课时作业4.doc

课时作业(四)
[学业水平层次(A)]
1．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，其产生的蛋白质(　　)
A．氨基酸种类增多
B．氨基酸种类减少
C．仍为天然存在的蛋白质
D．可以是自然界中不存在的蛋白质
【解析】　蛋白质工程是获取人类所需要的蛋白质，可以是天然存在的蛋白质，也可以是自然界中不存在的蛋白质，但在获取时要对基因进行相应改造，所以又被称为第二代基因工程。
【答案】　D
2．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】　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。因此，归根到底，还是要对基因进行改造。
【答案】　D
3．(2015·合肥高二月考)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过的新型蛋白质分子
D．蛋白质工程与基因工程密不可分，又被称为第二代基因工程
【解析】　蛋白质工程是在分子水平上改造蛋白质的结构，但最终要推测出合成该蛋白质的DNA序列，并进行合成或改造，根本上也是要改造基因。
【答案】　B
4．以下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．用蛋白质工程生产高产赖氨酸玉米
D．生产生物体外耐保存的干扰素
【解析】　蛋白质工程是一项难度很大的工程，目前成功的例子不多，A项所述已经成功。
【答案】　A
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的结构，来改造基因，进而控制合成新的蛋白质或改变自然界中的蛋白质，而在大肠杆菌中生产人胰岛素利用基因工程技术便可达到。
【答案】　C
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________；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：
①________；②______；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】　天然蛋白质合成的过程是按照中心法则进行的，而蛋白质工程的基本途径与之相反，即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→找到相应的脱氧核苷酸序列(基因)。解答此题需要理解中心法则和蛋白质结构的知识。
【答案】　(1)④⑤　①②③　(2)转录　翻译　折叠　分子设计　DNA合成　(3)获得满足人类生产和生活需求的蛋白质　基因合成或改造　(4)相反
[能力提升层次(B)]
7．下列关于蛋白质工程的叙述，正确的是(　　)
A．将一种生物的基因转移到另一种生物体内，使生物表现出新的性状
B．干扰素是动物体内的一种蛋白质，可用于治疗病毒的感染和癌症
C．由于赖氨酸抑制天冬氨酸激酶和二氢吡啶二羧酸合成酶的活性，所以赖氨酸产量难以提高
D．蛋白质工程能产生自然界已有的蛋白质
【解析】　蛋白质工程崛起的缘由是为了得到完全符合人类生产和生活需要的特定的蛋白质。如玉米生产过程中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，使玉米叶片和种子中的游离赖氨酸分别提高5倍和2倍。
【答案】　C
8．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，只是其热稳定性较差，进入人体后容易失效。现要将此酶开发成一种片剂，临床治疗食物消化不良，最佳方案是(　　)
A．替换此酶中的少数氨基酸，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蛋白酶
D．减少此酶在片剂中的含量
【解析】　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。
【答案】　A
9．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t－PA分子中的天门冬酰胺替换为谷氨酰胺
D．乳腺生物反应器
【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分。乳腺生物反应器属于基因工程的成果。
【答案】　D
10．当前医学上，蛋白质工程药物正逐步取代第一代基因工程多肽或蛋白质类替代治疗剂，则基因工程药物与蛋白质工程药物的区别是(　　)
A．都与天然产物完全相同
B．都与天然产物不相同
C．基因工程药物与天然产物完全相同，蛋白质工程药物与天然产物不相同
D．基因工程药物与天然产物不相同，蛋白质工程药物与天然产物完全相同
【解析】　基因工程合成的是自然界已存在的蛋白质，与相应天然产物完全相同；蛋白质工程可以合成自然界不存在的蛋白质，与天然产物不相同。
【答案】　C
