高中生物(新人教版)选择性必修三同步习题:蛋白质工程的原理和应用(同步习题)【含答案及解析】
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第4节蛋白质工程的原理和应用知识点1蛋白质工程的概念、崛起缘由与原理1.(2021·黑龙江哈尔滨三中期末)下列哪项不是蛋白质工程的研究内容()A.分析蛋白质分子的三维结构B.分析氨基酸的分子结构C.对现有蛋白质进行有目的的改造D.按照人的意愿生产自然界没有的新的蛋白质〖答案〗 B〖解析〗蛋白质工程是根据预期蛋白质功能设计预期的蛋白质分子的三维结构,A错误;蛋白质工程要分析、设计蛋白质分子不分析氨基酸的分子结构,B 正确;蛋白质工程通过改造基因或合成基因来对蛋白质进行有目的的改造,C错误;按照人的意愿将天然蛋白质进行改造或制造一种新的蛋白质属于蛋白质工程,D错误。
2.(2021·山东枣庄质检)中华鲟是地球上最古老的脊椎动物之一,被称为“活化石”。
研究者试图利用蛋白质工程技术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。
以下说法错误的是()A.蛋白质工程可以定向改变蛋白质分子的结构B.改造蛋白质是通过改造或合成基因而实现的C.蛋白质工程的基础是基因工程D.改造后的中华鲟产生的后代不具有改造后的蛋白质〖答案〗 D〖解析〗蛋白质工程通过改造或合成基因来定向改变蛋白质分子的结构,A、B正确;蛋白质工程的基础是基因工程,C正确;蛋白质工程改造的是基因,可以遗传给后代,因此改造后的中华鲟产生的后代也具有改造后的蛋白质,D错误。
3.(2020·大庆市第十中学高二期末)下图表示蛋白质工程的操作过程,相关说法不正确的是()A.a、b过程分别是转录、翻译B.蛋白质工程中对蛋白质分子结构的了解是非常关键的工作C.蛋白质工程是完全摆脱基因工程技术的一项全新的生物工程技术D.蛋白质工程中可能构建出一种全新的基因〖答案〗 C〖解析〗a过程是以DNA的一条链为模板合成mRNA的转录过程,b过程是以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的多肽链的翻译过程,A正确;蛋白质工程是指以蛋白质分子结构规律及其与生物功能的关系作为基础,通过基因改造或基因合成,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需求,因此蛋白质工程中对蛋白质分子结构的了解是非常关键的工作,B正确;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,C错误;蛋白质工程中,可能根据已经明确的蛋白质的结构构建出一种全新的基因,D正确。
蛋白质工程的原理和应用必备知识基础练1.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,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.(2021安徽淮南一中高二期中)下图所示是利用蛋白质工程生产保存时间更久的干扰素(一种糖蛋白)的核心流程,下列叙述正确的是()A.该过程得到的干扰素与自然界中的干扰素相同B.图中③过程得到的脱氧核苷酸序列往往是唯一的C.蛋白质工程的基础是蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系D.蛋白质工程是通过对蛋白质的结构进行修饰或合成来操作的,该过程得到的干扰素是经过改造的,与自然界中的干扰素不相同,A项错误;由于密码子的简并性,图中③过程得到的脱氧核苷酸序列往往不是唯一的,B项错误;结构决定功能,蛋白质工程的基础是蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系,C项正确;蛋白质工程是通过对基因的结构进行修饰或合成来操作的,D项错误。
3.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,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。
课时跟踪检测(十五)蛋白质工程的原理和应用一、选择题:每小题给出的四个选项中,只有一个选项是最符合题目要求的。
