2016高中生物 专题1 第4节 蛋白质工程的崛起同步练习 新人教版选修3

1.4 蛋白质工程的崛起基础巩固1蛋白质工程的基本流程是( )①蛋白质分子结构设计②DNA合成③预期蛋白质功能④据氨基酸序列推出脱氧核苷酸序列A.①→②→③→④B.④→②→①→③C.③→①→④→②D.③→④→①→②2蛋白质工程中需要直接进行操作的对象是( )A.氨基酸结构B.蛋白质空间结构C.肽链结构D.基因结构,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,以满足人类生产和生活的需求。

其目标是根据人们对蛋白质功能的特定需求,对蛋白质结构进行分子设计,但因为基因决定蛋白质,因此对蛋白质的结构进行设计改造,归根到底,还需对相应的基因进行操作,按要求进行修饰加工改造,使之能控制合成人类需要的蛋白质。

对基因进行改造的优点:蛋白质是由基因控制合成的,对基因进行操作较容易,而且可以遗传。

3科学家将干扰素基因进行定点突变,导入大肠杆菌使之表达,使干扰素第十七位的半胱氨酸改变成丝氨酸,结果大大提高了干扰素的储存稳定性。

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,将符合人们需要的目的基因导入适宜的生物体内,使其高效表达,从中提取所需的蛋白质,或表现某种性状,蛋白质产品仍然为天然存在的蛋白质;而蛋白质工程却是对控制蛋白质合成的基因进行改造,从而实现对其编码的蛋白质的改造,所得到的已不是天然的蛋白质。

题目的操作中涉及的基因显然不再是原来的基因,其合成的干扰素也不是天然干扰素,而是经过改造的具有人类所需优点的蛋白质,因而整个过程利用的生物技术应为蛋白质工程。

4蛋白质工程在设计蛋白质结构时依据的是( )A.基因功能B.蛋白质功能C.氨基酸序列D.mRNA密码子序列5当前医学上,蛋白质工程药物正逐步取代第一代基因工程多肽蛋白质类替代治疗剂。

基因工程药物与蛋白质工程药物的区别是( )A.都与天然产物完全相同B.都与天然产物不相同C.基因工程药物与天然产物相同,蛋白质工程药物与天然产物不相同D.基因工程药物与天然产物不相同,蛋白质工程药物与天然产物完全相同6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C.修饰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,原因是赖氨酸合成过程中的两种关键酶——天冬氨酸激酶和二氢吡啶二羧酸合成酶,其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,就会抑制这两种酶的活性。

1.蛋白质工程中，对蛋白质的结构进行分子设计的根据是( )A. 人们对蛋白质功能的特定需求B. 蛋白质中氨基酸序列C. 信使RNA中核糖核苷酸序列D. 基因中脱氧核苷酸序列2.下列哪项不是蛋白质工程的研究内容（）A．分析蛋白质分子的精细结构B．对蛋白质进行有目的的改造C．分析氨基酸的化学组成D．按照人的意愿将天然蛋白质改造成新的蛋白质3.有关基因工程与蛋白质工程的说法正确是（）A．基因工程需对基因进行分子水平操作，蛋白质工程不需要对基因进行操作B．基因工程合成的是天然蛋白质，蛋白质工程合成的可以不是天然存在的蛋白质C．基因工程是分子水平操作，蛋白质工程是细胞水平（或性状水平）D．蛋白质工程是基因工程的基础4.下列关于蛋白质工程的说法，错误的是（）A、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B、蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作，定向改变分子的结构C、蛋白质工程能产生自然界中不曾存在的新型蛋白质分子D、蛋白质工程与基因工程密不可分，又称为第二代基因工程5.下列有关基因工程和蛋白质工程的叙述，正确的是（）A．基因工程需对基因进行分子水平操作，蛋白质工程不对基因进行操作B．基因工程原则上合成的是天然存在的蛋白质，蛋白质工程只合成天然不存在的蛋白质C．基因工程与蛋白质工程都是分子水平操作D．基因工程完全不同于蛋白质工程6.下列关于蛋白质工程的叙述，错误的是（）A．蛋白质工程的实质是改造基因B．蛋白质工程的基础是基因工程C．蛋白质工程在设计蛋白质结构时的依据是现有基因的脱氧核苷酸序列D．蛋白质工程遵循的原理包括中心法则7.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。

