人教版2019高中生物选择性必修3 同步练习题--3.4 蛋白质工程的原理和应用(含解析）
文档属性
| 名称 | 人教版2019高中生物选择性必修3 同步练习题--3.4 蛋白质工程的原理和应用(含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.1MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2023-10-23 23:10:15 | ||
图片预览
文档简介
中小学教育资源及组卷应用平台
2024人教版高中生物选择性必修3同步
第4节 蛋白质工程的原理和应用
基础过关练
题组一 蛋白质工程
1.(2023湖南长郡中学阶段练习)下列是蛋白质工程的相关叙述,说法错误的是( )
A.蛋白质工程可以定向改变蛋白质分子的结构
B.蛋白质工程生产干扰素的过程遵循了中心法则
C.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
D.对纤维素酶的改造需通过改造基因结构而实现
2.(2023安徽怀宁二中月考)如图为蛋白质工程操作的基本思路,下列叙述不正确的是( )
A.图中①代表转录,②代表翻译
B.蛋白质工程可生产自然界中不存在的蛋白质
C.蛋白质工程是对基因的结构进行分子设计
D.根据蛋白质的氨基酸序列推测出的mRNA的碱基序列是不唯一的
3.(2023陕西西安二中期中)蛛丝的强度和柔韧度得益于蛛丝蛋白的特殊布局。有人试图通过破解蛛丝蛋白的结构推测出相应的基因结构,用以指导对蚕丝蛋白的修改,让蚕也吐出坚韧的丝。下列有关说法正确的是( )
A.蚕合成像蛛丝蛋白一样坚韧的丝的过程不遵循中心法则
B.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
C.可以利用PCR等技术检测是否有目标蛋白的合成
D.利用基因工程技术不能改变基因上特定位点的核苷酸序列
4.(教材习题改编)T4溶菌酶来源于T4噬菌体,是重要的工业用酶。科学家通过一定技术使T4溶菌酶的第3位异亮氨酸(密码子是AUU、AUC、AUA)变为半胱氨酸(密码子是UGU、UGC),于是在该半胱氨酸与第97位的半胱氨酸之间形成一个二硫键,从而使T4溶菌酶的耐热性得到了提高。对上述过程的叙述错误的是( )
A.对T4溶菌酶的改造属于蛋白质工程的范畴
B.上述过程通过直接改造T4溶菌酶mRNA上的2个碱基实现
C.参与新的T4溶菌酶合成的tRNA种类可能不变
D.改造后的T4溶菌酶肽键数不变,二硫键的作用类似于DNA中的氢键
5.(2022陕西安康五里高级中学期中)已知生物体内有一种蛋白质(P),该蛋白质是一种转运蛋白,由305个氨基酸组成。如果将P分子中第158位的丝氨酸变成亮氨酸,第240位的谷氨酰胺变成苯丙氨酸,改变后的蛋白质(P1)不但保留了P的功能,而且具有了酶的催化活性。回答下列问题:
(1)从上述资料可知,若要改变蛋白质的功能,可以考虑对蛋白质的 进行改造。
(2)以P基因序列为基础,获得P1基因的途径有改造 基因或合成 基因,所获得的基因表达时是遵循中心法则的,中心法则的全部内容包括 的复制,以及遗传信息在不同分子之间的流动,即: 。
(3)蛋白质工程也被称为第二代基因工程,其基本思路是从预期的蛋白质功能出发,通过 和 ,进而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,再经表达、纯化获得所需要的蛋白质。
题组二 蛋白质工程与基因工程的比较
6.(2023吉林长春二中阶段练习)下列关于蛋白质工程和基因工程的比较,不合理的是( )
A.基因工程原则上只能生产自然界已存在的蛋白质,而蛋白质工程可以对现有蛋白质进行改造或制造一种新的蛋白质
B.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
C.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
D.基因工程和蛋白质工程产生的变异都是可遗传的
