高中生物选修3：1_4同步练习

高中生物选修3：1_4同步练习

高中生物选修3 同步练习 ‎1.蛋白质工程的实质是(　　)‎ A．改造蛋白质　　　　　 B．改造mRNA C．改造基因 D．改造氨基酸 解析：选C。蛋白质工程的目的是获取人类需要的蛋白质，由于蛋白质的合成是受基因控制的，所以要从根本上对基因进行改造。‎ ‎2.(2012·郑州一中高二检测)蛋白质工程中直接需要进行操作的对象是(　　)‎ A．氨基酸结构 B．蛋白质空间结构 C．肽链结构 D．基因结构 解析：选D。蛋白质工程是指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，以满足人类的生产和生活的需求。其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，但因为基因决定蛋白质，因此对蛋白质的结构进行设计改造，归根到底，还需对相应的基因进行操作，按要求进行修饰、加工、改造，使之能控制合成人类需要的蛋白质。‎ ‎3.科学家为提高玉米中赖氨酸的含量，计划将天冬氨酸激酶的第352位的苏氨酸变成异亮氨酸，将二氢吡啶二羧酸合成酶中104位的天冬酰胺变成异亮氨酸，就可以使玉米叶片和种子中的游离赖氨酸含量分别提高5倍和2倍。下列对蛋白质改造的操作正确的是(　　)‎ A．直接通过分子水平改造蛋白质 B．直接改造相应的RNA C．对相应的基因进行操作 D．重新合成新的基因 解析：选C。蛋白质工程的目的是对蛋白质进行改造，从而使蛋白质功能可以满足人们的需求，而蛋白质功能与其高级结构密切相关，蛋白质高级结构又非常复杂，所以直接对蛋白质改造非常困难，但蛋白质是由基因控制合成的，对基因进行操作却容易得多。另外，通过改造基因对蛋白质的修改可以遗传，如对蛋白质直接改造，即使成功也不能遗传。‎ ‎4.下列围绕蛋白质工程的叙述中正确的是(多选)(　　)‎ 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．蛋白质工程能产生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的 解析：选ACD。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三项是正确的。B项中蛋白质工程实际操作还是对基因进行操作，而不是对蛋白质进行操作，所以是错误的。‎ ‎5.基因工程与蛋白质工程的区别是(　　)‎ A．基因工程需对基因进行分子水平操作，蛋白质工程不对基因进行操作 B．基因工程合成的是天然存在的蛋白质，蛋白质工程合成的可以是自然界不存在的蛋白质 C．基因工程是分子水平操作，蛋白质工程是细胞水平(或性状水平)操作 D．基因工程完全不同于蛋白质工程 解析：选B。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。蛋白质工程是从分子水平对蛋白质进行改造设计，通过对相应的基因进行修饰加工甚至人工进行基因合成，从而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需求，而基因工程只是将外源基因导入另一生物体内，并使之表达，体现人类所需的性状，或者获取所需的产品。因此，基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质。‎ ‎6.(2012·海南中学高二检测)蛋白质工程是指人们根据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。如图是蛋白质工程的基本途径，试回答下列有关问题：‎ ‎(1)图中③过程的主要依据是每种氨基酸都有与其对应的________，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。‎ 答案：(1)密码子　mRNA　碱基互补配对　(2)启动子　终止子　DNA连接　(3)基因工程 ‎1..下列对物质的改造不属于蛋白质工程范畴的是(　　)‎ A．胰岛素改造 B．抗体改造 C．酶的改造 D．性激素改造 解析：选D。蛋白质工程是通过改造基因来改造蛋白质或生产自然界原不存在的蛋白质，性激素不是蛋白质。‎ ‎2.蛋白质工程的基本操作程序正确的是(　　)‎ ‎①蛋白质分子结构合成　②DNA合成　③mRNA合成　④蛋白质的预期功能　⑤根据氨基酸的序列推出脱氧核苷酸的序列(　　)‎ A．①→②→③→④→⑤→①‎ B．⑤→④→③→②→①→②‎ C．④→①→⑤→②→③→①‎ D．②→③→⑤→①→②→④‎ 解析：选C。本题考查蛋白质工程的操作流程。蛋白质工程的操作流程为：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。‎ ‎3.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 C．修饰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，其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。如果我们将天冬氨酸激酶的第352位的苏氨酸变成异亮氨酸，将二氢吡啶二羧酸合成酶中104位的天冬酰胺变成异亮氨酸，就可以使玉米叶片和种子中的游离赖氨酸分别提高5倍和2倍。此题易错选A，‎ 要认真分析赖氨酸含量低的真正原因，通过改变有关基因的个别碱基，从而改变基因控制合成的蛋白质(酶)的结构而达到目的，属于蛋白质工程。‎ ‎4.(2012·西宁五中高二检测)运用某生物工程技术将毒性肽融合进入抗体分子，制造出“导弹药物”，它可自动瞄准和攻击体内的靶组织或靶细胞(如癌细胞)。此技术是(　　)‎ A．基因工程 B．细胞工程 C．蛋白质工程 D．胚胎工程 答案：C ‎5.科学家将β干扰素基因进行定点突变导入大肠杆菌中表达，使干扰素第十七位的半胱氨酸改变成丝氨酸，结果大大提高了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．组织培养 解析：选B。蛋白质工程是对控制蛋白质合成的基因进行改造，从而实现对其编码的蛋白质的改造，所得到的已不是天然的蛋白质。