高中生物北师大版 (2019)选择性必修3 生物技术与工程第五节 蛋白质工程精品巩固练习

这是一份高中生物北师大版 (2019)选择性必修3 生物技术与工程第五节 蛋白质工程精品巩固练习，共8页。
同步课时训练
【基础练习】
1.蛋白质工程操作的实质是( )
A.改造蛋白质 B.改造mRNA C.改造基因 D.改造氨基酸
2.在设计合成自然界中不存在的蛋白质时，首先应该设计( )
A.基因结构B.mRNA结构C.氨基酸序列D.蛋白质结构
3.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已经存在的种类
C.天然蛋白质不能够完全满足人类生产、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
4.合成天然不存在的蛋白质的最终需要改造的核心是( )
A．基因结构 B．RNA结构 C．氨基酸序列 D．蛋白质结构
5.科学家将β干扰素基因进行定点突变后导入大肠杆菌，表达出的干扰素的第十七位氨基酸由半胱氨酸变成了丝氨酸，新表达的干扰素不仅大大提高了β干扰素的抗病活性，还提高了其储存稳定性。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
6.蛋白质工程与基因工程相比，下列说法正确的是( )
A.基因工程原则上能生产任何蛋白质
B.基因工程生产的天然蛋白质完全符合人类生产和生活的需要
C.蛋白质工程也有转录和翻译过程
D.蛋白质工程是通过直接对蛋白质分子进行操作来实现的
【能力提升】
7.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，但体外保存相当困难，如果将其分子上的一个半胱氨酸变成丝氨酸，就可以在-70℃条件下保存半年，这属于蛋白质工程的范畴。下列相关说法不正确的是( )
A.蛋白质工程可以生产自然界不存在的蛋白质
B.蛋白质工程生产干扰素的过程不遵循中心法则
C.对天然干扰素的改造须通过对基因的操作来实现
D.蛋白质空间结构复杂是蛋白质工程实施难度大的重要原因
8.研究者试图通过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.改造过程中需要用到限制酶和DNA连接酶
B.该过程核心技术是基因工程
C.改造后的中华鲟和现有中华鲟仍是同一物种
D.改造后的中华鲟产生的后代不具有改造后的蛋白质
9.已知生物体内有一种转运蛋白Y，如果将蛋白Y中某一个氨基酸替换，改变后的蛋白质Y1不但保留了蛋白Y原有的功能，而且具备了酶的催化功能。下列说法正确的是( )
A.蛋白质工程和基因工程的根本区别是操作对象的差异
B.可以通过对Y蛋白基因改造或人工合成获得Y1蛋白基因
C.蛋白质工程操作过程中，不需要酶和载体
D.细胞内合成Y1蛋白与Y蛋白的过程中，遗传信息的流向是相反的
10.下列有关基因工程与蛋白质工程的说法中正确的是( )
A.蛋白质工程需要改变蛋白质分子的所有氨基酸序列
B.基因工程是体外进行的分子水平上的操作，蛋白质工程是细胞内进行的性状水平上的操作
C.蛋白质工程和基因工程产生的变异都是可遗传的
D.基因工程需构建基因表达载体，蛋白质工程不需要构建基因表达载体
（多选题）11.下列有关蛋白质工程的叙述，正确的是( )
A.蛋白质工程能定向改造蛋白质分子结构，使之更加符合人类需要
B.蛋白质工程是在基因工程的基础上发展起来的
C.蛋白质工程最终还是要通过基因修饰或基因合成来完成
D.当前限制蛋白质工程发展的关键因素是基因工程技术还不成熟
（多选题）12.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。如图所示为蛋白质工程流程。下列有关叙述错误的是( )
A.蛋白质工程就是根据人们需要，直接对蛋白质进行加工修饰
B.蛋白质工程中，利用晶体学技术来获得蛋白质的结晶体
C.①、②过程为转录和翻译
D.蛋白质工程是从①开始的
