人教版生物选修三同步导学作业4 蛋白质工程的崛起 Word版含解析

限时规范训练(四)1．合成自然界中不存在的蛋白质应首先设计()A．基因的结构B．蛋白质的结构C．氨基酸序列D．mRNA的结构[答案] B[解析]合成自然界中不存在的蛋白质应该采用蛋白质工程，而蛋白质工程的基本途径为：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(基因)。

因此，合成自然界中不存在的蛋白质应首先设计蛋白质的结构。

2．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()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序列③蓝色荧光蛋白基因的合成④表达出蓝色荧光蛋白A．①②③④B．②①③④C．②③①④D．④②①③[答案] B[解析]蛋白质工程的基本途径是：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→相应基因的修饰、改造或人工合成→相应基因的表达。

因此，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：②蓝色荧光蛋白的功能分析和结构设计序列→①推测蓝色荧光蛋白的氨基酸序列和基因的核苷酸序列→③蓝色荧光蛋白基因的合成→④表达出蓝色荧光蛋白。

3．下列关于基因工程和蛋白质工程的说法，正确的是()A．都是分子水平上的操作B．基因工程就是改造基因的分子结构C．蛋白质工程就是改造蛋白质的分子结构D．基因工程能创造出自然界根本不存在的基因，蛋白质工程能创造出自然界根本不存在的蛋白质[答案] A[解析]基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工，通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品；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的需求。

基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质，蛋白质工程能创造出自然界不存在的蛋白质。

4．科学家为提高玉米中的赖氨酸含量，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中104位的氨基酸由天冬氨酸变成异亮氨酸，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] C[解析]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，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。

另外，改造后的基因可以遗传，若对蛋白质直接改造，即使成功也不能遗传。

5．下列有关蛋白质工程的叙述，不正确的是()A．蛋白质工程需要用到限制酶和DNA连接酶B．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C．向T4溶菌酶中引入二硫键提高它的热稳定性是蛋白质工程应用的体现D．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[答案] B[解析]蛋白质工程需对基因进行修饰或改造，然后构建基因表达载体导入受体细胞进行表达，故蛋白质工程需要用到限制酶和DNA连接酶，A项正确；通过蛋白质工程，可产生自然界没有的蛋白质，B 项错误；向T4溶菌酶中引入二硫键提高它的热稳定性是蛋白质工程应用的体现，C项正确；蛋白质工程能通过基因修饰或基因改造，对现有蛋白质分子的结构进行定向改造，使之更加符合人类需要，D项正确。

6．下列对蛋白质工程的进展和应用前景的叙述，错误的是() A．通过对基因结构的定点突变实现玉米赖氨酸合成的关键酶结构的改变属于蛋白质工程B．将人的胰岛素基因导入大肠杆菌细胞内，使大肠杆菌生产人的胰岛素的技术属于蛋白质工程C．对蛋白质进行分子设计必须从蛋白质的功能特点入手D．通过对基因结构的改造生产出自然界中从未存在的蛋白质种类目前还很少[答案] B[解析]基因结构的定点突变实现对赖氨酸合成关键酶的改造属于蛋白质工程；将人的胰岛素基因导入大肠杆菌体内，使其生产大量胰岛素属于基因工程；对蛋白质进行分子设计必须从蛋白质的功能特点入手，设计预期的蛋白质结构；通过对基因结构的改造生产出新型蛋白质的种类目前不多。

7．蛋白质工程是基因工程的延伸，下列关于蛋白质工程的叙述，正确的是()A．蛋白质工程无需构建基因表达载体B．通过蛋白质工程改造后的蛋白质的性状不遗传给子代C．蛋白质工程需要限制性核酸内切酶和DNA连接酶D．蛋白质工程是在蛋白质分子水平上改造蛋白质的[答案] C[解析]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，也需构建基因表达载体及用限制性核酸内切酶和DNA连接酶催化；蛋白质工程是通过基因修饰或基因改造，对现有蛋白质进行改造，或制造出一种新的蛋白质，改造后的蛋白质的性状可遗传给子代；蛋白质工程是在DNA分子水平上改造蛋白质的。

8．阅读资料，回答下列问题：资料甲：科学家将牛生长激素基因导入小鼠受精卵中，得到了体型巨大的“超级小鼠”；科学家采用农杆菌转化法培育出转基因烟草。

资料乙：T4溶菌酶在温度较高时易失去活性。

科学家对编码T4溶菌酶的基因进行了改造，使其表达的T4溶菌酶第3位的异亮氨酸变为半胱氨酸，该半胱氨酸与第97位的半胱氨酸之间形成一个二硫键，提高了T4溶菌酶的耐热性。