题目中的操作涉及的基因显然不再是原来的基因，其合成的β干扰素也不是天然β干扰素，而是经过改造的、具人类所需优点的蛋白质，因而整个过程利用的生物技术应为蛋白质工程。‎ ‎6.以下关于蛋白质工程的说法正确的是(　　)‎ A．蛋白质工程以基因工程为基础 B．蛋白质工程就是酶工程的延伸 C．蛋白质工程就是用蛋白酶对蛋白质进行改造 D．蛋白质工程只能生产天然的蛋白质 解析：选A。本题考查蛋白质工程的概念。蛋白质工程是指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，以满足人类的生产和生活的需求。蛋白质工程是以基因工程为基础的，所以又称为第二代基因工程。蛋白质工程不仅能生产天然蛋白质，还可以根据需要改造控制蛋白质合成的相应基因中脱氧核苷酸序列或人工合成所需要的自然界原本不存在的基因片段，从而合成自然界中本来不存在的蛋白质。‎ ‎7.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 B．蛋白质工程应用于微电子方面 C．体外耐保存的干扰素 D．用蛋白质工程生产高产赖氨酸玉米 解析：选A。1981年，用基因工程菌生产出胰岛素产品，随后进入商品化生产， 结束了完全依赖动物脏器生产胰岛素的历史。‎ ‎8.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 解析：选A。在蛋白质工程流程示意图中：由“预期功能→蛋白质三维结构”步骤属于蛋白质工程的关键，由“多肽链→基因”步骤相当于人工获取目的基因的化学合成法，由“基因→蛋白质”步骤属于基因表达过程(转录和翻译)。‎ ‎9.(2012·河南三门峡高二检测)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，只有对热稳定性较差，进入人体后容易失效。现要将此酶开发成一种片剂，临床治疗食物的消化不良，最佳方案是(　　)‎ A．对此酶中的少数氨基酸替换，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全新的蛋白酶 D．减少此酶在片剂中的含量 解析：选A。本题考查蛋白质工程的进展与前景。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。‎ .下列关于蛋白质工程应用的叙述，不正确的是(　　)‎ A．蛋白质工程生产的产品更符合人类的需要 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 答案：C .(2012·新乡一中高二检测)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________。(填写数字)‎ ‎(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是________的。‎ 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④⑤，①②③代表中心法则，与蛋白质工程的基本途径相反。‎ 答案：(1)④⑤　①②③‎ ‎(2)折叠　分子设计　DNA合成 ‎(3)对蛋白质的结构进行分子设计　基因合成或修饰 ‎(4)相反 .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 .绿色荧光蛋白(GFP)能在蓝光或紫外光的激发下发出荧光，这样借助GFP发出的荧光就可以跟踪蛋白质在细胞内部的移动情况，帮助推断蛋白质的功能。下图为我国首例绿色荧光蛋白(GFP)转基因克隆猪的培育过程示意图，据图回答：‎ ‎(1)图中通过过程①、②形成重组质粒，需要限制酶切取目的基因、切割质粒。限制酶Ⅰ的识别序列和切点是—G↓GATCC—，限制酶Ⅱ的识别序列和切点是—↓GATC—。在质粒上有酶Ⅰ的一个切点，在目的基因的两侧各有Ⅰ个酶Ⅱ的切点。‎ ‎①请画出质粒被限制酶Ⅰ切割后形成黏性末端的过程 ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎②在DNA连接酶的作用下，上述两种不同限制酶切割后形成的黏性末端能否连接起来________，理由是_____________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)过程③将重组质粒导入猪胎儿成纤维细胞时，采用最多也最有效的方法是________。‎ ‎(3)如果将切取的GFP基因与抑制小猪抗原表达的基因一起构建到载体上，GFP基因可以作为基因表达载体上的标记基因，其作用是______________________。获得的转基因克隆猪，可以解决的医学难题是_________________________________________________________。‎ ‎(4)目前科学家们通过蛋白质工程制造出了蓝色荧光蛋白、黄色荧光蛋白等，采用蛋白质工程技术制造出蓝色荧光蛋白过程的正确顺序是：________(用序号表示)。‎ ‎①推测蓝色荧光蛋白的氨基酸序列和基因的核苷酸序列 ‎②蓝色荧光蛋白的功能分析和结构设计 ‎③蓝色荧光蛋白基因的修饰(合成)‎ ‎④表达出蓝色荧光蛋白 解析：本题考查基因工程和蛋白质工程。‎ ‎(1)中①问相对比较简单，书写要关注DNA序列与限制酶识别序列的区别，不要遗漏了酶和黏性末端的正确表达。②问中由于两种限制酶切割形成的黏性末端是相同的，可以互补配对，因此可用DNA连接酶进行相互“缝合”。‎ ‎(2)基因工程中目的基因导入动物细胞的方法是显微注射法。‎ ‎(3)基因表达载体上标记基因的作用是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因；获得转基因猪，可以解决医学上供体器官不足和免疫排斥问题。‎ ‎(4)考查蛋白质工程的操作流程，正确的操作过程是②①③④。‎ 答案：(1)①(只写出切割后形成的部分即可)‎ ‎②可以连接　因为由两种不同限制酶切割后形成的黏性末端是相同的(或是可以互补的)‎ ‎(2)显微注射技术 ‎(3)鉴定受体细胞中是否含有目的基因　供体器官不足和免疫排斥 ‎(4)②①③④ ‎