1.下列关于蛋白质工程的叙述,错误的是()A.蛋白质工程又称为第二代基因工程B.蛋白质工程能定向改造蛋白质分子的结构C.在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作D.能产生自然界中不存在的新型蛋白质分子解析:选C蛋白质工程是在基因工程基础上延伸出的第二代基因工程;蛋白质工程能通过改造基因来定向改造蛋白质分子的结构;蛋白质工程的直接操作对象是基因,不是蛋白质分子;蛋白质工程能产生自然界中不存在的新型蛋白质分子。
2.将人的干扰素基因通过基因定点突变,使干扰素第17位的半胱氨酸改变成丝氨酸,改造后的干扰素比天然干扰素的抗病毒活性和稳定性显著提高,此项技术属于() A.蛋白质工程B.细胞工程C.胚胎工程D.生态工程解析:选A通过改造基因来改造蛋白质,属于蛋白质工程;基因定点突变属于分子水平,不属于细胞工程、胚胎工程和生态工程。
3.蛋白质工程与基因工程的根本区别是()A.蛋白质工程生产的是自然界没有的蛋白质B.蛋白质工程是基因工程的应用C.二者合成的蛋白质结构一样D.蛋白质工程还不能广泛应用解析:选A基因工程是将一种生物的基因转移到另一种生物体内,产生它本不能产生的蛋白质,进而表现出新的性状,但只能生产自然界已存在的蛋白质;蛋白质工程是通过改造基因或合成新基因来改变生物的遗传和表达性状,合成新的蛋白质。
4.蛛丝的强度和柔韧度得益于蛛丝蛋白的特殊布局,使它产生了一个由坚硬的结晶区和非结晶区构成的混合区域。
有人试图通过破解蛛丝蛋白的结构从而推测出其相应的基因结构,以指导对蚕丝蛋白的修改,从而让蚕也吐出像蛛丝蛋白一样坚韧的丝。
此过程运用的技术及流程分别是()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→蛋白质解析:选D根据题干信息可知,该工程运用的技术是蛋白质工程,操作的流程是蛋白质→RNA→DNA→RNA→蛋白质,D正确。
一、单选题1.下列关于蛋白质工程的说法,错误的是()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C.蛋白质工程能产生自然界中不曾存在的新型蛋白质分子D.蛋白质工程需要从预期的蛋白质功能出发,从而设计出相应的基因2.蛋白质工程取得的进展向人们展示出诱人的前景。
有关说法正确的是()A.蛋白质工程不需要对基因进行操作B.蛋白质工程与天然蛋白质合成的流程相同C.通过改造溶菌酶的结构来提高酶的热稳定性属于蛋白质工程范畴D.人类已熟练了解蛋白质结构与功能的关系,蛋白质工程操作变得十分简单3.下图是一种靶向基因敲除技术即TALEN技术。
该技术的敲除工具是由DNA识别域TALE 和非特异性核酸内切酶FoKI两个部分组成的蛋白质。
TALE的二连氨基酸(字母N、I、G、H、D分别代表一种氨基酸)与四种碱基(A、G、C、T)有恒定的对应关系。
FoKI是一种形成二聚体后具有核酸内切酶活性的蛋白单体。
下列相关叙述错误的是()A.单独使用FoKI对基因的切割敲除具有随机性B.TALE蛋白的合成通常涉及PCR技术和蛋白质工程C.二连氨基酸能与四种含氮碱基发生恒定的碱基互补配对D.TALE蛋白左右臂的二连氨基酸序列的设计依据靶基因碱基序列4.基因疫苗是将编码外性抗原的基因插入到质粒上,然后将质粒直接导入人或动物体内,让其在宿主细胞中表达抗原蛋白,诱导机体产生免疫应答。
下列叙述正确的是()A.接种基因疫苗只能预防特定微生物的感染B.疫苗经注射进入人体后,可被人体的浆细胞识别C.利用蛋白质工程生产的蛋白质疫苗就是基因疫苗D.基因疫苗是指机体能识别特定的基因,从而引起机体产生免疫反应5.如图表示蛋白质工程的操作过程,相关叙述错误..的是()A.蛋白质工程是以基因工程为基础的生物工程技术B.蛋白质工程需要改变蛋白质分子的所有氨基酸序列C.蛋白质工程中对蛋白质分子结构的了解是非常关键的工作D.蛋白质工程可以改造现有蛋白质或制造一种新的蛋白质6.下列说法中不正确的是()A.蛋白质工程和基因工程的目的都是获得人类需要的蛋白质,所以两者没有区别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7.基因定点突变技术通过改变基因特定位点的核苷酸来改变蛋白质的氨基酸序列,常用于研究某个氨基酸对蛋白质的影响,其原理是利用人工合成的诱变寡核苷酸引物和多种酶来合成突变基因,过程如图所示。
2024年高中生物新教材同步选择性必修第三册 第3章 第4节 蛋白质工程的原理和应用第4节 蛋白质工程的原理和应用[学习目标] 1.举例说出蛋白质工程崛起的缘由。
2.简述蛋白质工程的基本原理。
1.蛋白质工程(1)基础:蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系。
