生物选择性必修3第4节 蛋白质工程的原理和应用同步训练题

这是一份生物选择性必修3第4节 蛋白质工程的原理和应用同步训练题，共9页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
基因工程的延伸——蛋白质工程A级　基础达标练一、选择题1．下列关于蛋白质工程的说法，错误的是(　C　)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．蛋白质工程能产生自然界中不曾存在的蛋白质分子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．蛋白质工程与基因工程密不可分，又称为第二代基因工程解析：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，A项正确；蛋白质工程能产生自然界中不曾存在的蛋白质分子，B项正确；蛋白质工程是在分子水平上通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质分子进行改造，或制造一种新的蛋白质，C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，D项正确。2．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(　D　)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项错误。3．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(　D　)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。4．下列有关基因工程与蛋白质工程的叙述，正确的是(　B　)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。5．(不定项)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。下列有关说法正确的是(　ABC　)A．蛋白质工程可定向改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。二、非选择题6．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__④⑤__；代表中心法则内容的是__①②③__(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__转录__；②__翻译__；③__折叠__；④__分子设计__；⑤__DNA合成或改造__。(3)蛋白质工程的目的是__对蛋白质的结构进行分子设计__，通过__基因合成或改造__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__相反__的。解析：蛋白质工程的目的是对蛋白质的结构进行分子设计，再通过基因合成或改造实现；在此途径中因从蛋白质预期功能出发，推测基因的结构，故与中心法则相反。B级　合格达标练一、选择题1．下列关于蛋白质工程的说法不正确的是(　C　)A．蛋白质工程能将小鼠抗体上结合抗原的区域“嫁接”到人的抗体上，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解析：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，因此蛋白质工程能将小鼠抗体上结合抗原的区域“嫁接”到人的抗体上，降低鼠抗体的抗原性；也能对酶的催化活性、底物专一性、抗氧化性、热变性、碱变性等加以改变，A、B正确；蛋白质工程可以按照人们的意愿设计合成蛋白质，也可以在已有的蛋白质基础上进行局部的改造，通过改变一个或几个碱基，定位突变以达到改造蛋白质分子结构的目的，因此对关键氨基酸的转换与增删是蛋白质工程的一种方法，C错误；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，D正确。2．新型冠状病毒通过刺突蛋白(S蛋白)的活性域(RBD)与人体细胞表面的ACE2受体相互作用感染细胞。科学家设计了一种自然界中不存在的蛋白质LCB1，可与S蛋白的RBD紧密结合，以干扰新型冠状病毒的感染。下列说法不合理的是(　D　)A．LCB1的结构可能与S蛋白的抗体有相似之处B．S蛋白的RBD结构可以为设计LCB1提供信息C．生产LCB1用到了基因工程的操作技术D．可直接从细胞中获取基因用于LCB1的生产解析：S蛋白的抗体能与S蛋白的RBD特异性结合，而根据题干可知，LCB1可与S蛋白的RBD紧密结合，说明LCB1的结构可能与S蛋白的抗体类似，A正确；由于LCB1可与S蛋白的RBD紧密结合，故LCB1可依据S蛋白的RBD结构进行设计，B正确；生产LCB1用到了蛋白质工程，其中一些步骤用到了基因工程的操作技术，如人工合成DNA，C正确；由题意可知，蛋白质LCB1是一种自然界不存在的蛋白质，故不能直接从细胞中获取相应的基因，D错误。3．胰岛素可用于治疗糖尿病，但胰岛素注射后易在皮下堆积，需较长时间才能进入血液，进入血液后又易被分解，因此治疗效果受到影响。下图是新的速效胰岛素的生产过程，有关叙述错误的是(　B　)A．新的胰岛素的预期功能是构建新胰岛素模型的主要依据B．新的胰岛素生产过程中不涉及中心法则C．若用大肠杆菌生产新的胰岛素，常用Ca2＋处理大肠杆菌D．新的胰岛素功能的发挥必须依赖于蛋白质正确的高级结构解析：新的胰岛素的预期功能是构建新胰岛素模型的主要依据，A项正确；新的胰岛素生产过程中，涉及转录、翻译(即中心法则)等过程，B项错误；Ca2＋处理大肠杆菌使其成为感受态细胞，可将目的基因导入大肠杆菌生产新的胰岛素，C项正确；根据结构与功能相适应的原理分析，新的胰岛素功能的发挥必须依赖于蛋白质正确的高级结构，D项正确。