下图示意蛋白质工程流程，图中A．B在遗传学上依次表示：（）A．转录和翻译 B．翻译和转录C．复制和转录 D．传递和表达8.基因工程与蛋白质工程的区别是（）A．基因工程需对基因进行分子水平操作，蛋白质工程不需对基因进行操作B．基因工程合成的是天然存在的蛋白质，蛋白质工程合成的可以是自然界不存在的蛋白质C．基因工程是分子水平操作，蛋白质工程是细胞水平（或性状水平）操作D．基因工程完全不同于蛋白质工程9.蛋白质工程中目前已经实现的是（）A．对胰岛素进行改造，生产速效型药品B．蛋白质工程用于微电子方面C．生产体外耐储存的干扰素D．用蛋白质工程生产高产赖氨酸的玉米10.科学家将控制某药物蛋白合成的基因转移到白色来亨鸡胚胎细胞的DNA中，发育后的雌鸡就能产出含该药物蛋白的鸡蛋，在每一只鸡蛋的蛋清中都含有大量的药物蛋白；而且这些含该药物蛋白的鸡蛋孵出的鸡，仍能产出含该药物蛋白的鸡蛋。

——————————新学期新成绩新目标新方向——————————1.4 蛋白质工程的崛起[课时作业]一、选择题1．下列不属于蛋白质工程崛起理由的是( )A．自然界已有的蛋白质能满足特定物种生存的需要B．转基因生物表达出的新型蛋白质是其他物种早已存在的C．自然界现有蛋白质的功能与特点不一定能满足人类的需要D．现有蛋白质的特点可能限制了其自身的大量合成解析：蛋白质工程是在基因工程的基础上延伸出来的，其崛起的主要缘由是：基因工程只能生产出自然界已有的蛋白质，这些蛋白质虽然能满足特定物种生存的需要，却不一定能满足人类的某种特殊需要，所以需要对蛋白质进行改造。

A项叙述与改造蛋白质的缘由无关，真正的缘由还是现有的蛋白质不一定能满足人类的需要。

D项是对现有蛋白质不能满足人类某项需求的特点的描述。

答案：A2．蛋白质工程的目标是( )A．通过对基因进行诱变，产生新的蛋白质B．通过基因重组，合成生物体本来没有的蛋白质C．根据人们对蛋白质功能的特定需求，改造或制造蛋白质D．生产大量的蛋白质解析：蛋白质工程是指为了满足人类的生产和生活的需要，以蛋白质分子的结构规律和生物功能为基础，通过对基因修饰或合成新的基因，对现有的蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质。

答案：C3．当前医学上，蛋白质工程药物正逐步取代第一代基因工程多肽蛋白质类治疗剂，则基因工程药物与蛋白质工程药物的区别是( )A．都与天然产物完全相同B．都与天然产物不相同C．基因工程药物与天然产物完全相同，蛋白质工程药物与天然产物不相同D．基因工程药物与天然产物不相同，蛋白质工程药物与天然产物完全相同解析：基因工程合成的是自然界已存在的蛋白质，与相应天然产物完全相同。

蛋白质工程可以合成自然界不存在的蛋白质，与天然产物不相同。

答案：C4．下列有关蛋白质工程和基因工程的说法正确的是( )A．蛋白质工程和基因工程的目的都是获得人类需要的蛋白质，所以二者没有区别B．基因工程是蛋白质工程的关键技术C．通过蛋白质工程改造后的蛋白质有的仍然是天然的蛋白质D．蛋白质工程是在蛋白质分子水平上直接改造蛋白质的解析：蛋白质工程是根据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。

【优化方案】2016年高中生物专题1.4 蛋白质工程的崛起课时作业新人教版选修31．(2014·山东济宁高二检测)下列不．是蛋白质工程的研究内容的是( )A．分析蛋白质分子的精细结构B．对蛋白质进行有目的的改造C．分析氨基酸的化学组成D．按照人们的意愿将天然蛋白质改造成新的蛋白质解析：选C。