(2)手段:通过改造或合成基因,来改造现有蛋白质,或制造一种新的蛋白质。
(3)目的:获得满足人类生产和生活需求的蛋白质。
(4)困难:蛋白质发挥功能必须依赖正确的高级结构,而蛋白质的高级结构十分复杂。
2.蛋白质工程崛起的缘由(1)崛起缘由 ①基因工程的实质:将一种生物的基因转移到另一种生物体内,后者可以产生它本不能产生的蛋白质,进而表现出新的性状。
②基因工程的不足:基因工程在原则上只能生产自然界中已存在的蛋白质。
③天然蛋白质的不足:天然蛋白质的结构和功能符合特定物种生存的需要,却不一定完全符合人类生产和生活的需要。
(2)实例:提高玉米赖氨酸含量―→改造 天冬氨酸激酶(第352位为异亮氨酸)―→改造二氢吡啶二羧酸合成酶(第104位为异亮氨酸) 改造后玉米叶片和种子中游离赖氨酸含量分别提高5倍和2倍。
3.蛋白质工程的基本原理 (1)目标:根据人们对蛋白质功能的特定需求,对蛋白质的结构进行设计改造。
(2)方法:改造或合成基因。
(3)基本思路: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→找到并改变相对应的脱氧核苷酸序列(基因)或合成新的基因→获得所需要的蛋白质。
4.蛋白质工程的应用(1)医药工业方面①科学家通过对胰岛素基因的改造,研发出速效胰岛素类似物产品。
改造②干扰素(半胱氨酸)――↓在一定条件下,可以延长保存时间③人-鼠嵌合抗体:降低免疫反应强度。
(2)其他工业方面用于改进酶的性能或开发新的工业用酶,如利用蛋白质工程获得枯草杆菌蛋白酶的突变体,筛选出符合工业化生产需求的突变体,提高该酶的使用价值。
(3)农业方面①科学家尝试改造某些参与调控光合作用的酶,以提高植物光合作用的效率,增加粮食的产量。
3.4蛋白质工程的原理和应用同步练习一、单选题1.为提高玉米中赖氨酸含量,科学家计划将天冬氨酸激酶的第352位苏氨酸变成异亮氨酸,将二氢吡啶二羧酸合成酶的第104位天冬氨酸变成异亮氨酸。
下列操作思路正确的是()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.利用诱变技术促使上述两种酶的基因突变D.对控制上述两种酶的基因进行改造2.我国科学家利用基因定点突变技术,对枯草杆菌碱性蛋白酶BAPB92第188位、239位和262位氨基酸残基进行改造,构建了突变体BAPB92(A188P)、BAPB92(Q239R)和BAPB92 (A188P/V262I)。
相对于野生型,BAPB92(A188P)酶活力提高了2.6倍;BAPB92 (Q239R)酶活力提高了2.5倍:BAPB92(A188P/V262I)酶活力提高了3.3倍。
并且突变体蛋白酶的热稳定性和耐碱情况均得到较大提高。
下列相关叙述正确的是()A.碱性蛋白酶BAPB92的改造无需设计蛋白酶突变体的结构B.水解替换酶BAPB92第188位的氨基酸可获得突变体BAPB92(A188P)C.枯草杆菌碱性蛋白酶的改造工程遵循的原理是基因突变D.三种突变体中BAPB92(A188P/V262I)降低反应活化能的效果最显著3.中华鲟是地球上最古老的脊椎动物,被称为“活化石”。
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。
以下说法错误的是A.该工程可以定向改变蛋白质分子的结构B.改造蛋白质是通过改造基因而实现的C.中华鲟的相关蛋白质被改造的过程同样遵循中心法则D.改造后的中华鲟的后代不具有改造的蛋白质4.干扰素是动物或人体细胞受到病毒侵染后产生的一种糖蛋白,可以用于对抗病毒的感染和癌症,但体外保存相当困难。
下图是利用蛋白质工程设计生产干扰素的流程图,据图分析不正确的是()A.图中构建新的干扰素模型的主要依据是蛋白质的预期功能B.图中新的干扰素基因必须插入质粒上的启动子和终止子之间才能表达C.图中改造干扰素结构的实质是改造干扰素基因的结构D.利用蛋白质工程可以在大肠杆菌细胞中得到人的干扰素5.以下有关蛋白质工程的叙述,错误的是()A.蛋白质工程发展的基础是基因工程B.蛋白质工程的原理是从预期的蛋白质功能出发最终找到脱氧核苷酸序列的过程C.对蛋白质的改造是通过直接改造相应的mRNA来实现的D.T4溶菌酶中引入二硫键提高了它的热稳定性是蛋白质工程应用的体现6.苏云金芽孢杆菌中的杀虫晶体蛋白Cry具有杀虫毒性,但Cry蛋白存在杀虫谱窄、毒力有限等问题,制约了其在农业生产中的进一步应用。
