第3章 基因工程 本章整合(学案)-【成才之路】2021-2022学年新教材高中生物选择性必修3 生物技术与工程同步学习指导（人教版）

生物学（选择性必修 3·RJ） 定蛋白质的功能→蛋白质应有的高级结构→蛋白质具备的折 叠状态→应有的氨基酸序列→基因中的碱基序列,可以创造自 然界不存在的蛋白质。 课内探究·名师点睛 　 　 典例 1:A　 由于猪胰岛素分子中只有一个氨基酸与人的胰 岛素不同,所以只需替换这一个不同的氨基酸即可。 虽然根据 人胰岛素分子设计一种全新的胰岛素也可以用于临床治疗,但 是在分子设计和胰岛素的生产方面都存在很多的困难,所以并 不是最佳方案。 变式训练 1:A　 通过对基因结构的定点改造实现对玉米中 赖氨酸合成过程中的关键酶结构的改造属于蛋白质工程,A 项 正确;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基因工程,B 项错误;在蛋白质工程 中,改造后的基因需要导入受体细胞内才能表达出相应的蛋白 质,故需要构建基因表达载体,C 项错误;蛋白质工程的实质是 对基因进行改造,从而实现对蛋白质的改造,改造后的蛋白质 的特性可遗传给子代,D 项错误。 指点迷津·拨云见日 典例 2:B　 新的胰岛素的预期功能是构建新胰岛素模型的 主要依据,A 项正确;新的胰岛素生产过程中,涉及转录、翻译等 过程,B 项错误;Ca2 + 处理大肠杆菌,可将目的基因导入大肠杆 菌生产新的胰岛素,C 项正确;根据结构与功能相适应的原理分 析,新的胰岛素功能的发挥必须依赖于蛋白质正确的高级结 构,D 项正确。 训练巩固·课堂达标 1. B　 蛋白质工程中对蛋白质分子进行设计时,可以设计自然 界中不存在的全新蛋白质;可以在蛋白质分子中替换一个肽 段或一个特定的结构域;也可以替换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 的空间结构不易操作,因此蛋白质工程是在基因的水平上进 行操作的,综上所述,B 项符合题意。 2. B　 基因工程原则上只能生产自然界中已有的蛋白质,而蛋 白质工程可以生产自然界中没有的新的蛋白质,两者存在区 别,A 项错误;蛋白质工程本质上是通过基因修饰或基因合成 来完成对蛋白质分子的改造,是在基因工程的基础上发展出 的第二代基因工程,B 项正确;蛋白质工程改造后的蛋白质可 能是自然界中没有的新的蛋白质,C 项错误;蛋白质工程本质 上是改造基因,不是直接改造蛋白质分子,D 项错误。 3. D　 蛋白质的功能与其高级结构密切相关,而蛋白质的高级 结构又非常复杂,所以直接对蛋白质改造非常困难,且即使改 造成功也不能遗传,A 项错误;直接改造相应的 mRNA,不一 定能够表达产生所需要的蛋白质,且即使成功也不能遗传,B 项错误;由于基因突变具有不定向性和低频性,所以使用诱变 育种的方法不易获得符合要求的基因,C 项错误;基因工程可 定向改造生物的遗传性状,所以可利用基因工程技术,对控制 这两种酶的基因进行改造,D 项正确。 4. ABC　 蛋白质工程能按照人们的意愿定向改造蛋白质分子的 结构,使之更加符合人类的需要,A 项正确;蛋白质工程的实 质是通过改造或合成基因实现对蛋白质的改造,B 项正确;改 造后的中华鲟和现有中华鲟之间没有产生生殖隔离,仍然属 于同一物种,C 项正确;蛋白质工程操作的直接对象是基因, 可以遗传给后代,因此改造后的中华鲟的后代可能具有改造 的蛋白质,D 项错误。 5. (1)④⑤　 ①②　 (2)转录　 翻译　 折叠　 (3)相反　 (4)氨 基酸的种类、数目、排列顺序和蛋白质的空间结构 　 基因 (DNA)　 (5)否　 一种氨基酸可能具有多种密码子　 (6)核 糖体　 内质网　 (7)人工合成 解析:图中①②③分别表示转录、翻译、折叠,①②过程与中心 法则方向一致。 ④⑤过程与中心法则方向相反,属于蛋白质 工程基本思路。 蛋白质结构的多样性由组成蛋白质的氨基酸 的种类、数目、排列顺序和蛋白质的空间结构共同决定;从根 本上说,蛋白质的结构是由基因(DNA)决定的。 一种氨基酸 可能具有多种密码子,根据蛋白质的氨基酸序列推测的 mRNA的碱基序列可能有多种。 蛋白质的合成场所为核糖 体,在内质网中将多肽链折叠成具有一定空间结构的蛋白质。 蛋白质工程的目的基因的碱基序列已知,可以通过 DNA 合成 仪进行人工合成。 本章整合 直击高考·真题体验 1. D　 基因工程中需在体外先将目的基因与带有标记基因的载 体结合,再将其导入受体细胞,A 项正确。 在个体生物学水平 上,可通过接种病原体对转基因的植株进行抗病性鉴定,B 项 正确。 在花粉离体培养过程中,合理调整培养基中生长素和 细胞分裂素的比例,可使愈伤组织再分化,获得 F1 花粉再生 植株,C 项正确。 经花粉离体培养获得的若干再生植株一般 为单倍体,D 项错误。 2. D　 基因工程菌中含目的基因,能通过繁殖遗传给子代,A 项