蛋白质工程就是根据蛋白质的精细结构和生物活性之间的关系，按照人们的意愿改造蛋白质分子，形成自然界不存在的蛋白质分子。

为了改造某种蛋白质分子，必须对其精细结构进行分析，但不包括对组成蛋白质的氨基酸的化学成分的分析。

2．科学家将β-干扰素基因进行定点突变，然后导入大肠杆菌表达，使干扰素第17位的半胱氨酸改变成丝氨酸，结果大大提高β-干扰素的抗病活性，并且提高了储存稳定性。

该生物技术为( )A．基因工程B．蛋白质工程C．基因突变D．细胞工程解析：选B。

从题干叙述分析蛋白质通过氨基酸替换被改造，利用的技术应是蛋白质工程。

3．添加在洗衣粉中的某种酶在低温下活性较低，影响了洗衣粉的洗涤效果。

如果让你用生物工程的方法改变此酶的特性，首先考虑的是( )A．基因工程B．蛋白质工程C．诱变D．细胞工程解析：选B。

蛋白质工程可以改造酶的结构，通过改造蛋白质分子中某些活性部位的一个或几个氨基酸残基，有目的地提高酶适应低温的能力，进而提高洗衣粉在低温时的洗涤效果。

4．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解析：选C。

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。

高中生物《1.4 蛋白质工程的崛起》学案新人教版选修31、4 蛋白质工程的崛起学习导航1、举例说出蛋白质工程崛起的缘由。

2、理解蛋白质工程的原理。

[重点]3、了解蛋白质工程的应用。

[难点]新知初探思维启动一、蛋白质工程崛起的缘由1、、基因工程的实质：将一种生物的_____转移到另一种生物体内，后者可以产生它本不能产生的_________，进而表现出新的性状。

2、基因工程的不足：原则上只能生产________________的蛋白质。

二、蛋白质工程的基本原理1、、蛋白质工程的目标根据人们对_____________的特定需求，对蛋白质的结构进行分子设计。

2、对概念的理解(1)基础：蛋白质分子的结构规律及其与___________的关系。

(2)手段：______________________。

(3)目的：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。

3、基本途径：从预期的蛋白质功能出发→设计预期的____________→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列。

想一想对天然蛋白质进行改造，是直接对蛋白质分子进行操作来实现的吗？三、蛋白质工程的进展和前景1、、进展：如科学家通过对胰岛素的改造，已使其成为速效型药品。

2、前景：生物和材料科学家正积极探索将蛋白质工程应用于微电子方面。

制成的电子元件具有________________________的特点。

3、面临困难：对蛋白质发挥功能必须依赖的___________了解不够。

要点突破讲练互动要点一蛋白质工程的基本原理和途径1、原理：根据中心法则逆向推理。

图示如下：2、设计中的困难：如何推测非编码区以及内含子的脱氧核苷酸序列。

3、蛋白质工程的步骤4、结果：生产出自然界从来没有的蛋白质。

例1、胰岛素可以用于治疗糖尿病，但是胰岛素被注射到人体后，会堆积在皮下，要经过较长的时间才能进入血液，而进入血液的胰岛素又容易分解，因此，治疗效果受到影响。

1.4 蛋白质工程的崛起一、选择题1.下列关于蛋白质工程的说法，错误的是（）A.蛋白质工程能定向改造蛋白质的分子结构，使之更加符合人类的需要B.蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作，定向改变分子结构C.蛋白质工程能产生出自然界中不曾存在过的新型蛋白质分子D.蛋白质工程与基因工程密不可分，又称为第二代基因工程2.蛋白质工程的基本流程正确的是（）①蛋白质分子结构设计②DNA合成③预期蛋白质功能④根据氨基酸序列推出脱氧核苷酸序列A.①→②→③→④B.④→②→①→③C.③→①→④→②D.③→④→①→②3.关于蛋白质工程的说法，正确的是（）A.蛋白质工程的核心问题是对蛋白质分子进行直接改造B.蛋白质工程是与基因工程并列的两大生物工程技术C.蛋白质工程中不涉及基因结构问题D.蛋白质工程是一项难度很大的工程，目前成功的例子不多4.下列关于由我国牵头的“人类肝脏蛋白组计划”的叙述中，不正确的是（）A.揭示并确认肝脏合成的蛋白质B.为重大肝病预防、诊断、治疗和新药研发提供科学基础C.用蛋白质工程实现肝脏合成人类需要的蛋白质D.是对蛋白质工程的有力推动和理论支持5.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，其结果产生的蛋白质是（）A.氨基酸种类增多B.氨基酸种类减少C.仍为天然存在蛋白质D.可合成天然不存在蛋白质6.下列不属于蛋白质工程成果的是（）A.改造酶的结构，提高酶的热稳定性B.生产出鼠－人嵌合抗体C.生产具有体积小、耗电少、效率高的电子元件D.将人的胰岛素基因整合到大肠杆菌体内生产胰岛素参考答案一、选择题1.B2.C3.D4.C5.D6.D答案解析一、选择题1.蛋白质工程首先是对基因进行改造，因此是对基因的操作。