（多选题）13.水蛭素是水蛭产生的一种蛋白质,可用于预防和治疗血栓。研究人员发现,用赖氨酸替换水蛭素第47位的天冬酰胺可以提高它的抗凝血性,将水蛭素基因中天冬酰胺对应的碱基定点替换后转移进大肠杆菌,可以得到大量极高特异活性的强效水蛭素。下列叙述正确的是( )
A.强效水蛭素是自然界中没有的蛋白质
B.获得强效水蛭素的遗传学原理只有基因突变
C.此技术是在深入了解水蛭素结构与功能关系的基础上进行的
D.大肠杆菌获得的能产生强效水蛭素的变异可以遗传给下一代
（多选题）14.胰岛素可用于治疗糖尿病，天然胰岛素制剂容易形成二聚体或六聚体，皮下注射往往要经历一个逐渐解离为单体的过程，这在一定程度上延缓了疗效。科学家希望对胰岛素进行改造，下图是新的速效胰岛素的生产过程，有关叙述正确的是( )
A. 该过程属于蛋白质工程，最终还必须通过改造或合成基因来完成
B. 构建新的胰岛素首先要从预期新的胰岛素基因功能开始
C. 新的胰岛素生产过程依然遵循中心法则
D. 新的胰岛素基因的脱氧核苷酸序列可能有多种
15.胰岛素是目前治疗糖尿病的有效药物。人通常在饭后30~60min，血液中胰岛素的含量达到高峰，120~180min内恢复到基础水平。而目前临床上使用的胰岛素制剂注射120min后才出现高峰且持续180~240min，与人生理状况不符。某科研人员采用蛋白质工程获得了与人生理状况相符的速效胰岛素，相关操作如下：①推测应有的氨基酸序列，②设计预期的速效胰岛素的结构，③预期速效胰岛素的功能，④行使速效胰岛素生物学功能，⑤相应基因的表达，⑥找到相应的基因序列。
请回答下列问题：
（1）若要得到最终正确的产物，正确的操作顺序应该是_____（用数字符号表示）。
（2）该速效胰岛素是自然界中本身_____（填“存在”或“不存在”）的蛋白质分子。
（3）操作⑤中基因的表达包括_____和_____，通常基因表达后得到的化合物需要通过细胞中的_____加工后才具有生物学活性。
（4）操作⑥中得到的基因序列是_____（填“唯一”或“不唯一”）的，原因是_____。
答案以及解析
1.答案：D
解析： A. PCR是-项在生物体外复制特定的DNA片段的核酸合成技术，A正确;
B、PCR技术的原理是DNA双链复制，为半保留复制，B正确;
C、利用PCR技术获取目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便合成一-对引物，C正确;
D、PCR技术中通过高温解旋，不需要解旋酶，D错误。
故选D。
2.答案：D
解析：合成自然界不存在的蛋白质属于蛋白质工程，应根据蛋白质功能，从设计蛋白质结构入手，依次推测相应的氨基酸和核酸序列，然后通过基因修饰或基因合成，合成出相应的蛋白质。
3.答案：C
解析：天然蛋白质均为自然界已经存在的种类，虽然能够满足特定物种的生存需要，但不能完全符合人类生产和生活的需要，这是蛋白质工程崛起的缘由。
4.答案：A
解析：蛋白质工程的过程：（1）根据中心法则逆推以确定目的基因的碱基序列：预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有氨基酸序列→找到对应的脱氧核苷酸序列（基因）。（2）最终还是回到基因工程上来解决蛋白质的合成。合成自然界不存在的蛋白质属于蛋白质工程，应根据蛋白质功能，从设计蛋白质结构入手，然后通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造出一种新的蛋白质，因此合成天然不存在的蛋白质的最终需要改造的核心是基因结构，A正确， BCD错误。故选A。
5.答案：B
解析：
6.答案：C
解析：基因工程原则上只能生产自然界原有的蛋白质，A错误；基因工程生产自然界已经存在的天然蛋白质，它们的结构和功能符合特定物种的生存需要，但不一定完全符合人类生产和生活的需要，B错误；蛋白质工程中合成蛋白质需要经过转录和翻译，C正确；蛋白质工程是在基因工程的基础上，通过对基因修饰或基因合成来实现对蛋白质的改造，D错误。