第4节蛋白质工程的原理和应用题组一蛋白质工程1.下列关于蛋白质工程的说法,错误的是()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的蛋白质功能出发,设计出相应的基因,并借助基因工程实现2.(2023·陕西咸阳高二期末)某生物中发现一种基因的表达产物是具有较强抗菌性和溶血性的多肽P1,科研人员预期在P1的基础上研发抗菌性强但溶血性弱的蛋白质药物,下一步要做的是()A.构建含目的肽DNA片段的表达载体B.合成编码多肽P1的DNA片段C.设计抗菌性强但溶血性弱的蛋白质结构D.利用抗原抗体杂交的方法对表达产物进行检测3.(2023·河北唐山高二期末)科学家将胰岛素的第28和29位的氨基酸调换顺序,成功获得了速效胰岛素,生产速效胰岛素时需要定向改造的对象是()A.胰岛素B.胰岛素mRNAC.胰岛素基因D.胰岛B细胞4.蛋白质工程是在深入了解蛋白质分子的结构与功能关系的基础上进行的,它最终要达到的目的是()A.分析蛋白质的三维结构B.研究蛋白质的氨基酸组成C.获取编码蛋白质的基因序列信息D.改造现有蛋白质或制造新的蛋白质5.蛋白质工程中,要对蛋白质结构进行设计改造,必须通过改造或合成基因来完成,而不直接改造蛋白质的原因是()A.缺乏改造蛋白质所必需的工具酶B.改造基因易于操作且改造后能够遗传C.人类对大多数蛋白质高级结构知之甚少D.蛋白质中氨基酸的排列顺序千变万化,操作难度大6.(2023·福建泉州高二质检)下列不属于蛋白质工程的成果的是()A.改造蛋白质类酶的结构,提高其热稳定性B.生产鼠人嵌合抗体C.将干扰素分子中的半胱氨酸替换为丝氨酸D.将人的胰岛素基因整合到大肠杆菌体内生产胰岛素题组二蛋白质工程与基因工程的比较7.下列有关基因工程和蛋白质工程的叙述,错误的是()A.基因工程是一种在体外进行的重组DNA技术B.通过蛋白质工程可以获得功能更符合人类需求的蛋白质C.基因工程可以改造出更符合人类需求的新的生物类型和生物产品D.基因工程和蛋白质工程分别在DNA分子水平和蛋白质分子水平上进行设计和施工8.(2023·天津河北区高二诊断)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,蛋白质工程可以合成非天然存在的蛋白质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9.已知生物体内有一种转运蛋白Y,由300个氨基酸组成。
第4节蛋白质工程的原理和应用基础巩固1.下列关于蛋白质工程的说法,正确的是( )A.蛋白质工程无须构建基因表达载体B.蛋白质工程需要限制性内切核酸酶和DNA连接酶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答案:B解析: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,通过改造或合成基因,来改造现有蛋白质,或制造一种新的蛋白质,故需要构建基因表达载体,也需要限制性内切核酸酶和DNA连接酶。
蛋白质工程要对基因改造后再合成蛋白质,与天然蛋白质的合成过程不同。
2.科学家为提高玉米中赖氨酸的含量,计划将天冬氨酸激酶第352位的氨基酸由苏氨酸变成异亮氨酸或将二氢吡啶二羧酸合成酶中第104位的氨基酸由天冬酰胺变成异亮氨酸,这样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。
下列对蛋白质的改造,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mRNAC.对相应的基因进行操作D.重新合成新的基因答案:C3.下列各项不属于蛋白质工程研究内容的是( )A.分析蛋白质分子的精细结构B.对蛋白质进行有目的地改造C.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答案:C解析:蛋白质工程不需要分析氨基酸的化学组成,因为组成蛋白质的氨基酸的基本组成元素都是C、H、O、N,元素组成不会影响设计新的蛋白质。
4.蛋白质工程中对蛋白质分子进行设计时,主要包括( )①进行少数氨基酸的替换②从氨基酸的排列顺序出发设计全新的蛋白质③直接改变蛋白质的空间结构A.①③B.①②C.①②③D.②③答案:B5.下列关于蛋白质工程和基因工程的比较,错误的是( )A.基因工程原则上只能生产自然界已存在的蛋白质,而蛋白质工程可以对现有蛋白质进行改造,或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改造或基因合成来完成C.当得到可以在一定条件下延长保存时间的干扰素后,在相关酶、氨基酸和适宜的温度、pH条件下,干扰素可以大量自我合成D.基因工程和蛋白质工程产生的变异都是可遗传的答案:C6.水蛭素是由65个氨基酸缩合而成的凝血酶特异性抑制剂,在临床上可用来治疗血栓疾病。