2.蛋白质工程的流程是逆基因表达的顺序进行的，首先预期蛋白质功能，然后再分析出蛋白质的分子结构从而得出氨基酸的序列，再推出基因中脱氧核苷酸序列，最后进行人工DNA合成。

3.用排除法可以选出正确的答案。

[随堂检测]1．(河北黄骅中学高二期中)将人的干扰素基因通过基因定点突变,使干扰素第 17 位的半胱氨酸改变成丝氨酸,改造后的干扰素比天然干扰素的抗病毒活性和稳定性显著提高,此项技术属于( ) A．蛋白质工程B．细胞工程C．胚胎工程D．生态工程解析：选A.通过改造基因来改造蛋白质,属于蛋白质工程,A正确；基因定点突变属于分子水平,不属于细胞工程、胚胎工程和生态工程,B、C、D错误.2．(泰州高二检测)下面对蛋白质工程的基本操作程序的叙述,正确的是( )①蛋白质分子结构合成②DNA合成③mRNA合成④蛋白质的预期功能⑤根据氨基酸的序列推出脱氧核苷酸的序列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：选C.蛋白质工程的操作流程为：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(即基因)→修改或合成的基因表达出相应的蛋白质.3．T4溶菌酶的稳定性大大提高的根本原因是( )A．控制T4溶菌酶合成的基因的一个位点发生突变B．控制T4溶菌酶合成的mRNA上的密码子发生变化C．T4溶菌酶中一个氨基酸发生了替换D．T4溶菌酶中的第3位氨基酸由异亮氨酸变为半胱氨酸解析：选A.T4溶菌酶是一种蛋白质,其稳定性提高的原因是其分子结构的改变.蛋白质的合成受基因控制,所以蛋白质改变的根本原因是基因的改变.选项B、C、D的内容都是T4溶菌酶改变的原因,但都不是根本原因.4．(新疆四中高二期末)某种微生物合成的蛋白酶与人体消化液中的蛋白酶的结构和功能很相似,只是其热稳定性较差,进入人体后容易失效.现要将此酶开发成一种片剂,临床治疗食物消化不良,最佳方案是( )A．替换此酶中的少数氨基酸,以改善其功能B．将此酶与人蛋白酶进行拼接,形成新的蛋白酶C．重新设计与创造一种蛋白酶D ．减少此酶在片剂中的含量解析：选A.要想使某种微生物合成的蛋白酶热稳定性有所提高,就要改变蛋白质的结构,此类问题一般是对蛋白质中的个别氨基酸进行替换.5．(天津高二检测)蛋白质工程与基因工程相比,其突出特点是( )A ．基因工程原则上能生产任何蛋白质B ．蛋白质工程能对现有的蛋白质进行改造,或制造一种新的蛋白质C ．蛋白质工程可以不通过转录和翻译来实现D ．蛋白质工程是在基因工程的基础上,延伸出来的第三代基因工程解析：选B.基因工程原则上只能生产自然界已有的蛋白质；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,是延伸出来的第二代基因工程,蛋白质工程需进行转录和翻译.6．(河南平顶山高二期末)糖尿病是近年来高发的“富贵病”,常见类型有遗传性糖尿病和Ⅱ型糖尿病.遗传性糖尿病的主要病因之一是胰岛受损.科研机构作出如下设计：取糖尿病患者的细胞,将人的正常胰岛素基因导入其中,然后做细胞培养,诱导产生胰岛组织,重新植入患者的胰岛,使胰岛恢复功能.Ⅱ型糖尿病需要注射胰岛素治疗.目前临床使用胰岛素制剂注射后120 min 后才出现高峰,与人体生理状态不符.科研人员通过一定的工程技术手段,将胰岛素B 链的28号和29号氨基酸互换,获得了速效胰岛素,已通过临床试验.请回答下列问题：(1)对遗传性糖尿病进行基因治疗的方案中,胰岛素基因为______________,实验室中要先对该基因利用_______技术进行扩增.将该基因导入人体细胞所用的方法是___________.该科研机构采用的基因治疗方法是________________.(2)对遗传性糖尿病患者进行治疗的基因工程步骤中的核心步骤是____________.(3)科研人员利用蛋白质工程合成速效胰岛素,该技术的实验流程为： A ――→设计蛋白质三维结构――→推测B ――→找到相应的脱氧核苷酸序列―→生产出速效胰岛素其中,流程A 是____________________________,流程B 是__________________.(4)基因工程技术还可以用于基因诊断,其基本原理是_________________________.解析：(1)对遗传性糖尿病进行基因治疗的方案中,胰岛素基因为目的基因.