學(xué)業(yè)分層測評(四)(建議用時：45分鐘)[學(xué)業(yè)達標(biāo)]1．(2023·蘭州高二檢測)蛋白質(zhì)工程的實質(zhì)是()A．改造基因結(jié)構(gòu) B．改造蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)C．改變肽鏈結(jié)構(gòu) D．改變氨基酸結(jié)構(gòu)【解析】蛋白質(zhì)工程是通過基因修飾或基因合成，對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進行改造，或制造一種新的蛋白質(zhì)，其實質(zhì)就是改造基因結(jié)構(gòu)。【答案】A2．(2023·泰州高二檢測)蛋白質(zhì)工程的基本操作程序正確的是()【導(dǎo)學(xué)號：72240016】①蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)合成②DNA合成③mRNA合成④蛋白質(zhì)的預(yù)期功能⑤根據(jù)氨基酸的序列推出脫氧核苷酸的序列A．①→②→③→④→⑤→①B．⑤→④→③→②→①→②C．④→①→⑤→②→③→①D．②→③→⑤→①→②→④【解析】蛋白質(zhì)工程的操作流程為：從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)→設(shè)計預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)→推測應(yīng)有的氨基酸序列→找到相對應(yīng)的脫氧核苷酸序列(即基因)→修改或合成的基因表達出相應(yīng)的蛋白質(zhì)。【答案】C3．(2023·南通高二檢測)下列有關(guān)蛋白質(zhì)工程的說法正確的是()A．蛋白質(zhì)工程無需構(gòu)建基因表達載體B．通過蛋白質(zhì)工程改造后的蛋白質(zhì)有的仍是天然的蛋白質(zhì)C．蛋白質(zhì)工程需要限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶D．蛋白質(zhì)工程是在蛋白質(zhì)分子水平上改造蛋白質(zhì)【解析】蛋白質(zhì)工程的基本流程：從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)，設(shè)計預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，推測應(yīng)有的氨基酸序列，找到相對應(yīng)的脫氧核苷酸序列(基因)。這是蛋白質(zhì)工程特有的途徑，接下來是按照基因工程的一般步驟進行。因此，基因工程技術(shù)利用的工具(限制酶、DNA連接酶、載體)以及操作流程也適用于蛋白質(zhì)工程技術(shù)中，A項錯誤，C項正確；蛋白質(zhì)工程生產(chǎn)的蛋白質(zhì)是改造后的蛋白質(zhì)或者是新的蛋白質(zhì)，B項錯誤；蛋白質(zhì)工程的操作對象是基因，屬于分子水平，D項錯誤。【答案】C4．以下蛋白質(zhì)工程中目前已成功的是()A．對胰島素進行改造，生產(chǎn)速效型藥品B．蛋白質(zhì)工程應(yīng)用于微電子方面C．用蛋白質(zhì)工程生產(chǎn)高產(chǎn)賴氨酸玉米D．生產(chǎn)生物體外耐保存的干擾素【解析】蛋白質(zhì)工程是一項難度很大的工程，目前成功的例子不多，A項所述已經(jīng)成功。【答案】A5．下列關(guān)于蛋白質(zhì)工程應(yīng)用的敘述不正確的是()A．蛋白質(zhì)工程可以改造酶的結(jié)構(gòu)，提高酶的熱穩(wěn)定性B．通過蛋白質(zhì)工程可以改變蛋白質(zhì)的活性C．利用蛋白質(zhì)工程可以在大腸桿菌細胞中得到人的胰島素D．蛋白質(zhì)工程可以對胰島素進行改造和修飾，合成速效型胰島素制劑【解析】蛋白質(zhì)工程是依據(jù)人們設(shè)計的蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)，來改造基因，進而控制合成新的蛋白質(zhì)或改變自然界中的蛋白質(zhì)，而在大腸桿菌中生產(chǎn)人胰島素利用基因工程技術(shù)便可達到。【答案】C6．下列關(guān)于基因工程和蛋白質(zhì)工程的說法中正確的是()A．蛋白質(zhì)工程和基因工程的目的都是獲得人類需要的蛋白質(zhì)，所以二者沒有區(qū)別B．基因工程是蛋白質(zhì)工程的關(guān)鍵技術(shù)C．通過蛋白質(zhì)工程改造后的蛋白質(zhì)有的仍然是天然的蛋白質(zhì)D．