7.(2023江苏苏州期中)下列有关蛋白质工程的叙述,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.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
C.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
D.蛋白质工程中合成所需蛋白质的过程中,遗传信息的流向是与中心法则相反的
题组三 蛋白质工程的原理和应用
8.(2023湖北武汉调研)FⅧ基因主要在肝脏中表达,控制合成凝血因子(FⅧ)。若使FⅧ第309位的丙氨酸替换为丝氨酸,可增加FⅧ的分泌。A型血友病是由FⅧ基因突变导致FⅧ含量降低或功能异常的疾病。下列叙述错误的是( )
A.上述得到高分泌量的FⅧ的操作过程属于蛋白质工程
B.构建基因表达载体时应将编辑后的FⅧ基因连接于肝脏细胞特异性启动子下游
C.以腺病毒为载体将编辑后的FⅧ基因插入肝细胞核基因组可对A型血友病患者进行治疗
D.为了检测编辑后的FⅧ基因是否成功表达,可通过PCR等技术检测其mRNA第309位的密码子是否改变
9.(2023江苏泗阳中学校考)基因定点突变的目的是通过定向地改变基因内一个或少数几个碱基来改变多肽链上一个或几个氨基酸。该技术是蛋白质工程的重要技术。如图为利用PCR技术进行定点突变的流程,相关叙述错误的是( )
A.由于基因决定蛋白质,因此要对蛋白质的结构进行设计改造,最终还必须通过改造或合成基因来完成
B.酶①应为耐高温的DNA聚合酶,引物X和Y应该为引物2和4
C.可以将引物1、引物2、引物3和引物4置于同一个反应系统中同时进行第一个阶段的反应,进而缩短实验时间
D.利用图示流程技术可以将两个不同的基因拼接到一起
答案与分层梯度式解析
基础过关练
1.C 2.C 3.B 4.B 6.C 7.C 8.D 9.C
1.C 蛋白质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(基因工程原则上只能生产自然界已存在的蛋白质)。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技术,因此其没有完全摆脱基因工程技术,C错误。
2.C 蛋白质工程可以改造自然界中已存在的蛋白质,也可以生产自然界中不存在的蛋白质;基因工程原则上只能生产自然界中已存在的蛋白质,B正确。蛋白质工程是对蛋白质的结构进行分子设计,C错误。一种氨基酸可能对应多种密码子,所以根据蛋白质的氨基酸序列推测出的mRNA的碱基序列不是唯一的,D正确。
3.B 蚕合成像蛛丝蛋白一样坚韧的丝的过程包括了转录、翻译过程,遵循中心法则,A错误;蛋白质工程是一项难度很大的工程,主要是因为蛋白质发挥功能必须依赖于正确的高级结构,而这种高级结构往往十分复杂,B正确;PCR技术不能检测蛋白质,可用抗原—抗体杂交技术检测蛋白质,C错误;利用基因工程技术可以改变基因上特定位点的核苷酸序列,进而实现对蛋白质的改造,D错误。
4.B 对蛋白质分子的设计和改造是通过蛋白质工程来实现的,故对T4溶菌酶的改造属于蛋白质工程的范畴,A正确。蛋白质工程直接改造的对象为基因,并不是mRNA,B错误。改造前组成T4溶菌酶的氨基酸中就含有半胱氨酸(题干中说明第97位为半胱氨酸),改造后组成T4溶菌酶的氨基酸中可能仍含有异亮氨酸,因此参与新的T4溶菌酶合成的tRNA种类可能不变,C正确。改造后的T4溶菌酶替换了一个氨基酸,氨基酸总数不变,所以肽键数不变;二硫键使T4溶菌酶的耐热性提高,DNA分子中氢键越多,热稳定性越强,二硫键和氢键的作用类似,D正确。
5.答案 (1)氨基酸序列(或结构) (2)P P1 DNA和RNA DNA→RNA、RNA→DNA、RNA→蛋白质(或转录、逆转录、翻译) (3)设计预期的蛋白质结构 推测应有的氨基酸序列
解析 (1)改造蛋白质的功能可通过改变蛋白质的结构实现。(2)依据蛋白质工程的定义及题中信息可知,获得P1基因的途径有改造现有(P)基因或合成新(P1)基因。中心法则的全部内容包括DNA的复制、RNA的复制、转录、逆转录和翻译。