可采用PCR 技术扩增目的基因.将该基因导入人体细胞所用的方法是显微注射法.科研机构在治疗遗传性糖尿病时,取糖尿病患者的细胞,将人的正常胰岛素基因导入其中,然后做细胞培养,诱导产生胰岛组织,重新植入患者的胰岛,使胰岛恢复功能,因此该科研机构采用的基因治疗方法是体外基因治疗.(2)基因工程步骤中的核心步骤是基因表达载体的构建.(3)分析题图可知：流程A 是从预期的蛋白质功能出发,流程B 是推测应有的氨基酸序列.(4)基因工程技术还可以用于基因诊断,其基本原理是DNA 分子杂交.答案：(1)目的基因 PCR 显微注射法 体外基因治疗(2)基因表达载体的构建 (3)从预期的蛋白质功能出发 推测应有的氨基酸序列 (4)DNA 分子杂交7．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158位的丝氨酸变成亮氨酸,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基因的途径有修饰________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,其基本途径是从预期蛋白质功能出发,通过________________和________________,进而确定相对应的脱氧核苷酸序列,据此获得基因,再经表达、纯化获得蛋白质,之后还需要对蛋白质的生物________进行鉴定.解析：(1)从题中所述资料可知,将P分子中158位的丝氨酸变成亮氨酸,240位的谷氨酰胺变成苯丙氨酸后,该蛋白质的功能发生了改变,此过程是通过对构成蛋白质的氨基酸的排列顺序进行改造,进而改变了蛋白质的结构,从而改变了蛋白质的功能.(2)在蛋白质工程中,目的基因可以以P基因序列为基础,对生物体内原有P基因进行修饰,也可以通过人工合成法合成新的P1基因.中心法则的内容如下图所示：由图可知,中心法则的全部内容包括：DNA以自身为模板进行的复制,DNA通过转录将遗传信息传递给RNA,最后RNA通过翻译将遗传信息表达成蛋白质；在某些病毒中RNA可自我复制(如烟草花叶病毒等),在某些病毒中能以RNA为模板逆转录合成DNA(如HIV),这是对中心法则的补充.(3)蛋白质工程的基本途径是预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→合成DNA→表达出蛋白质,经过该过程得到的蛋白质,需要对其生物功能进行鉴定,以保证其发挥正常作用.答案：(1)氨基酸序列(或结构)(其他合理答案也可)(2)P P1DNA和RNA(或遗传物质) DNA→RNA、RNA→DNA、RNA→蛋白质(或转录、逆转录、翻译)(3)设计蛋白质的结构推测氨基酸序列功能[课时作业]一、选择题1．科学家将控制某药物蛋白合成的基因转移到白色来亨鸡胚胎细胞的DNA中,发育后的雌鸡就能产出含该药物蛋白的鸡蛋,在每一只鸡蛋的蛋清中都含有大量的药物蛋白；而且这些含该药物蛋白的鸡蛋孵出的鸡,仍能产出含该药物蛋白的鸡蛋.据此分析不正确的一项是( )A．这些鸡是基因工程的产物B．这种变异属于可遗传的变异C．该过程属于蛋白质工程技术D．该种变异属于定向变异解析：选C.根据题干信息分析,将目的基因(控制某药物蛋白合成的基因)导入了来亨鸡胚胎细胞的DNA 中,发育成的鸡产生了该药物蛋白的鸡蛋,说明目的基因在这些鸡中表达了,A正确；这些含该药物蛋白的鸡蛋孵出的鸡,仍能产出含该药物蛋白的鸡蛋,说明这种变异属于可遗传的变异,B正确；该技术为第一代基因工程技术,并没有利用蛋白质工程对控制蛋白质合成的基因的结构进行改造,C错误；基因工程的原理是基因重组,且是对生物性状的定向改造,即这种变异是定向的,D正确.2．蛋白质工程在实施中最大的难题是( )A．生产的蛋白质无法应用B．发展前景太窄C．对于大多数蛋白质的高级结构不清楚D．无法人工合成目的基因解析：选C.多数蛋白质除具有一级结构即氨基酸顺序外,还具有复杂的高级结构,即空间结构,而很多蛋白质的空间结构是人们目前还不清楚的.空间结构不清楚也就无法合成制造具有生物活性的蛋白质.3．关于蛋白质工程的设计思路,不正确的是( )A．从蛋白质的功能推测蛋白质应有的结构B．从蛋白质的结构推测氨基酸的排列顺序C．从氨基酸的顺序推测基因的脱氧核苷酸的排列顺序D．蛋白质工程完全不遵循中心法则解析：选D.