高中生物第一章基因工程1.3蛋白质工程课后作业苏教版.doc

第三节　蛋白质工程

一、选择题
1.蛋白质工程的目标是(　　)
A.通过对基因进行诱变,产生新的蛋白质
B.通过基因重组,合成生物体本来没有的蛋白质
C.根据人们对蛋白质功能的特定需求,改造或制造蛋白质
D.生产大量的蛋白质
解析:蛋白质工程是指为了满足人类的生产和生活的需要,以蛋白质分子的结构规律和生物功能为基础,通过基因修饰或合成新的基因,对现有的蛋白质进行改造,或制造一种新的蛋白质。
答案:C
2.对蛋白质的改造有大改、中改和小改之分,其划分的依据是(　　)
A.蛋白质分子的复杂程度
B.操作过程的复杂程度
C.蛋白质改造部位的多少
D.蛋白质数目的多少
解析:蛋白质的改造有大改、中改、小改,其划分的依据是蛋白质改造部位的多少。
答案:C
3.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进行拼接
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.①②　　　　　　　　B.①②③
C.②③④ D.①②④
解析:蛋白质工程中对蛋白质分子进行设计时,不能直接改变蛋白质的空间结构。但是能进行少数氨基酸的替换,能对不同来源的蛋白质进行拼接,能够从氨基酸的排列顺序出发设计全新的蛋白质。
答案:B
4.蛋白质工程与基因工程相比,其突出特点是(　　)
A.基因工程原则上能生产任何蛋白质
B.蛋白质工程能对现有的蛋白质进行改造,或制造一种新的蛋白质
C.蛋白质工程可以不通过转录和翻译来实现
D.蛋白质工程是在基因工程的基础上,延伸出来的第三代基因工程
解析:蛋白质工程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需求,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:B
5.下列关于蛋白质工程应用的叙述,不正确的是(　　)
A.蛋白质工程可以改造酶的结构,提高酶的热稳定性
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
解析: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,进而控制合成或改变自然界中的蛋白质。在大肠杆菌中生产人胰岛素利用的是基因工程。
答案:C
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tPA分子中的天冬酰胺替换为谷氨酰胺
D.蛋白酶洗衣粉容易洗掉奶渍、血渍
解析:A、B、C三项所述都是对现存的蛋白质分子进行改造,属于蛋白质工程的成果。而加酶洗衣粉属于酶制剂的应用,属于酶工程的成果。
答案:D
7.以下有关蛋白质工程的叙述,不正确的是(　　)
A.蛋白质工程发展的基础是基因工程
B.蛋白质工程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.利用蛋白质工程生产的速效胰岛素已通过临床试验
D.蛋白质工程只能改造现有的蛋白质而不能制造新的蛋白质
解析:利用蛋白质工程可以通过预期蛋白质功能,人工设计基因,从而制造出新的蛋白质。
答案:D
8.人们发现,蛛丝蛋白比蚕丝蛋白更细,但强度却更大,于是就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蛋白一样坚韧的丝。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
解析:通过改造基因获得满足人类需要的蛋白质,属于蛋白质工程,其原理为蛋白质→RNA→DNA→RNA→蛋白质。
答案:D
9.科学家将β干扰素基因进行定点突变导入大肠杆菌体内表达,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.细胞工程
解析:基因工程是通过对基因的操作,将符合人们需要的目的基因导入适宜的生物体,使目的基因高效表达,从而提取所需蛋白质,或表现出某种性状,蛋白质产品仍然为天然存在的。而蛋白质工程却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变,所得到的已不是天然存在的蛋白质。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干扰素也不是天然的β干扰素,而是经过改造的人类所需要的蛋白质,因而整个过程利用的生物技术为蛋白质工程。
答案:B
10.科学家想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第104位的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mRNA
C.对相应的基因进行操作
D.重新合成新的基因
解析:蛋白质功能与其高级结构密切相关,因蛋白质高级结构非常复杂,所以直接对蛋白质进行改造非常困难。而蛋白质是由基因控制合成的,对基因进行操作却容易得多,而且获得的性状可以遗传。
答案:C
11.下列关于蛋白质工程的说法,正确的是(　　)
A.蛋白质工程仅仅是对蛋白质分子进行操作
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:蛋白质工程是通过基因修饰或基因合成,对现有的蛋白质进行改造,或产生新的蛋白质。蛋白质工程的流程是预期蛋白质的功能→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(基因);天然蛋白质的合成过程是基因→表达(转录和翻译)→形成具一定氨基酸序列的多肽链→形成具有高级结构的蛋白质→行使生物功能。
答案:B
12.下列关于蛋白质工程的叙述,正确的是(　　)
①通过对蛋白质进行结构分析获取蛋白质的结构信息　②蛋白质的结构预测主要指根据蛋白质分子的氨基酸序列,来对其高级结构进行预测　③结构预测的目的是构建蛋白质的立体结构模型,从而进行结构和功能的研究以及蛋白质分子设计　④实施蛋白质工程的前提条件是基因工程　⑤可利用基因工程的方法对蛋白质进行改造　⑥所有蛋白质结构的改造都可以通过基因定点诱变技术来实现
A.①③④⑥ B.②③④⑤
C.①②③⑤ D.①②③④
解析:实施蛋白质工程的前提条件是了解蛋白质的结构和功能的关系,故④错。对蛋白质结构分析主要是获取蛋白质的结构信息,以便将蛋白质分子的结构特性同其特定的功能有效地联系起来。对结构预测的目的是在了解蛋白质的氨基酸序列的基础上来构建蛋白质的立体结构模型,从而进行结构和功能的研究以及蛋白质分子设计。定点诱变技术是创造新基因的一般方法,但通过基因的定点诱变技术并不能实现对所有蛋白质的改造,故⑥错。
答案:C
二、非选择题
13.某多肽链的一段氨基酸序列是…—甲硫氨酸—色氨酸—苯丙氨酸—色氨酸—…
(1)怎样得出决定这一段肽链的脱氧核苷酸序列?请把相应的碱基序列写出来。
(2)确定目的基因的碱基序列后,怎样才能合成或改造目的基因(DNA)?
解析:蛋白质工程首先设计蛋白质的氨基酸序列,然后找到对应的脱氧核苷酸序列,根据DNA(基因)的脱氧核苷酸序列进行人工合成或进行基因改造。由氨基酸序列可知,翻译该蛋白质的mRNA上的碱基序列为…—AUGUGGUUUUGG—…或…—AUGUGGUUCUGG—…。由mRNA上的碱基序列可知,转录产生mRNA的DNA分子的碱基序列为:
或