(1)资料甲属于基因工程的范畴。

将基因表达载体导入小鼠的受精卵中常用________法。

构建基因表达载体常用的工具酶是____________和____________。

在培育某些转基因植物时，常用农杆菌转化法，农杆菌的作用是________________________________________________________________________________________________________ _____________。

(2)资料乙中的技术属于________工程的范畴，该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____________进行改造，或制造一种________的技术。

在该实例中，引起T4溶菌酶空间结构改变的原因是组成该酶的________序列发生了改变。

[答案](1)显微注射限制酶DNA连接酶可感染植物，将目的基因转移到受体细胞中(2)蛋白质现有的蛋白质新蛋白质氨基酸[解析](1)将目的基因导入动物细胞常用显微注射法；构建基因表达载体需要限制酶对目的基因所在的DNA和载体进行切割，还需要DNA连接酶将目的基因与载体连接起来形成基因表达载体；农杆菌中的Ti质粒上的T－DNA可转移至受体细胞，并整合到受体细胞染色体的DNA上，故可用农杆菌感染植物，将目的基因导入植物细胞。

(2)资料乙中的技术属于蛋白质工程的范畴，通过改造基因，对T4溶菌酶这种蛋白质进行了改造，使组成该酶的氨基酸序列发生了改变，从而提高了T4溶菌酶的耐热性。

9．下列叙述正确的是()A．蛋白质工程生产的蛋白质其氨基酸的排列顺序不可能改变B．蛋白质工程生产的蛋白质其氨基酸之间的连接方式发生改变C．蛋白质工程生产的蛋白质仍为天然存在的蛋白质D．蛋白质工程可合成自然界中不存在的蛋白质[答案] D[解析]蛋白质工程可根据蛋白质的结构规律与生物活性及功能的关系，利用基因工程手段，按照人类的需要定向改造天然存在的蛋白质，从而形成与自然界存在的蛋白质不同的蛋白质分子，甚至创造出自然界根本不存在的、符合人们需求的蛋白质分子。

在此过程中并未改变氨基酸之间的连接方式，氨基酸序列一般会改变。

10．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的个别碱基C．更换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[答案] C[解析]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的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。

通过更换控制合成这两种酶基因的个别碱基，可大大提高玉米叶片和种子中的游离赖氨酸的含量。

11．中华鲟是地球上最古老的脊椎动物之一，被誉为“水中大熊猫”。

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．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．改造后的中华鲟产生的后代不具有改造后的蛋白质[答案] D[解析]可以通过改造基因来定向改变蛋白质分子的结构，A、B两项正确；蛋白质工程的设计思路实际上是中心法则的逆推，因此中华鲟的相关蛋白质被改造的过程同样遵循中心法则，C项正确；蛋白质工程改造的是基因，可以遗传给子代，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项错误。

12．如图表示蛋白质工程的操作流程，下列说法不正确的是()A．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．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C．a、b过程分别表示转录、翻译D．通过蛋白质工程可制造出一种新的蛋白质[答案] B[解析]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，如蛋白质的空间结构、氨基酸的排列顺序等，这对于合成或改造基因至关重要，A项正确；蛋白质工程的进行离不开基因工程，因为对蛋白质的改造要通过对基因的改造来完成，B项错误；图中a、b过程分别表示转录、翻译，C项正确；通过蛋白质工程可对现有蛋白质进行改造，也可制造出一种新的蛋白质，D项正确。

13．图1表示含有目的基因D的DNA片段长度(bp即碱基对)和部分碱基序列，图2表示一种质粒的结构和部分碱基序列。

现有MspⅠ、BamHⅠ、MboⅠ、SmaⅠ4种限制性核酸内切酶切割的碱基序列和酶切位点分别为C↓CGG、G↓GATCC、↓GATC、CCC↓GGG。

请回答下列问题：(1)图1的一条脱氧核苷酸链中相邻两个碱基之间依次由____________________连接。

(2)若用限制酶SmaⅠ完全切割图1中DNA片段，产生的末端是________末端，其产物长度为_______________________________________________。

(3)若图1中虚线方框内的碱基对被T—A碱基对替换，那么基因D 就突变为基因d。

从杂合子中分离出图1及其对应的DNA片段，用限制酶SmaⅠ完全切割，产物中共有________种不同长度的DNA片段。