7.答案：B
解析：A、蛋白质工程可以生产自然界原本不存在的蛋白质；B、蛋白质工程生产干扰素的过程也需要基因表达，B错误；C、对天然干扰素的改造须通过对基因的操作来实现，改造了基因也就是对蛋白质进行了改造，C正确；D、蛋白质工程实施的难度很大，D正确。故选：B。
8.答案：D
解析：蛋白质工程的核心是基因工程，所以改造过程中需用到限制酶和DNA连接酶，A正确；蛋白质工程是第二代基因工程，故基因工程是蛋白质工程的核心技术，B正确；改造后的中华鲟具有新的性状，但其和现有中华鲟仍是同一物种，它们之间没有生殖隔离，C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错误。
9.答案：B
解析：蛋白质工程和基因工程的根本区别是蛋白质工程可制造出自然界没有的蛋白质，A错误；可以通过对Y蛋白基因改造或人工合成获得Y1蛋白基因，B正确；蛋白质工程操作过程中，需要酶和载体作为工具，C错误；细胞内合成蛋白Y1与蛋白质Y的过程中，遗传信息的流向是相同的，D错误。
10.答案：C
解析：蛋白质工程要改变蛋白质分子时不需要改变所有氨基酸序列，有时一个氨基酸的改变就会改变蛋白质，A错误；基因工程和蛋白质工程都是体外进行的分子水平上的操作，B错误；蛋白质工程的实质是改造基因，所以蛋白质工程和基因工程产生的变异都是可遗传的，C正确；基因工程和蛋白质工程都遵循中心法则，都需构建基因表达载体，D错误。
11.答案：ABC
解析：蛋白质工程通过基因修饰或基因合成，定向对现有蛋白质分子的结构进行改造，使之更加符合人类需要，A正确；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修饰或基因合成来完成，B、C正确；当前限制蛋白质工程发展的关键因素是对蛋白质的高级结构了解不够，D错误。
12.答案：AD
解析：蛋白质工程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，并不是直接对蛋白质进行加工修饰的，A错误；蛋白质工程中，要利用晶体学技术来获得蛋白质的结晶体，然后通过X射线衍射技术，分析晶体的结构，B正确；基因通过①转录形成mRNA，之后经过②翻译形成多肽链，C正确；蛋白质工程是从预期蛋白质功能开始的，即④，D错误。
13.答案：ACD
解析：A、蛋白质工程属于第二代基因工程，依据人们对蛋白质功能的需求，以及蛋白质结构和功能的关系，设计出对应的蛋白质结构，通过对原有基因进行改造或合成新的基因，最终生产出一种新的蛋白质，所以强效水蛭素是自然界中没有的蛋白质，A正确； B、这项替换研究工作属于蛋白质工程，原理是中心法则的逆推，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，找到对应的核苷酸序列，此过程不仅涉及基因突变，也有基因重组，B错误； C、此技术是在深入了解水蛭素结构与功能关系的基础上进行的，C正确； D、基因突变和基因重组都是可遗传变异，所以大肠杆菌获得的能产生强效水蛭素的变异可以遗传给下一代，D正确。
故选：ACD。
14.答案：ACD
解析：
15.答案：（1）③②①⑥⑤④
（2）不存在
（3）转录；翻译；内质网和高尔基体
（4）不唯一；编码氨基酸的密码子具有简并性，因此得到的mRNA序列是多样的，碱基互补配对得到的基因序列也是多样的
解析：（1）蛋白质工程的操作流程为从预期蛋白质功能出发→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→相应基因表达→行使蛋白质生物学功能。
（2）蛋白质工程产生的蛋白质都是经过人工修饰的，不是自然界中天然存在的蛋白质。
（3）基因的表达包括转录和翻译；翻译出的多肽需要经过内质网和高尔基体的加工才具有生物学活性。
（4）由于密码子的简并性，因此得到的mRNA序列是多样的，碱基互补配对得到的基因序列也是多样的，故得到的基因序列不是唯一的。