蛋白質(zhì)工程是在蛋白質(zhì)分子水平上直接改造蛋白質(zhì)【解析】本題考查基因工程與蛋白質(zhì)工程的區(qū)別與聯(lián)系。蛋白質(zhì)工程的目標(biāo)是根據(jù)人們對蛋白質(zhì)功能的特定需求，對蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)進行分子設(shè)計。其中，基因工程是蛋白質(zhì)工程的關(guān)鍵技術(shù)，是蛋白質(zhì)工程的基礎(chǔ)，因為對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的改造是通過改造基因來實現(xiàn)的。所以，蛋白質(zhì)工程是在基因水平上改造蛋白質(zhì)，改造后的蛋白質(zhì)不再是天然的蛋白質(zhì)。【答案】B7．下列操作中采用的技術(shù)或方法依次是()a．美國科學(xué)家將生長激素基因注入小白鼠的受精卵中，得到了體型巨大的“超級小鼠”b．對胰島素的改造c．荷蘭科學(xué)家將人乳高鐵蛋白基因移植到牛體內(nèi)，牛產(chǎn)出含高鐵蛋白的牛奶d．遨游過太空的青椒種子培育的“太空椒”比正常青椒大一倍①基因工程②蛋白質(zhì)工程③誘變育種④雜交育種A．②③②④ B．①①②③C．①②①③ D．①②①④【解析】a、c均是將目的基因?qū)胧荏w細胞中使其表達，均屬于基因工程；b對胰島素的改造是通過對控制胰島素合成的基因進行改造，從而生產(chǎn)出新的胰島素，屬于蛋白質(zhì)工程；d青椒種子在太空的微重力、空間輻射等條件下發(fā)生基因突變，產(chǎn)生“太空椒”，屬于誘變育種。【答案】C8．科學(xué)家將β-干擾素基因進行定點突變導(dǎo)入大腸桿菌中表達，使干擾素第十七位的半胱氨酸改變成絲氨酸，結(jié)果大大提高了β-干擾素的抗病活性，并且提高了儲存穩(wěn)定性。該生物技術(shù)為()A．基因工程 B．蛋白質(zhì)工程C．基因突變 D．組織培養(yǎng)【解析】題目中的操作中涉及的基因顯然不再是原來的基因，其合成的β-干擾素也不是天然β-干擾素，而是經(jīng)過改造的、具有人類所需優(yōu)點的蛋白質(zhì)，因而整個過程利用的生物技術(shù)應(yīng)為蛋白質(zhì)工程。【答案】B9．下列說法錯誤的是()A．科學(xué)家通過對胰島素的改造已經(jīng)使其成為速效型藥品B．我們可以將蛋白質(zhì)工程應(yīng)用于微電子方面C．用蛋白質(zhì)工程方法制成的電子元件，具有體積小、耗電少和效率高的特點D．蛋白質(zhì)工程成功的例子不多，主要是因為蛋白質(zhì)種類太少，原料不足【解析】蛋白質(zhì)工程是一項難度很大的工程，目前成功的例子不多，主要是因為蛋白質(zhì)發(fā)揮功能必須依賴于正確的高級結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，而目前科學(xué)家對大多數(shù)蛋白質(zhì)的高級結(jié)構(gòu)的了解還不夠。【答案】D10．(2023·大連高二月考)科學(xué)家對鼠源雜交瘤抗體進行改造，生產(chǎn)出效果更好的鼠—人嵌合抗體，用于癌癥治療。下圖表示形成鼠—人嵌合抗體的過程，據(jù)圖回答問題。(1)改造鼠源雜交瘤抗體，生產(chǎn)鼠—人嵌合抗體，屬于____________(生物工程)的范疇。(2)圖示過程是根據(jù)預(yù)期的________________，設(shè)計________________，最終必須對________進行操作，此操作中改變的是__________________________。(3)經(jīng)過改造的鼠—人嵌合抗體，與鼠源雜交瘤抗體相比較，突出的優(yōu)點是____________________(從免疫角度考慮)。(4)上述過程中對科學(xué)家來說難度最大的是__________________________。【解析】(1)通過圖示可知鼠—人嵌合抗體是通過人工設(shè)計而形成的特定功能蛋白質(zhì)，其生產(chǎn)過程應(yīng)屬于蛋白質(zhì)工程的范疇。(2)蛋白質(zhì)工程的流程：預(yù)期蛋白質(zhì)的功能→設(shè)計預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)→推測應(yīng)有的氨基酸序列→找到相對應(yīng)的脫氧核苷酸序列(基因)→通過基因工程操作生產(chǎn)預(yù)期的蛋白質(zhì)。(3)從免疫的角度考慮，對人體來說鼠源抗體為抗原，若利用人的抗體與之嵌合，則排斥作用會減輕，對人體的副作用會減少。(4)由于蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，不易確定，所以成為蛋白質(zhì)工程中最大的障礙。