选项B、C、D的内容都是T4溶菌酶改变的原因，但都不是根本原因。

9．(2014·河北石家庄高二检测)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似，只是其热稳定性较差，进入人体后容易失效。现要将此酶开发成一种片剂，临床治疗食物消化不良，最佳方案是( )

A．替换此酶中的少数氨基酸，以改善其功能 B．将此酶与人蛋白酶进行拼接，形成新的蛋白酶 C．重新设计与创造一种蛋白酶 D．减少此酶在片剂中的含量

解析：选A。蛋白质的结构包括一级结构和空间结构，一级结构是指组成蛋白质的氨基酸的种类、数量、排列顺序，蛋白质的功能是由一级结构和空间结构共同决定的，特别是空间结构与蛋白质的功能关系更密切。要想使蛋白酶热稳定性有所提高，就要改变蛋白质的结构，此类问题一般是对蛋白质中的个别氨基酸进行替换。

10．当前医学上，蛋白质工程药物正逐步取代第一代基因工程多肽蛋白质类替代治疗剂，则基因工程药物与蛋白质工程药物的区别是( )

A．都与天然产物完全相同 B．都与天然产物不相同

C．基因工程药物与天然产物完全相同，蛋白质工程药物与天然产物不相同 D．基因工程药物与天然产物不相同，蛋白质工程药物与天然产物完全相同

解析：选C。基因工程合成的是自然界已存在的蛋白质，与相应天然产物完全相同。蛋白质工程可以合成自然界不存在的蛋白质，与天然产物不相同。

11．(2014·德州高二检测)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)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。

解析：从分析蛋白质的结构开始，推出氨基酸的序列，合成基因，再通过基因的改造而合成新的蛋白质属于蛋白质工程，图中蛋白质工程的基本途径与中心法则是相反的。

答案：(1)④⑤ ①②③

(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 基因合成或改造 (4)相反

12．枯草杆菌产生的蛋白酶具有催化分解蛋白质的特性，但极易被氧化而失效。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。

(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)利用生物技术改造蛋白质，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____________________。

解析：本题考查蛋白质工程的有关问题。基因中的3个碱基对决定mRNA上3个碱基，mRNA上3个碱基决定一个氨基酸。利用生物技术改造蛋白质能够提高蛋白质的稳定性。

答案：(1)蛋白质工程 (2)1 (3)稳定 少数氨基酸的替换 13．(2014·菏泽高二检测)干扰素是动物体内合成的一种蛋白质，可以用于治疗病毒的感染和癌症，但在体外保存相当困难，如果将其分子上的一个氨基酸变成另一个氨基酸，就可在－70 ℃条件下保存半年，给广大患者带来福音。

(1)蛋白质的合成是受基因控制的，因此获得能够控制合成“可以保存的干扰素”的基因是生产的关键，依据蛋白质工程原理，设计实验流程，让动物生产“可以保存的干扰素”：

设计推测找到

――→ ――→ ――→ (2)基因工程和蛋白质工程相比较，基因工程在原则上只能生产________________的蛋白质，不一定符合________________需要。而蛋白质工程是以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过________________或________________，对现在蛋白质进行______________，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活需要。

(3)蛋白质工程实施的难度很大，原因是蛋白质具有十分复杂的________________结构。 (4)对天然蛋白质进行改造，应该直接对蛋白质分子进行操作，还是通过对基因的操作来实现？其原因是什么？

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案：(1)预期蛋白质的功能 预期的蛋白质结构 应有的氨基酸序列 相对应的脱氧核苷酸序列(基因)

(2)自然界已存在 人类生产和生活 基因修饰 基因合成 改造 (3)空间

(4)应该通过对基因的操作来实现对天然蛋白质的改造。原因：①任何一种天然蛋白质都是由基因编码的，改造了基因也就是对蛋白质进行了改造；②改造过的蛋白质可以通过改造过的基因遗传下去，如果对蛋白质直接改造，即使改造成功，被改造过的蛋白质分子也无法遗传；③对基因进行改造比对蛋白质直接进行改造要容易操作，难度要小得多

14．如图表示形成鼠—人嵌合抗体的过程。请据图回答下列问题。

(1)改造鼠源抗体，生产鼠—人嵌合抗体，属于________________(生物工程)的范畴。图示该过程中，根据预期的嵌合抗体功能，设计嵌合抗体的结构，最终必须对________进行操作。

(2)从鼠杂交瘤细胞中获得可变区的特定基因，然后与人的抗体恒定区基因连接，需要的工具酶是________________、________________。重组基因是否翻译成蛋白质，需要从转基因鼠中分离、提取________，利用相应的抗体进行抗原—抗体杂交。

(3)在鼠—人嵌合抗体进入人体内后，识别抗原的区域是________区，引起人体免疫反应的主要是________区；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________________________________________________________________________。

解析：根据题目的图示，可以看到是对蛋白质进行了改造，将鼠抗体的可变区与人的恒定区进行了组合，这种操作属于蛋白质工程。蛋白质工程最终要通过对基因的改造、合成来对蛋白质进行改造。抗原具有特异性，不同的抗原需要不同的抗体来特异性地识别，所以识别不同抗原的区域应该是可变的。

答案：(1)蛋白质工程 基因 (2)限制性核酸内切酶 DNA连接酶 蛋白质 (3)可变 恒定 对人体的不良反应(或过敏反应等副作用)减少