6.C 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,以满足人类的需求,C错误。
蛋白质工程 基因工程
区 别 原理 中心法则的逆推 基因重组
实质 定向改造或生产人类所需蛋白质 定向改造生物的遗传特性,获得人类所需的生物类型或生物产品
结果 改造现有蛋白质或制造新的蛋白质 生产自然界已有的蛋白质
联系 ①蛋白质工程是在基因工程基础上延伸出的第二代基因工程,必须通过基因修饰或基因合成实现; ②基因工程和蛋白质工程产生的变异都导致遗传物质发生了改变,都属于可遗传的变异
7.C 蛋白质工程和基因工程的操作对象都是基因,两者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;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,B错误;蛋白质工程中合成所需蛋白质的过程中,遗传信息的流向是遵循中心法则的,D错误。
8.D 通过基因工程手段改造已有的编码蛋白质的基因得到高表达凝血因子FⅧ的操作过程属于蛋白质工程,A正确。选择肝脏细胞特异性的启动子,可使FⅧ基因表达严格限于肝脏细胞,B正确。A型血友病是由FⅧ基因突变导致FⅧ含量降低或功能异常的疾病,将编辑后的FⅧ基因插入肝细胞核基因组可对A型血友病患者进行治疗,C正确。检测编辑后的FⅧ基因是否成功表达,可利用抗原—抗体杂交技术;通过PCR等技术检测其mRNA第309位的密码子是否改变只能检测其是否转录,不能检测其是否翻译,D错误。
9.C 蛋白质工程的目标是按照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,由于基因决定蛋白质,因此对蛋白质的结构进行设计改造,最终还必须通过改造或合成基因来完成,A正确。酶①要在高温条件下催化合成DNA子链,所以酶①为耐高温的DNA聚合酶;由图可知,要得到两条链一样长且含有突变碱基的DNA分子,应选择引物2和引物4,B正确。由图可知,引物1和引物3存在互补配对片段,置于同一个反应系统时它们会发生结合而失去作用,C错误。图示的过程为重叠延伸PCR技术,可利用重叠互补引物将两个不同的基因拼接到一起,D正确。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
21世纪教育网(www.21cnjy.com)
2024人教版高中生物选择性必修3同步
第4节 蛋白质工程的原理和应用
基础过关练
题组一 蛋白质工程
1.(2023湖南长郡中学阶段练习)下列是蛋白质工程的相关叙述,说法错误的是( )
A.蛋白质工程可以定向改变蛋白质分子的结构
B.蛋白质工程生产干扰素的过程遵循了中心法则
C.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
D.对纤维素酶的改造需通过改造基因结构而实现
2.(2023安徽怀宁二中月考)如图为蛋白质工程操作的基本思路,下列叙述不正确的是( )
A.图中①代表转录,②代表翻译
B.蛋白质工程可生产自然界中不存在的蛋白质
C.蛋白质工程是对基因的结构进行分子设计
D.根据蛋白质的氨基酸序列推测出的mRNA的碱基序列是不唯一的
3.(2023陕西西安二中期中)蛛丝的强度和柔韧度得益于蛛丝蛋白的特殊布局。有人试图通过破解蛛丝蛋白的结构推测出相应的基因结构,用以指导对蚕丝蛋白的修改,让蚕也吐出坚韧的丝。下列有关说法正确的是( )
A.蚕合成像蛛丝蛋白一样坚韧的丝的过程不遵循中心法则
B.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
C.可以利用PCR等技术检测是否有目标蛋白的合成
D.利用基因工程技术不能改变基因上特定位点的核苷酸序列
4.(教材习题改编)T4溶菌酶来源于T4噬菌体,是重要的工业用酶。科学家通过一定技术使T4溶菌酶的第3位异亮氨酸(密码子是AUU、AUC、AUA)变为半胱氨酸(密码子是UGU、UGC),于是在该半胱氨酸与第97位的半胱氨酸之间形成一个二硫键,从而使T4溶菌酶的耐热性得到了提高。对上述过程的叙述错误的是( )
A.对T4溶菌酶的改造属于蛋白质工程的范畴