答案:(1)根据氨基酸序列反推mRNA密码子序列,再反推DNA上脱氧核苷酸序列。其DNA碱基序列为:
或
(2)根据DNA的碱基序列,利用4种脱氧核苷酸进行人工合成。
14.下图为蛋白质的定点诱变技术的部分过程图解,请据图解回答下列问题。

(1)图中质粒的本质是　　　　。 
(2)将定点诱变过的质粒引入细胞进行复制后,可得到　　　　种结果,图示的三对碱基的组成分别是　　　　、　　　　。 
(3)图示的这种对遗传物质的改造和人工诱变的区别是
　。 
(4)通过图示技术实现对蛋白质的改造属于　。 
解析:基因定点诱变技术是实现蛋白质工程“小改”的操作技术,与人工诱变和自然突变相比,该诱变技术是一种定向的基因改造,而一般的基因突变是不定向的。
答案:(1)小型环状DNA
(2)两　　
(3)人工诱变是遗传物质不定向的变异,而图示的这种对遗传物质的改造是对遗传物质的定向改变
(4)小改
15.胰岛素可以用于治疗糖尿病,但是胰岛素被注射到人体后,会堆积在皮下,要经过较长的时间才能进入血液,而进入血液的胰岛素又容易分解,因此,治疗效果受到影响。下图是用蛋白质工程设计速效胰岛素的生产过程,请据图回答有关问题。

(1)构建新的蛋白质模型是蛋白质工程的关键,图中构建新的胰岛素模型的主要依据是　。 
(2)通过DNA合成形成的新基因应与　　　　结合后转移到　　　　　　　　中才能得到准确表达。 
(3)若要利用大肠杆菌生产速效胰岛素,需用到的生物工程有　　　　、　　　　和发酵工程。 
(4)图解中从新的胰岛素模型到新的胰岛素基因的基本思路是什么?
解析:(1)蛋白质工程的目标是根据人们对蛋白质功能的特定需求,对蛋白质结构进行分子设计,因此,题图中构建新的胰岛素模型的依据是预期胰岛素的功能。
(2)合成的目的基因应与载体结合,构建基因表达载体,然后导入受体细胞中才能得以表达。
(3)利用蛋白质工程生产自然界原本不存在的蛋白质,需对原有的胰岛素进行改造,根据新的胰岛素模型中氨基酸的序列推测出其基因中的脱氧核苷酸序列,人工合成新的胰岛素基因,即目的基因。改造好的目的基因需通过基因工程来生产基因产物,并且在生产过程中要借助工程菌,所以还需要进行发酵。因此该过程涉及蛋白质工程、基因工程和发酵工程。
(4)由新的蛋白质模型到构建新的基因,其基本设计思路是根据新的蛋白质中氨基酸的序列,推测出基因中的脱氧核苷酸序列,然后用DNA合成仪直接合成出新的基因。
答案:(1)蛋白质的预期功能
(2)载体　大肠杆菌等受体细胞
(3)蛋白质工程　基因工程
(4)根据新的胰岛素模型中氨基酸的序列,推测出其基因中的脱氧核苷酸序列,然后利用DNA合成仪合成出新的胰岛素基因。