新教材高中生物新人教版选择性必修3:第3节基因工程的应用第4节蛋白质工程的原理和应用课时·训练基础巩固1.我国科学家利用基因工程技术将海藻合成酶基因转移到甘蔗体内,获得了抗旱、高产、高糖的甘蔗新品种。
下列说法错误的是( )A.我国转基因抗虫棉的目的基因来自某种真菌B.利用基因工程的方法可以获取干扰素、凝血因子等药物C.培育抗除草剂的玉米需要使用限制酶、DNA连接酶等工具酶D.通过基因工程可以提高作物抗盐碱和抗干旱的能力答案:A解析:培育转基因抗虫棉用到的目的基因是Bt抗虫蛋白基因,该目的基因是从苏云金杆菌中提取的,苏云金杆菌属于细菌。
2.科学家在河南华溪蟹中找到了金属硫蛋白基因,并以质粒为载体,采用转基因技术培育出了硫吸收能力极强的转基因烟草。
下列有关该烟草培育的叙述,正确的是( )A.金属硫蛋白基因需插入质粒上,才能转移到受体细胞中B.需用特定的限制酶切割烟草的核酸C.同种限制酶既可以切割含目的基因的DNA片段,又可以切割质粒,因此不具有专一性D.转基因烟草与原烟草相比基因组成发生了变化,导致两者出现生殖隔离答案:A解析:金属硫蛋白基因需插入质粒上,才能转移到受体细胞中,A项正确。
在基因工程中,需用特定的限制酶切割目的基因和载体,而不是切割烟草的核酸,B项错误。
限制酶具有专一性,能够识别双链DNA分子的特定核苷酸序列,并且使每一条链中特定部位的磷酸二酯键断开,C 项错误。
转基因烟草与原烟草之间一般不会出现生殖隔离,D项错误。
3.下图是某转基因抗虫水稻培育流程图。
下列有关分析错误的是( )A.抗虫蛋白基因的获得需要限制酶B.①过程所依据的理论基础之一是DNA分子结构具有相似性C.该基因工程的原理是让抗虫蛋白基因在宿主细胞中稳定存在D.④过程依据细胞的全能性原理答案:C解析:该基因工程的原理是让抗虫蛋白基因在宿主细胞中稳定和高效地表达。
4.凝乳酶是奶酪生产过程中的关键酶,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项不符合题意。
3.4 蛋白质工程的原理和应用(同步检测)一、单选题1.神经科学家设计了一种合成蛋白质LIMK1(结合ATP并磷酸化其靶标的蛋白质),能改善老年认知退化人群的记忆功能。
下列叙述不正确的是()A.设计蛋白质LIMK1时,先设计其基因的碱基序列再推测其功能B.通过基因定点突变技术可对LIMK1蛋白基因进行碱基的替换C.设计蛋白质LIMK1利用的技术是蛋白质工程,其可制造新的蛋白质D.蛋白质的高级结构十分复杂,故蛋白质工程是一项难度很大的工程2.科研小组利用蛋白质工程将某细胞中的一种转运蛋白X进行改造,并使改造后的转运蛋白X基因在细胞中正常表达。
下列说法错误的是()A.蛋白质工程中可构建出自然界全新的基因B.该过程需要限制性核酸内切酶和DNA连接酶的作用C.经改造后的蛋白质不需要再进行功能鉴定D.经改造后的基因在表达过程中仍遵循中心法则3.下列有关酶的叙述,正确的是()A.RNA聚合酶需要经过内质网、高尔基体的加工才能发挥作用B.酶一般情况下不稳定,需要采用蛋白质工程对其改造C.酶的高效性是指在适宜的温度和PH下,酶能够发挥最大活性D.因为酶具有专一性,所以动物体内产生的酶只能在动物体内发挥作用4.针对下图的叙述,错误的是()A.限制酶将a处切断,一定形成相同的黏性末端B.DNA连接酶将a处连接会脱去一分子水C.DNA复制时需要解旋酶切断b处,基因工程操作中不需要D.b处的化学键是氢键5.下列关于生物工程的叙述,正确的是()A.利用胚胎分割技术不能获得两个基因型完全相同的胚胎B.核移植克隆的动物,其线粒体DNA来自供卵母体C.蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作D.灭活的病毒为促细胞融合剂,可诱导原生质体的融合6.干扰素在体外保存困难,科学家将其分子上的一个半胱氨酸变成丝氨酸后,可以在-70℃的条件下保存半年。
下列有关蛋白质工程的叙述正确的是()A.改造后的干扰素是自然界中不曾存在的新型物质B.在分子水平上直接对干扰素的氨基酸进行改造C.蛋白质工程不需要构建基因表达载体D.蛋白质工程不需要从预期蛋白质功能出发,直接设计其结构7.葡萄糖异构酶在工业上应用广泛,为提高葡萄糖异构酶的热稳定性,科学家拟利用蛋白质工程对其进行改造。