B.上述过程通过直接改造T4溶菌酶mRNA上的2个碱基实现
C.参与新的T4溶菌酶合成的tRNA种类可能不变
D.改造后的T4溶菌酶肽键数不变,二硫键的作用类似于DNA中的氢键
5.(2022陕西安康五里高级中学期中)已知生物体内有一种蛋白质(P),该蛋白质是一种转运蛋白,由305个氨基酸组成。如果将P分子中第158位的丝氨酸变成亮氨酸,第240位的谷氨酰胺变成苯丙氨酸,改变后的蛋白质(P1)不但保留了P的功能,而且具有了酶的催化活性。回答下列问题:
(1)从上述资料可知,若要改变蛋白质的功能,可以考虑对蛋白质的 进行改造。
(2)以P基因序列为基础,获得P1基因的途径有改造 基因或合成 基因,所获得的基因表达时是遵循中心法则的,中心法则的全部内容包括 的复制,以及遗传信息在不同分子之间的流动,即: 。
(3)蛋白质工程也被称为第二代基因工程,其基本思路是从预期的蛋白质功能出发,通过 和 ,进而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,再经表达、纯化获得所需要的蛋白质。
题组二 蛋白质工程与基因工程的比较
6.(2023吉林长春二中阶段练习)下列关于蛋白质工程和基因工程的比较,不合理的是( )
A.基因工程原则上只能生产自然界已存在的蛋白质,而蛋白质工程可以对现有蛋白质进行改造或制造一种新的蛋白质
B.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
C.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
D.基因工程和蛋白质工程产生的变异都是可遗传的
7.(2023江苏苏州期中)下列有关蛋白质工程的叙述,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.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
C.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
D.蛋白质工程中合成所需蛋白质的过程中,遗传信息的流向是与中心法则相反的
题组三 蛋白质工程的原理和应用
8.(2023湖北武汉调研)FⅧ基因主要在肝脏中表达,控制合成凝血因子(FⅧ)。若使FⅧ第309位的丙氨酸替换为丝氨酸,可增加FⅧ的分泌。A型血友病是由FⅧ基因突变导致FⅧ含量降低或功能异常的疾病。下列叙述错误的是( )
A.上述得到高分泌量的FⅧ的操作过程属于蛋白质工程
B.构建基因表达载体时应将编辑后的FⅧ基因连接于肝脏细胞特异性启动子下游
C.以腺病毒为载体将编辑后的FⅧ基因插入肝细胞核基因组可对A型血友病患者进行治疗
D.为了检测编辑后的FⅧ基因是否成功表达,可通过PCR等技术检测其mRNA第309位的密码子是否改变
9.(2023江苏泗阳中学校考)基因定点突变的目的是通过定向地改变基因内一个或少数几个碱基来改变多肽链上一个或几个氨基酸。该技术是蛋白质工程的重要技术。如图为利用PCR技术进行定点突变的流程,相关叙述错误的是( )
A.由于基因决定蛋白质,因此要对蛋白质的结构进行设计改造,最终还必须通过改造或合成基因来完成
B.酶①应为耐高温的DNA聚合酶,引物X和Y应该为引物2和4
C.可以将引物1、引物2、引物3和引物4置于同一个反应系统中同时进行第一个阶段的反应,进而缩短实验时间
D.利用图示流程技术可以将两个不同的基因拼接到一起
答案与分层梯度式解析
基础过关练
1.C 2.C 3.B 4.B 6.C 7.C 8.D 9.C
1.C 蛋白质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(基因工程原则上只能生产自然界已存在的蛋白质)。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技术,因此其没有完全摆脱基因工程技术,C错误。