蛋白质工程需要以基因工程为指导,蛋白质工程中也有基因的表达过程,遵循中心法则.4．(郑州高二检测)蛋白质工程中对蛋白质分子进行设计时,主要包括哪几种( )①进行少数氨基酸的替换②对不同来源的蛋白质的拼接③从预期蛋白质的功能出发去推测氨基酸排列顺序④直接改变蛋白质的空间结构A．①② B．①②③C．②③④ D．①②④解析：选B.蛋白质工程中对蛋白质分子进行设计时,主要包括：制造出自然界中不存在的全新蛋白质；在蛋白质分子中替代一个肽段或一个特定的结构域；改造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于操作,因此蛋白质工程是在基因的水平上进行操作的.5．猪的胰岛素用于降低人体血糖浓度的效果不明显,原因是猪胰岛素分子中有一个氨基酸与人的不同.为了使猪胰岛素用于临床治疗糖尿病,用蛋白质工程对蛋白质分子设计的最佳方案是( ) A．对猪胰岛素中与人胰岛素不同的氨基酸进行替换B．将猪胰岛素和人胰岛素进行拼接组成新的胰岛素C．将猪和人的胰岛素混合在一起治疗糖尿病D．根据人的胰岛素设计制造一种全新的胰岛素解析：选A.根据题干信息可知,因猪胰岛素分子中有一个氨基酸与人的不同,所以可利用蛋白质工程对该氨基酸进行替换.6．中华鲟是地球上最古老的脊椎动物,被称为“活化石”.研究者试图通过蛋白质工程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结构而实现的C．改造后的中华鲟和现有中华鲟仍是同一物种D．改造后的中华鲟的后代不具有改造的蛋白质解析：选D.蛋白质工程可以定向改造蛋白质分子的结构,A正确；改造蛋白质是通过改造基因结构而实现的,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,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的后代也具有改造的蛋白质,D错误.7．下列关于蛋白质工程的说法,错误的是( )A．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B．根据人们的需要,直接对氨基酸的分子结构进行设计C．蛋白质工程能产生自然界中不曾存在的新型蛋白质分子D．蛋白质工程与基因工程密不可分,又称为第二代基因工程解析：选B.由于基因的结构决定蛋白质的结构,所以要对蛋白质的结构进行设计改造,最终还必须通过改造基因来完成.8．(常熟高二检测)下列有关蛋白质工程的叙述,错误的是( )A．收集大量的蛋白质分子结构的信息,以便分析结构与功能之间的关系B．蛋白质工程的原理是从预期的蛋白质功能出发最终推测出脱氧核苷酸序列的过程C．T4溶菌酶中引入二硫键提高了它的热稳定性是蛋白质工程的体现D．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解析：选D.蛋白质结构的多样性决定蛋白质功能的多样性,在实施蛋白质工程的准备阶段,只有收集到大量的蛋白质结构的信息,才能从其中寻求到某一结构跟预期的蛋白质功能之间的关系,从而据其构建出某一段氨基酸序列,此氨基酸序列成为构建脱氧核苷酸序列(即基因)的依据,A、B项正确.T4溶菌酶是蛋白质,对其改造属于蛋白质工程,C项正确.在蛋白质工程中,基因修饰后可以表达出改造的蛋白质,基因合成后可以制造出新的蛋白质.9．(河北涿鹿中学高二期中)下面各项中与蛋白质工程没有直接关系的是( )A．利用各种高科技手段分析蛋白质的分子结构B．研究并改变某种蛋白质相关基因的碱基序列C．设计和制造自然界中没有的人工蛋白质D．用基因替换的方法治疗人的某种遗传病解析：选D.用基因替换的方法治疗人的某种遗传病属于基因工程.10．当前医学上,蛋白质工程药物正逐步取代第一代基因工程多肽或蛋白质类替代治疗剂,则基因工程药物与蛋白质工程药物的区别是 ( )A ．都与天然产物完全相同B ．都与天然产物不相同C ．基因工程药物与天然产物完全相同,蛋白质工程药物与天然产物不相同D ．基因工程药物与天然产物不相同,蛋白质工程药物与天然产物完全相同解析：选C.基因工程合成的是自然界已存在的蛋白质,与相应天然产物完全相同；蛋白质工程可以合成自然界不存在的蛋白质,与天然产物不相同.二、非选择题11．