11．(2015·保定高二检测)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的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合成的基本思路是什么？__________________________________________________________________
_____________________________________________________________
___________________________________________________。
【解析】　(1)蛋白质工程首先要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。因此，图中构建新的胰岛素模型的主要依据是胰岛素的预期功能。
(2)合成的目的基因应与载体结合，构建基因表达载体后导入受体细胞中才能表达。
(3)利用蛋白质工程生产速效胰岛素，需合成新的胰岛素基因，改造好的目的基因需要通过基因工程来生产基因产物，并且在生产中要借助工程菌，所以还要用到发酵工程。因此，此过程涉及蛋白质工程、基因工程、发酵工程。
(4)由新的胰岛素模型到构建新的胰岛素基因，其基本思路是根据新的胰岛素中氨基酸的序列，推测出其基因中的脱氧核苷酸序列，然后利用DNA合成仪来合成出新的胰岛素基因。
【答案】　(1)胰岛素的预期功能
(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。
[拓展探究层次(C)]
12．从某海洋动物中获得一基因，其表达产物为一种抗菌性和溶血性均较强的多肽P1。目前在P1的基础上研发抗菌性强但溶血性弱的多肽药物，首先要做的是(　　)
A．合成编码目的肽的DNA片段
B．构建含目的肽DNA片段的表达载体
C．依据P1氨基酸序列设计多条模拟肽
D．筛选出具有优良活性的模拟肽作为目的肽
【解析】　如果对多肽P1进行改造，首先根据预期功能设计多肽的分子结构，即根据P1氨基酸序列设计多条模拟肽，再根据模拟肽的氨基酸序列合成编码模拟肽的DNA片段，从而构建含目的肽DNA片段的表达载体，最后从表达产生的模拟肽中筛选出具有优良活性的模拟肽作为目的肽。
【答案】　C
13．(2015·天津高二质检)猪的胰岛素用于降低人体血糖浓度效果不明显，原因是猪胰岛素分子中有一个氨基酸与人的不同。为了使猪胰岛素用于临床治疗糖尿病，用蛋白质工程的蛋白质分子设计的最佳方案是(　　)
A．对猪胰岛素中不同于人的那个氨基酸进行替换
B．将猪胰岛素和人胰岛素进行拼接组成新的胰岛素
C．将猪和人的胰岛素混合在一起治疗糖尿病
D．根据人的胰岛素设计制造一种全新的胰岛素
【解析】　由于猪胰岛素分子中只有一个氨基酸与人胰岛素不同，所以蛋白质工程中蛋白质的分子设计，只需替换这一个不同的氨基酸即可。虽然根据人胰岛素分子的结构设计一种全新的胰岛素也可以用于临床治疗，但分子设计和胰岛素的生产方面都存在很多困难，所以不是最佳方案。
【答案】　A
14．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从预期蛋白质的功能出发去推测氨基酸的排列顺序
④直接改变蛋白质的空间结构
A．①②　　　B．①②③　　C．②④④　　D．①②④
【解析】　蛋白质工程中对蛋白质分子进行设计时，主要包括：制造出自然界中不存在的全新蛋白质；在蛋白质分子中替代一个肽段或一个特定的结构域；改造蛋白质分子中的几个氨基酸残基。由于蛋白质分子通常都较大，而直接改变蛋白质的空间结构不易于操作，因此蛋白质工程是在基因的水平上进行操作的。
【答案】　B
15．(2015·大连高二月考)科学家对鼠源杂交瘤抗体进行改造，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，据图回答问题。

(1)改造鼠源杂交瘤抗体，生产鼠—人嵌合抗体，属于____________(生物工程)的范畴。
(2)图示过程是根据预期的________________，设计________________，最终必须对________进行操作，此操作中改变的是___________________________________________________。
(3)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____________________(从免疫角度考虑)。
(4)上述过程中对科学家来说难度最大的是____________________________。
【解析】　 (1)通过图示可知鼠—人嵌合抗体是通过人工设计而形成的特定功能蛋白质，其生产过程应属于蛋白质工程的范畴。
(2)蛋白质工程的流程：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)→通过基因工程操作生产预期的蛋白质。
(3)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。
(4)由于蛋白质空间结构比较复杂，不易确定，所以成为蛋白质工程中最大的障碍。
【答案】　(1)蛋白质工程　(2)嵌合抗体的功能　嵌合抗体的结构　基因　脱氧核苷酸的排列顺序　(3)对人体的不良反应减少　(4)设计嵌合抗体的空间结构