2.C 蛋白质工程可以改造自然界中已存在的蛋白质,也可以生产自然界中不存在的蛋白质;基因工程原则上只能生产自然界中已存在的蛋白质,B正确。蛋白质工程是对蛋白质的结构进行分子设计,C错误。一种氨基酸可能对应多种密码子,所以根据蛋白质的氨基酸序列推测出的mRNA的碱基序列不是唯一的,D正确。
3.B 蚕合成像蛛丝蛋白一样坚韧的丝的过程包括了转录、翻译过程,遵循中心法则,A错误;蛋白质工程是一项难度很大的工程,主要是因为蛋白质发挥功能必须依赖于正确的高级结构,而这种高级结构往往十分复杂,B正确;PCR技术不能检测蛋白质,可用抗原—抗体杂交技术检测蛋白质,C错误;利用基因工程技术可以改变基因上特定位点的核苷酸序列,进而实现对蛋白质的改造,D错误。
4.B 对蛋白质分子的设计和改造是通过蛋白质工程来实现的,故对T4溶菌酶的改造属于蛋白质工程的范畴,A正确。蛋白质工程直接改造的对象为基因,并不是mRNA,B错误。改造前组成T4溶菌酶的氨基酸中就含有半胱氨酸(题干中说明第97位为半胱氨酸),改造后组成T4溶菌酶的氨基酸中可能仍含有异亮氨酸,因此参与新的T4溶菌酶合成的tRNA种类可能不变,C正确。改造后的T4溶菌酶替换了一个氨基酸,氨基酸总数不变,所以肽键数不变;二硫键使T4溶菌酶的耐热性提高,DNA分子中氢键越多,热稳定性越强,二硫键和氢键的作用类似,D正确。
5.答案 (1)氨基酸序列(或结构) (2)P P1 DNA和RNA DNA→RNA、RNA→DNA、RNA→蛋白质(或转录、逆转录、翻译) (3)设计预期的蛋白质结构 推测应有的氨基酸序列
解析 (1)改造蛋白质的功能可通过改变蛋白质的结构实现。(2)依据蛋白质工程的定义及题中信息可知,获得P1基因的途径有改造现有(P)基因或合成新(P1)基因。中心法则的全部内容包括DNA的复制、RNA的复制、转录、逆转录和翻译。
6.C 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,以满足人类的需求,C错误。
蛋白质工程 基因工程
区 别 原理 中心法则的逆推 基因重组
实质 定向改造或生产人类所需蛋白质 定向改造生物的遗传特性,获得人类所需的生物类型或生物产品
结果 改造现有蛋白质或制造新的蛋白质 生产自然界已有的蛋白质
联系 ①蛋白质工程是在基因工程基础上延伸出的第二代基因工程,必须通过基因修饰或基因合成实现; ②基因工程和蛋白质工程产生的变异都导致遗传物质发生了改变,都属于可遗传的变异
7.C 蛋白质工程和基因工程的操作对象都是基因,两者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;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,B错误;蛋白质工程中合成所需蛋白质的过程中,遗传信息的流向是遵循中心法则的,D错误。
8.D 通过基因工程手段改造已有的编码蛋白质的基因得到高表达凝血因子FⅧ的操作过程属于蛋白质工程,A正确。选择肝脏细胞特异性的启动子,可使FⅧ基因表达严格限于肝脏细胞,B正确。A型血友病是由FⅧ基因突变导致FⅧ含量降低或功能异常的疾病,将编辑后的FⅧ基因插入肝细胞核基因组可对A型血友病患者进行治疗,C正确。检测编辑后的FⅧ基因是否成功表达,可利用抗原—抗体杂交技术;通过PCR等技术检测其mRNA第309位的密码子是否改变只能检测其是否转录,不能检测其是否翻译,D错误。
9.C 蛋白质工程的目标是按照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,由于基因决定蛋白质,因此对蛋白质的结构进行设计改造,最终还必须通过改造或合成基因来完成,A正确。酶①要在高温条件下催化合成DNA子链,所以酶①为耐高温的DNA聚合酶;由图可知,要得到两条链一样长且含有突变碱基的DNA分子,应选择引物2和引物4,B正确。由图可知,引物1和引物3存在互补配对片段,置于同一个反应系统时它们会发生结合而失去作用,C错误。图示的过程为重叠延伸PCR技术,可利用重叠互补引物将两个不同的基因拼接到一起,D正确。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
21世纪教育网(www.21cnjy.com)