2019-2020学年生物人教版选修3课后提能训练：1-4 蛋白质工程的崛起

2019-2020学年生物人教版选修3课后提能训练：1-4 蛋白质工程的崛起

1.4 课后提能训练 对应学生用书 P017 1．蛋白质工程的基本途径是( ) A．中心法则的简单逆转 B．确定目的基因的碱基序列后，通过人工合成的方法或从基因库 中获取 C．只是依据中心法则逆推，其过程不需要中心法则 D．只是对蛋白质分子结构进行分子设计和改造 答案 B 解析 蛋白质工程不是中心法则的简单逆转，而是依据中心法则 进行的逆推，最终还要通过中心法则的信息传递途径表达出设计好的 蛋白质，A、C错误；整个过程中还需要对基因进行设计和改造，来达 到对蛋白质分子的改造，D错误。 2．人们发现，蛛丝蛋白比蚕丝蛋白更细，但强度却更大，于是有 人试图通过破解蛛丝蛋白的结构从而推出其基因结构，以指导对蚕丝 蛋白基因的修改，从而让蚕也吐出像蛛丝一样坚韧的丝，此过程的名 称和依据的原理分别是( ) A．基因突变：DNA→RNA→蛋白质 B．基因工程：RNA→RNA→蛋白质 C．基因工程：DNA→RNA→蛋白质 D．蛋白质工程：蛋白质→RNA→DNA→RNA→蛋白质 答案 D 解析 通过修改已知蛋白的基因，从而创造出全新蛋白质的过程 叫蛋白质工程，其原理是：蛋白质→RNA→DNA→RNA→蛋白质。 3．下列不属于蛋白质工程的是( ) A．对胰岛素进行改造，生产速效型药品 B．改造酶的结构，提高酶的热稳定性 C．将天冬氨酸激酶的一个苏氨酸替换为异亮氨酸 D．将控制人的胰岛素合成的基因整合到大肠杆菌体内生产胰岛素 答案 D 解析 将控制人的胰岛素合成的基因整合到大肠杆菌体内生产胰 岛素，属于基因工程，D错误。 4．下列关于蛋白质工程应用的叙述，不正确的是( ) A．蛋白质工程能产生自然界中不曾存在的新型蛋白质分子 B．通过蛋白质工程可以改变蛋白质的活性 C．通过蛋白质工程制成的电子元件体积小、耗电少、效率高 D．利用蛋白质工程可以在大肠杆菌细胞中得到人的胰岛素 答案 D 解析 蛋白质工程可以产生自然界中不存在的蛋白质，A正确； 通过蛋白质工程可以改变蛋白质的活性，B正确；利用蛋白质工程制 成的电子元件体积小、耗电少、效率高，C正确；利用基因工程可以 在大肠杆菌细胞中得到人的胰岛素，D错误。 5．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 答案 A 解析 以基因(DNA)为模板，合成 mRNA的过程为转录过程，以 mRNA为模板合成多肽链的过程为翻译。 6．下列关于蛋白质工程和基因工程的比较，不合理的是( ) A．基因工程原则上只能生产自然界中已存在的蛋白质，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．基因工程遵循中心法则，蛋白质工程完全不遵循中心法则 D．基因工程和蛋白质工程产生的变异都是可遗传的 答案 C 解析 蛋白质工程的基本途径是根据中心法则反推出来的。 7．近 30年来，我国患糖尿病的人数的增长极为迅速，这不仅与 人们不健康的生活方式有关，也与患者体内胰岛素的缺乏有关。生产 速效胰岛素以及利用转基因技术实现胰岛素的批量生产就成为了目前 糖尿病治疗的新思路，请回答下列相关问题： (1)速效胰岛素是科学家将胰岛素 B链的第 28个和第 29个氨基酸 调换顺序后获得的。该过程中，需要对____________(填“胰岛素”“胰 岛素基因”或“胰岛”)进行定向改造。 (2)可根据胰岛素原的氨基酸序列，设计并合成编码胰岛素原的 ________序列，用该序列与质粒表达载体构建胰岛素原基因重组表达 载体。再经过细菌转化、筛选及鉴定，即可建立能稳定合成________ 的基因工程菌。 (3)对于胰岛素基因的获取，一是通过提取________细胞的胰岛素 mRNA，经过________过程合成，之后通过________技术大量扩增； 二是通过分析胰岛素的________序列，进行人工合成。 (4)为了将改造后的分子顺利导入大肠杆菌体内，一般需要用 ________处理大肠杆菌，使之成为________细胞。 答案 (1)胰岛素基因 (2)DNA 胰岛素原 (3)胰岛 B 逆转录 PCR 氨基酸 (4)CaCl2 感受态 解析 (1)速效胰岛素需要采用蛋白质工程技术，而蛋白质工程通 过基因改造，实现对现有蛋白质的改造。因此该过程中，需要对胰岛 素基因进行定向改造。 (2)真核生物的目的基因可用人工合成的方法合成，可根据胰岛素 原的氨基酸序列，设计并合成编码胰岛素原的 DNA序列(即目的基因)； 合成的 DNA序列经过修饰与质粒构建胰岛素原基因表达载体，导入细 菌体内，经转化后筛选鉴定，最终得到能稳定合成胰岛素原的基因工 程菌。 (3)对于胰岛素基因的获取，一是通过提取胰岛 B 细胞的胰岛素 mRNA，经过逆转录过程合成，之后通过 PCR技术大量扩增；二是通 过分析胰岛素的氨基酸序列，进行人工合成。 (4)为了将改造后的分子顺利导入大肠杆菌体内，一般需要用 CaCl2 处理大肠杆菌，使之成为感受态细胞。 8．科学家对鼠杂交瘤细胞(杂交瘤细胞是既能无限增殖又能分泌特 异性抗体的一种杂交细胞)获得鼠源抗体进行改造，生产出效果更好的 鼠—人嵌合抗体，用于癌症治疗。下图表示形成鼠—人嵌合抗体的过 程。请据图回答： (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_________________。 答案 (1)蛋白质工程 基因 (2)限制性核酸内切酶和 DNA连接酶 蛋白质 (3)可变 恒定 对人体的不良反应(过敏反应等副作用)减少 解析 (1)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抗体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修饰、合成来对蛋白质进行改 造。 (2)从鼠杂交瘤细胞中获得可变区的特定基因需要用限制酶，然后 与人的抗体恒定区基因连接需要用 DNA连接酶。重组基因是否翻译成 蛋白质，需要从转基因鼠中分离、提取蛋白质，利用相应的抗体进行 抗原—抗体杂交。 (3)抗体能与抗原特异性结合，即不同的抗原需要不同的抗体来特 异性识别，所以识别不同抗原的区域应该是可变的，而引起人体免疫 反应的主要是恒定区。从免疫的角度考虑，对人体来说鼠源抗体为抗 原，若利用人的抗体与之嵌合，则排斥作用会减轻，对人体的副作用 会减少。 专题 1水平测试