【答案】(1)蛋白質(zhì)工程(2)嵌合抗體的功能嵌合抗體的結(jié)構(gòu)基因脫氧核苷酸的排列順序(3)對人體的不良反應(yīng)減少(4)設(shè)計嵌合抗體的空間結(jié)構(gòu)[能力提升]11．(2023·常熟高二檢測)下列有關(guān)蛋白質(zhì)工程的敘述中，錯誤的是()A．收集大量的蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)的信息，以便分析結(jié)構(gòu)與功能之間的關(guān)系B．蛋白質(zhì)工程的原理是從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)最終推測出脫氧核苷酸序列的過程C．T4溶菌酶中引入二硫鍵提高了它的熱穩(wěn)定性是蛋白質(zhì)工程的體現(xiàn)D．蛋白質(zhì)工程只能改造現(xiàn)有的蛋白質(zhì)而不能制造新的蛋白質(zhì)【解析】蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的多樣性決定蛋白質(zhì)功能的多樣性，在實施蛋白質(zhì)工程的準(zhǔn)備階段，只有收集到大量的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的信息，才能從其中尋求到某一結(jié)構(gòu)跟預(yù)期的蛋白質(zhì)功能之間的關(guān)系，從而據(jù)其構(gòu)建出某一段氨基酸序列，此氨基酸序列成為構(gòu)建脫氧核苷酸序列(即基因)的依據(jù)，A、B項正確。T4溶菌酶是蛋白質(zhì)，對其改造屬于蛋白質(zhì)工程，C項正確。在蛋白質(zhì)工程中，基因修飾后可以表達出改造的蛋白質(zhì)，基因合成后可以制造出新的蛋白質(zhì)。【答案】D12．從某海洋動物中獲得一基因，其表達產(chǎn)物為一種抗菌性和溶血性均較強的多肽P1。目前在P1的基礎(chǔ)上研發(fā)抗菌性強但溶血性弱的多肽藥物，首先要做的是()A．合成編碼目的肽的DNA片段B．構(gòu)建含目的肽DNA片段的表達載體C．依據(jù)P1氨基酸序列設(shè)計多條模擬肽D．篩選出具有優(yōu)良活性的模擬肽作為目的肽【解析】如果對多肽P1進行改造，首先根據(jù)預(yù)期功能設(shè)計多肽的分子結(jié)構(gòu)，即根據(jù)P1氨基酸序列設(shè)計多條模擬肽，再根據(jù)模擬肽的氨基酸序列合成編碼模擬肽的DNA片段，從而構(gòu)建含目的肽DNA片段的表達載體，最后從表達產(chǎn)生的模擬肽中篩選出具有優(yōu)良活性的模擬肽作為目的肽。【答案】C13．(2023·天津高二質(zhì)檢)豬的胰島素用于降低人體血糖濃度效果不明顯，原因是豬胰島素分子中有一個氨基酸與人的不同。為了使豬胰島素用于臨床治療糖尿病，用蛋白質(zhì)工程的蛋白質(zhì)分子設(shè)計的最佳方案是()A．對豬胰島素中不同于人的那個氨基酸進行替換B．將豬胰島素和人胰島素進行拼接組成新的胰島素C．將豬和人的胰島素混合在一起治療糖尿病D．根據(jù)人的胰島素設(shè)計制造一種全新的胰島素【解析】由于豬胰島素分子中只有一個氨基酸與人胰島素不同，所以蛋白質(zhì)工程中蛋白質(zhì)的分子設(shè)計，只需替換這一個不同的氨基酸即可。雖然根據(jù)人胰島素分子的結(jié)構(gòu)設(shè)計一種全新的胰島素也可以用于臨床治療，但分子設(shè)計和胰島素的生產(chǎn)方面都存在很多困難，所以不是最佳方案。【答案】A14．2023年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎授予在“基因靶向”技術(shù)方向作出突出貢獻的三位科學(xué)家。“基因靶向”技術(shù)，指的是應(yīng)用DNA同源重組原理，通過一定的載體，用設(shè)計好的目的基因替代靶基因，從而達到使靶基因功能喪失的目的。借助這一技術(shù)，科學(xué)家可以用小鼠進行實驗，使其體內(nèi)的某項特定基因喪失功能，以幫助人們找到治療疾病的有效方法。下面是該實驗的基本過程，請回答有關(guān)問題。(1)獲取目的基因。①目的基因是靶基因的同源片段。經(jīng)過修飾使靶基因的功能改變或喪失，就可獲得目的基因。如果要獲得活性降低了的x酶蛋白的目的基因，可以采用蛋白質(zhì)工程技術(shù)，請簡述其過程。_____________________________________________________________________________________________________________。②為了提高實驗成功率，需要通過PCR技術(shù)獲得目的基因的大量拷貝。