新教材同步系列高中生物新人教版选择性必修3:第3章第4节[基础达标]题组一蛋白质工程的概念1.(2023·重庆名校期末)下列关于蛋白质工程的说法,错误的是( )A.蛋白质工程以基因工程为基础,属于第二代基因工程B.蛋白质工程是根据蛋白质功能的特定需求,利用酶的专一性对蛋白质的氨基酸序列直接改造C.蛋白质工程常用到基因的定点突变技术从分子水平进行碱基的替换D.蛋白质工程难度很大的主要原因是蛋白质的功能必须依赖复杂的空间结构【答案】B【解析】蛋白质工程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,它可以根据人的需求来设计蛋白质的结构,又称为第二代基因工程,A正确;蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础,通过基因改造或基因合成,对现有蛋白质进行改造,B错误;蛋白质工程常用到基因的定点突变技术从分子水平进行碱基的替换,进行基因改造或基因合成,C正确;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空间结构,而且蛋白质的功能也具有多样性,D正确。
2.(2023·陕西西安期末)蛋白质工程是在深入了解蛋白质分子的结构与功能关系的基础上进行的,它最终要达到的目的是( )A.分析蛋白质的三维结构B.对基因的结构进行分子设计C.获取编码蛋白质的基因序列信息D.获得满足人类生产和生活需求的蛋白质【答案】D【解析】分析蛋白质的三维结构是蛋白质工程的准备工作,与题意不符,A错误;对基因的结构进行分子设计是便于人工合成目的基因,这不是蛋白质工程的最终目的,B错误;获取编码蛋白质的基因序列信息实现了对基因的改造或合成过程,但不是蛋白质工程的最终目的,C错误;改造现有蛋白质或制造新的蛋白质,从而获得满足人类生产和生活需求的蛋白质,这是蛋白质工程的最终目标,D正确。
3.下列关于蛋白质工程的叙述,错误的是( )A.通过蛋白质工程可以改变蛋白质的活性B.蛋白质工程可以改造酶的结构从而提高酶的热稳定性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.蛋白质工程是在基因工程基础上延伸出来的第二代基因工程【答案】C【解析】通过蛋白质工程可以改变蛋白质的结构,进而改变蛋白质的活性,A正确;绝大多数酶是蛋白质,蛋白质工程可以改造化学本质为蛋白质的酶的结构,从而提高酶的热稳定性,B正确;利用基因工程可以在真菌细胞中得到人的胰岛素,C错误;蛋白质工程是在基因工程基础上延伸出来的第二代基因工程,D正确。
第4节蛋白质工程的原理和应用基础过关练题组一明确蛋白质工程崛起的缘由1.蛋白质工程崛起的缘由是()A.天然蛋白质使生物适应环境B.天然蛋白质均为自然界应存在的种类C.天然蛋白质不能够完全满足人类生产和生活的需要D.天然蛋白质的结构和种类是长期自然选择的结果2.关于蛋白质工程的叙述,错误的是()A.蛋白质工程又称为第二代基因工程B.蛋白质工程能定向改造蛋白质分子的结构C.在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作D.能产生自然界中不存在的新型蛋白质分子题组二了解蛋白质工程的基本原理3.(2020河南林州一中高二月考)蛋白质工程的基本流程是()①蛋白质分子结构设计②DNA合成③预期蛋白质功能④根据氨基酸序列推出脱氧核苷酸序列A.①②③④B.④②①③C.③①④②D.③④①②4.(2020山东济南一中高二期中)蛋白质工程中对蛋白质分子进行设计时,主要包括哪几种?()①进行少数氨基酸的替换②对不同来源的蛋白质的拼接③从氨基酸的排列顺序出发设计全新的蛋白质④直接改变蛋白质的空间结构A.①②B.①②③C.②③④D.①②④5.(2020江苏扬州高二期末)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。
如图是蛋白质工程流程。
下列有关叙述错误的是()A.蛋白质工程就是根据人们的需要,直接对蛋白质进行加工修饰B.蛋白质工程是通过基因改造或基因合成的方法,对现有蛋白质进行改造,或制造一种新的蛋白质C.①②过程为转录和翻译D.蛋白质工程是从④开始的6.蛋白质工程的目标是根据人们对蛋白质功能的特定需求,对蛋白质的结构进行设计改造。