(广东高明一中高二月考)枯草杆菌产生的蛋白酶具有催化分解蛋白质的特性,但极易被氧化而失效.1985年,美国的埃斯特尔将枯草杆菌蛋白酶分子中的第222位氨基酸替换后,虽然其水解活性有所下降,但抗氧化能力大大提高.用这种水解酶作为洗涤剂的添加剂,可以有效地除去血渍、奶渍等蛋白质污渍.(1)改造枯草杆菌蛋白酶的生物技术是____________.(2)改造后的枯草杆菌中的控制合成蛋白酶的基因与原来相比,至少有________个碱基对发生变化.(3)利用生物技术改造蛋白质,提高了蛋白质的稳定性,埃斯特尔所做的工作是对已知蛋白质进行____________________.(4)若要获得新型蛋白质,需用到的生物工程有蛋白质工程、__________和发酵工程.(5)埃斯特尔获得新型的枯草杆菌蛋白酶的基本思路是什么？________________________________________________________________________.解析：(1)改造枯草杆菌蛋白酶的生物技术是蛋白质工程.(2)由于将枯草杆菌蛋白酶分子中的第222位氨基酸替换,改造后的枯草杆菌中的控制合成蛋白酶的基因与原来相比,至少有1个碱基对发生变化.(3)利用生物技术改造蛋白质,提高了蛋白质的稳定性,埃斯特尔所做的工作是对已知蛋白质进行少数氨基酸的替换.(4)若要获得新型蛋白质,需用到的生物工程有蛋白质工程、基因工程和发酵工程.(5)获得新型的枯草杆菌蛋白酶的基本思路是从预期的蛋白质功能出发,设计预期蛋白质的结构,推测应有的氨基酸的序列,推测出其基因中的脱氧核苷酸序列,然后对现有的基因进行改造或利用DNA 合成仪合成出基因.答案：(1)蛋白质工程 (2)1 (3)少数氨基酸的替换 (4)基因工程 (5)从预期的蛋白质功能出发,设计预期蛋白质的结构,推测应有的氨基酸的序列,推测出其基因中的脱氧核苷酸序列,然后对现有的基因进行改造或利用DNA 合成仪合成出基因12．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,但在体外保存相当困难,如果将其分子上的一个半胱氨酸变成丝氨酸,就可在－70 ℃保存半年,给广大患者带来福音.请回答下列问题：(1)蛋白质的合成是受基因控制的,因此获得能够控制合成“可以保存的干扰素”的基因是生产的关键,依据蛋白质工程原理,设计实验流程,让动物生产“可以保存的干扰素”：―设计―→推测合成(2)基因工程和蛋白质工程相比较,基因工程在原则上只能生产________________的蛋白质,不一定符合______________的需要.而蛋白质工程是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________或________,对现有蛋白质进行________,或制造一种新的蛋白质,以满足人类的生产和生活需要.(3)蛋白质工程实施的难度很大,原因是蛋白质具有十分复杂的________结构.(4)对天然蛋白质进行改造,应该直接对蛋白质分子进行操作,还是通过对基因的操作来实现？___________________________________________________________________,原因是__________________________________________________________________.解析：基因工程遵循中心法则,从DNA→mRNA→蛋白质折叠产生功能,从而生产出自然界已有的蛋白质.蛋白质工程是按照以下思路进行的：确定蛋白质的功能→蛋白质应有的空间结构→蛋白质应有的氨基酸序列→基因应有的碱基排列→创造出自然界不存在的蛋白质.蛋白质的结构是由基因决定的,基因可以遗传给后代,而蛋白质不能直接遗传下去.答案：(1)①预期蛋白质的功能②预期的蛋白质结构③应有的氨基酸序列④相应的脱氧核苷酸序列(基因)(2)自然界已存在人类生产和生活基因修饰基因合成改造(3)空间(或高级) (4)应该从对基因的操作来实现对天然蛋白质的改造①任何一种天然蛋白质都是由基因编码的,改造了基因也就是对蛋白质进行了改造,而且改造过的蛋白质可以通过改造过的基因遗传下去；如果对蛋白质直接改造,即使改造成功,被改造过的蛋白质分子也无法遗传；②对基因进行改造比对蛋白质直接进行改造要容易操作,难度要小得多13．