4．下列关于基因工程和蛋白质工程的叙述，错误的是(　B　)①科学家将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组中，目的是降低转基因奶牛分泌的乳汁中乳糖的含量②基因工程可以生产自然界从未出现的蛋白质③基因工程和蛋白质工程都需要在分子水平上对基因进行操作④蛋白质工程最终要达到的目的是获取编码蛋白质的基因序列信息A．一项　 B．两项C．三项　 D．四项解析：①将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组中，肠乳糖酶基因表达产物是肠乳糖酶，可分解乳糖，使乳糖含量降低，①正确；②基因工程原则上只能生产自然界已存在的蛋白质，②错误；③蛋白质工程本质上属于基因工程的延伸，基因工程和蛋白质工程都需要在分子水平上对基因进行操作，③正确；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改造现有蛋白质或制造新的蛋白质，满足人类的需求，④错误。综上所述，错误的有两项，B符合题意。5．(不定项)蛋白质工程是指根据人们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。下面是蛋白质工程的基本途径，据图分析下列叙述正确的是(　CD　)ABC―→D―→生产相应蛋白A．过程A所需原料是脱氧核苷酸，过程B所需原料是氨基酸B．参与C过程的细胞器有核糖体、内质网、高尔基体、线粒体等C．D过程主要依据每种氨基酸都有其对应的密码子D．通过蛋白质工程可以获得人类需要的蛋白质解析：识图分析可知，过程A是预期蛋白质的功能，过程B是设计预期蛋白质的结构，因此A、B过程均不需要原料，A项错误；图中C过程只是推测应有的氨基酸序列，因此不需要核糖体、内质网、高尔基体、线粒体等参与，B项错误；D过程是推测相应基因中脱氧核苷酸序列，然后改造或合成目的基因，根据氨基酸与mRNA中密码子的对应关系，先推测出mRNA中的碱基序列，再根据碱基互补配对的原则推测出相应基因中的核苷酸序列，C项正确；蛋白质工程的目的就是通过对基因的改造或者合成新的基因，从而获得人类需要的蛋白质，D项正确。6．(不定项)抗体酶又称催化抗体，是一类免疫球蛋白，其结构如下图所示，它既具有相应的免疫活性，又能像酶那样催化某种化学反应。下列有关叙述正确的是(　ABC　)A．抗体酶与抗原、底物的结合均具有专一性的特点B．抗体酶可使药物的前体物质在肿瘤组织中水解为活性分子，从而起杀伤作用C．抗体酶能阻止病毒与靶细胞结合的机理可能是选择性地使病毒外壳蛋白发生水解D．可通过蛋白质工程对特异抗体的抗原结合位点进行空间改造，使其获得催化功能解析：抗体酶兼具抗体和酶的特性，即具有专一性，A项正确；以肿瘤细胞表面抗原的单克隆抗体与酶的交联物以及该酶可以催化的前体药物所组成的这一系统，可以在肿瘤组织局部催化无活性的前体药物，使之成为对肿瘤细胞具有高度杀伤活性的分子，从而在体内对肿瘤细胞发挥选择性杀伤作用，B项正确；抗体酶还可有选择地使病毒外壳蛋白的肽键裂解，从而阻止病毒与靶细胞结合，C项正确；借助基因工程和蛋白质工程将催化基因引入特异抗体的抗原结合位点上，使其获得催化功能，D项错误。二、非选择题7．Hedgehog基因(H)广泛存在于无脊椎动物和脊椎动物中，在胚胎发育中起重要作用。我国科研工作者利用基因敲除和核酸分子杂交技术，研究了H基因在文昌鱼胚胎发育中的作用。(1)研究者使用了两种TALE蛋白对文昌鱼的H基因进行敲除。TALE蛋白的结构是人工设计的，蛋白质的中央区能够结合H基因上特定的序列，F区则能在该序列处将DNA双链切开，如图1所示。　　　①根据__TALE蛋白的功能__设计出其氨基酸序列，再根据氨基酸序列对应的密码子序列推测出编码TALE蛋白的DNA序列，人工合成DNA序列之后，再以其为模板进行转录生成mRNA。②将两种mRNA用__显微注射__法导入文昌鱼的卵细胞中，然后滴加精液使卵细胞受精，此受精卵发育成的个体为F0。③F0个体细胞内被两种TALE蛋白处理过的DNA，经__DNA连接酶__催化重新连接后，H基因很可能因发生碱基对的__缺失__而丧失功能，基因丧失功能则被称为“敲除”。(2)提取F0胚胎细胞DNA，通过__PCR技术__体外扩增H基因，用__BsrGⅠ酶__进行切割，电泳后用__放射性同位素(或荧光)标记的目的基因片段__为探针进行DNA分子杂交，实验结果如图2所示。图中样品__2__代表的F0个体中部分H基因已被敲除。研究者发现，在F0个体产生的所有配子中，通常只有部分配子的H基因被敲除，可能的原因是__F0受精卵中成对的H基因中仅一个被敲除(或F0胚胎中仅部分细胞的H基因被敲除、或细胞中H基因未被敲除)__。解析：(1)①蛋白质工程的基本流程：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。因此人工设计TALE蛋白时，应该先根据TALE蛋白的功能设计出其氨基酸序列，再根据氨基酸序列对应的密码子(mRNA)序列推测出编码TALE蛋白的DNA序列，人工合成DNA序列之后，再以其为模板进行转录生成mRNA。②将两种mRNA导入动物细胞(文昌鱼的卵细胞)最有效的方法是显微注射法。③由图1可知，被两种TALE蛋白处理过的DNA经过DNA连接酶重新连接后，缺失了BsrGⅠ识别位点，即发生碱基对的缺失，H基因很有可能因此而丧失功能，基因丧失功能则被称为“敲除”。(2)体外扩增目的基因可采用PCR技术；H基因中含有一个BsrGⅠ识别位点，因此可用BsrGⅠ酶切割H基因；探针是指放射性同位素(或荧光)标记的目的基因片段；样品1中有两种长度不同的DNA，说明其代表的F0个体中H基因没有被敲除，样品2中含有3种不同长度的DNA片段，说明其代表的F0个体中部分H基因已被敲除。在F0个体产生的所有配子中，通常只有部分配子的H基因被敲除，可能的原因是F0受精卵中成对的H基因中仅一个被敲除(或F0胚胎中仅部分细胞的H基因被敲除、或细胞中H基因未被敲除)。