如图是蛋白质工程的基本途径,试回答下列有关问题:A蛋白质三维结构B相对应的脱氧核苷酸序列(基因)生产出相应蛋白质(1)图中③过程的主要依据是每种氨基酸都有其对应的,后者位于分子上,其上的核苷酸与基因中的脱氧核苷酸之间存在着关系。
(2)图中流程A是。
与基因工程相比,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,通过改造或合成基因,来改造,或制造一种,以满足人类生产和生活的需求。
(3)目前蛋白质工程难度最大的是标号所示的过程。
题组三归纳蛋白质工程的应用7.(2020海南海口高三模拟)科研人员利用相关技术改变了胰岛素B链第29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B.可通过测定DNA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D.该过程的操作对象是胰岛素分子8.(2020山东莱州一中高二月考)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基因序列为基础,获得P1基因的途径有改造基因或合成基因,所获得的基因表达时是遵循中心法则的。
中心法则的全部内容包括的复制,以及遗传信息在不同分子之间的流动,即:。
(3)蛋白质工程被称为第二代基因工程,其基本途径是从预期的蛋白质功能出发,通过和,进而确定相对应的脱氧核苷酸序列,据此获得基因,再经表达、纯化获得蛋白质,之后还需要对蛋白质的生物进行鉴定。
能力提升练题组一掌握蛋白质工程的原理和应用1.(2020广西南宁三中高二期末,)科研小组利用蛋白质工程将某细胞中的一种转运蛋白X进行改造,并使改造后的转运蛋白X基因在细胞中正常表达。
下列说法正确的是()A.该过程无需构建基因表达载体B.该过程需要限制性内切核酸酶和DNA连接酶的作用C.经改造后的蛋白质不需要再进行功能鉴定D.该过程不能定向地改造蛋白质的结构2.(2020黑龙江哈师大附中高二月考,)下列关于蛋白质工程的说法不正确的是()A.蛋白质工程能将人抗体某些区段替代鼠抗体的区段,降低鼠抗体的抗原性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C.理论上通过对关键氨基酸的转换与增删是进行蛋白质工程的唯一方法D.蛋白质工程的崛起主要是工业生产和基础理论研究的需要3.(2020天津静海一中高二期中,)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功能相似,只是热稳定性较差,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,最佳方案是()A.对此酶中的少数氨基酸进行替换,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4.(2020山东枣庄三中高二期末,)中华鲟是地球上最古老的脊椎动物之一,被称为“活化石”。
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。
以下相关说法错误的是()A.蛋白质工程可以定向改变蛋白质分子的结构B.改造蛋白质是通过改造基因结构而实现的C.蛋白质工程的基础是基因工程D.改造后的中华鲟的后代不可能具有改造的蛋白质5.(2020黑龙江铁人中学高二月考,)干扰素是动物体内合成的一种蛋白质,可以用于治疗病毒感染和癌症,但在体外保存相当困难,如果将干扰素分子中的一个半胱氨酸变成丝氨酸,就可以在-70℃条件下保存半年,给广大患者带来了福音。
(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”。
获得所需要的蛋白质(2)基因工程和蛋白质工程相比较,基因工程原则上只能生产的蛋白质,这些天然蛋白质不一定完全符合的需要。
(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?。
原因是。
题组二基因工程和蛋白质工程的关系6.(不定项)(2020河南林州一中高二月考改编,)下列关于蛋白质工程和基因工程的比较,合理的是(易错)A.基因工程原则上只能生产自然界已存在的蛋白质,而蛋白质工程可以对现有蛋白质进行改造或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改造或基因合成来完成C.当得到可以在-70℃条件下保存半年的干扰素后,在相关酶、氨基酸和适宜的温度、pH条件下,干扰素可以大量自我合成D.基因工程和蛋白质工程产生的变异都是可遗传的7.(2020安徽宣城高三调研,)阅读如下材料:材料甲:科学家将人的生长激素基因导入母牛的体内,待母牛进入泌乳期后,其变成了批量生产人生长激素的“乳腺生物反应器”。