與體內(nèi)DNA復(fù)制相比，PCR反應(yīng)體系需加入哪兩種特別的物質(zhì)？_________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)構(gòu)建基因表達載體。質(zhì)粒是具有自我復(fù)制能力的雙鏈環(huán)狀DNA，它所具有的一至多個________位點，使目的基因插入其中成為可能，因此常被選作載體。(3)將基因表達載體導(dǎo)入胚胎干細胞，從中篩選出成功發(fā)生了同源重組的胚胎干細胞，然后培育出小鼠。(4)通過檢測目的基因是否表達出蛋白質(zhì)產(chǎn)品，可以確定該小鼠體內(nèi)是否成功發(fā)生了基因的同源重組。請簡述這種檢測方法。________________________。【解析】本題重點考查了蛋白質(zhì)工程的基本原理及其應(yīng)用。基因工程遵循中心法則，中心法則告訴我們遺傳信息的流動方向如圖所示：間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)→表達生物特有的功能或性狀基因工程基本上是生產(chǎn)出自然界已有的蛋白質(zhì)。而蛋白質(zhì)工程是基因工程的延伸和發(fā)展，其原理基本上是中心法則的逆推：確定蛋白質(zhì)的功能→蛋白質(zhì)應(yīng)有的高級結(jié)構(gòu)→蛋白質(zhì)應(yīng)具備的折疊狀態(tài)→應(yīng)有的氨基酸序列→應(yīng)有的堿基排列，所以蛋白質(zhì)工程可以創(chuàng)造出自然界不存在的蛋白質(zhì)。【答案】(1)①x酶蛋白的功能分析→x酶蛋白的三維結(jié)構(gòu)預(yù)測和設(shè)計→x酶多肽的氨基酸序列設(shè)計→x酶基因的改造②兩種引物、耐熱的DNA聚合酶(Taq酶)(2)限制酶切割(4)提取蛋白質(zhì)，用相應(yīng)的抗體進行抗原—抗體雜交15．(2023·蘇州高二檢測)干擾素是動物體內(nèi)的一種蛋白質(zhì)，可以用于治療病毒感染和癌癥，但體外保存相當(dāng)困難。如果將其分子上的一個半胱氨酸變成絲氨酸，就可在－70℃(1)蛋白質(zhì)的合成是受基因控制的，因此獲得能夠控制合成“可以保存的干擾素”的基因是生產(chǎn)的關(guān)鍵，依據(jù)蛋白質(zhì)工程原理，設(shè)計實驗流程，讓動物生產(chǎn)“可以保存的干擾素”：(填寫在方框內(nèi))eq\x()eq\o(→,\s\up10(設(shè)計))eq\x()eq\o(→,\s\up10(推測))eq\x()eq\o(→,\s\up10(找到))eq\x()(2)基因工程和蛋白質(zhì)工程相比較，基因工程在原則上只能生產(chǎn)________________的蛋白質(zhì)，不一定符合________________需要。而蛋白質(zhì)工程是以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過________________或________________，對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進行________________或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類的生產(chǎn)和生活需要。(3)蛋白質(zhì)工程實施的難度很大，主要原因是蛋白質(zhì)具有十分復(fù)雜的________結(jié)構(gòu)。(4)對天然蛋白質(zhì)進行改造，應(yīng)該直接對蛋白質(zhì)分子進行操作，還是對基因進行操作來實現(xiàn)？________。其原因是(答出1點即可)______________________。【解析】(1)蛋白質(zhì)工程的前期操作流程是：預(yù)期蛋白質(zhì)的功能→設(shè)計預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)→推測應(yīng)有的氨基酸序列→找到相對應(yīng)的脫氧核苷酸序列。(2)基因工程只能生產(chǎn)自然界已存在的蛋白質(zhì)，這種蛋白質(zhì)可能不符合人類生產(chǎn)和生活的需要，而蛋白質(zhì)工程既可以通過基因修飾(改造)生產(chǎn)出改造后的符合需要的蛋白質(zhì)，也可以通過基因合成生產(chǎn)出自然界不存在的符合需要的蛋白質(zhì)。(3)蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，根據(jù)預(yù)期功能來推測蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)相當(dāng)困難。(4)蛋白質(zhì)工程