材料乙:干扰素可用于治疗病毒感染和癌症,但在体外保存相当困难,科学家将干扰素分子上的一个半胱氨酸变成丝氨酸,在-70℃条件下可以保存半年。
回答下列问题:(1)材料甲属于工程的范畴。
欲使转基因母牛仅在乳汁中含有人生长激素,需在构建基因表达载体时将人生长激素基因与牛重组在一起,再将构建成功的基因表达载体导入牛的(填细胞名称)中,常用的导入方法为。
(2)材料乙属于工程范畴。
该工程是指以分子生物学相关理论为基础,通过或,对原有蛋白质进行改造,或制造一种新的蛋白质的技术。
它是在基因工程基础上延伸出来的第二代基因工程。
我们为什么要进行蛋白质工程的研究呢?。
第4节蛋白质工程的原理和应用基础过关练1.C2.C3.C4.B5.A7.D1.C蛋白质工程崛起的缘由:基因工程原则上只能生产自然界中已存在的蛋白质,而这些天然蛋白质却不一定能够完全符合人类生产和生活的需要。
2.C蛋白质工程是在基因工程基础上延伸出来的第二代基因工程,A正确;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正确;蛋白质工程是在分子水平上对基因直接进行操作,从而定向改变蛋白质分子的结构,C错误;蛋白质工程可以生产出自然界中不存在的蛋白质,D正确。
3.C蛋白质工程的基本思路: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→找到并改变相对应的脱氧核苷酸序列(基因)或合成新的基因→获得所需要的蛋白质,综上所述C正确。
4.B对已知结构的蛋白质进行少数氨基酸的替换,属于蛋白质工程中对蛋白质分子的设计,①正确;对不同来源的蛋白质分子进行拼接组装,属于蛋白质工程中对蛋白质分子的设计,②正确;从预期的蛋白质功能出发去推测氨基酸的排列顺序,属于蛋白质工程中对蛋白质分子的设计,③正确;蛋白质分子通常较大,直接改变蛋白质的空间结构不易操作,因此蛋白质工程是在基因水平上实现的,④错误。
5.A蛋白质工程的操作对象是基因,不是蛋白质,A错误;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,通过改造或合成基因,来改造现有蛋白质,或制造一种新的蛋白质,以满足人类生产和生活的需求,B正确;图中①表示由DNA→mRNA,为转录过程,②表示由mRNA→多肽链,为翻译过程,C正确;蛋白质工程是从预期蛋白质功能开始的,D 正确。
6.答案(1)密码子信使RNA碱基互补配对(2)预期蛋白质功能现有蛋白质新的蛋白质(3)①解析(1)图中③过程的主要依据是每种氨基酸都有其对应的密码子,密码子位于信使RNA 分子上,其上的核苷酸与基因中的脱氧核苷酸之间存在着碱基互补配对关系。
(2)根据蛋白质工程的基本思路,图中流程A是预期蛋白质功能。
与基因工程相比,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,通过改造或合成基因,来改造现有蛋白质,或制造一种新的蛋白质,以满足人类生产和生活的需求。
(3)蛋白质发挥功能必须依赖于正确的高级结构,而这种高级结构往往十分复杂,科学家对大多数蛋白质的高级结构的了解还不够,因此,目前蛋白质工程中难度最大的是图中编号①所示的过程。
7.D胰岛素的本质是蛋白质,只能注射,不宜口服使用,A正确;基因突变是指DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失,而引起的基因结构的改变,因此可通过测定DNA的序列确定突变是否成功,B正确;根据蛋白质工程的概念可知,对胰岛素结构的改造属于蛋白质工程,C 正确;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,蛋白质工程的操作对象是基因,D错误。
8.答案(1)氨基酸序列(或结构)(2)P P1DNA和RNA DNA→RNA、RNA→DNA、RNA→蛋白质(或转录、逆转录、翻译)(3)设计蛋白质结构推测氨基酸序列功能解析(1)由题干信息可知改造蛋白质的功能,可通过改变蛋白质的氨基酸序列(或结构)实现。
(2)依据蛋白质工程的定义及题中信息可知获得P1基因的途径有改造现有P基因或合成新基因P1。
中心法则的全部内容包括:DNA的复制、RNA的复制、转录、逆转录和翻译。