在体内,人胰岛素基因表达可合成出一条称为前胰岛素原的肽链,此肽链在内质网中经酶甲切割掉氨基端一段短肽后成为胰岛素原,进入高尔基体的胰岛素原经酶乙切割去除中间片段C后,产生A、B两条肽链,再经酶丙作用生成由51个氨基酸残基组成的胰岛素.目前,利用基因工程技术可大量生产胰岛素.回答下列问题：(1)人体内合成前胰岛素原的细胞是_________,合成胰高血糖素的细胞是_________.(2)可根据胰岛素原的氨基酸序列,设计并合成编码胰岛素原的____________序列,用该序列与质粒表达载体构建胰岛素原基因重组表达载体.再经过细菌转化、筛选及鉴定,即可建立能稳定合成____________的基因工程菌.(3)用胰岛素原抗体检测该工程菌的培养物时,培养液无抗原抗体反应,菌体有抗原抗体反应,则用该工程菌进行工业发酵时,应从____________中分离、纯化胰岛素原.胰岛素原经酶处理便可转变为胰岛素.解析：(1)由题干信息可知,前胰岛素原在细胞内经加工后成为胰岛素,人体合成胰岛素的细胞是胰岛B 细胞,所以合成前胰岛素原的细胞也是胰岛B细胞；而胰岛A细胞合成的激素是胰高血糖素.(2)真核生物的目的基因可用人工合成的方法合成,可根据胰岛素原的氨基酸序列,设计并合成编码胰岛素原的DNA序列(即目的基因)；合成的DNA序列经过修饰与质粒构建胰岛素原基因表达载体,导入细菌体内,经转化后筛选鉴定,最终得到能稳定合成胰岛素原的基因工程菌.(3)由题目信息可知,培养液无抗原抗体反应,菌体有抗原抗体反应,所合成的胰岛素原存在于菌体内,所以用该工程菌进行工业发酵时,应从菌体中分离、纯化胰岛素原,经酶处理便可转变为胰岛素.答案：(1)胰岛B细胞胰岛A细胞(2)DNA 胰岛素原(3)菌体14．(吉林舒兰一中高二月考)凝乳酶是奶酪生产中的关键性酶.研究人员运用基因工程技术,将编码该酶的基因转移到了微生物细胞中并使之表达.下图是基因工程中获得的基因和构建重组质粒过程,请回答下列有关问题：(1)分析上图可知,构建重组质粒(如图所示)最好选用__________________限制酶,理由是_______________________________________________________________________.(2)工业生产过程中,最初多采用重组大肠杆菌或芽孢杆菌生产凝乳酶,将目的基因导入大肠杆菌或芽孢杆菌前所做的具体处理方法是____________________.现在生产凝乳酶多采用酵母菌,酵母菌作为受体细胞的优势是_______________________________.(3)研究发现,如果将该凝乳酶20位和24位氨基酸改变为半胱氨酸,其催化能力将提高2倍.科学家可以生产上述高效凝乳酶的现代生物工程技术是____________,该生物工程技术的原理是__________________,实质是________________.(4)基因工程的最后一步中,目的基因能否在生物体内稳定遗传的关键是___________,检测目的基因是否转录出了mRNA 所用的探针是用____________(填“DNA”“RNA”或“蛋白质”)制作的.答案：(1)BamHⅠ和PstⅠ防止目的基因与载体反向连接(2)用钙离子处理细胞,使之转化为感受态细胞含有的内质网和高尔基体,可对蛋白质进行加工和修饰(3)蛋白质工程中心法则的逆推改造基因(4)检测转基因生物染色体的DNA上是否插入了目的基因DNA15．(西安七十中高二期末)地中海贫血症属于常染色体遗传病,一对夫妇生有一位重型β地中海贫血症患儿,分析发现,患儿血红蛋白β链第39位氨基酸的编码序列发生了突变(C→T).用PCR扩增包含该位点的一段DNA片段1,突变序列的扩增片段可用一种限制酶酶切为大小不同的两个片段m和s；但正常序列的扩增片段不能被该酶酶切,如图甲.目前患儿母亲再次怀孕,并接受了产前基因诊断.家庭成员及胎儿的PCR 扩增产物酶切电泳带型示意图见图乙(终止密码子为UAA、UAG、UGA).(1)在获得单链模板的方式上,PCR扩增与体内DNA复制不同,前者通过________解开双链,后者通过________解开双链.(2)据图分析,胎儿的基因型是______(基因用A、a表示).患儿患病可能的原因是________的原始生殖细胞通过__________过程产生配子时,发生了基因突变；从基因表达水平分析,其患病是由于____________________________________________.(3)研究者在另一种贫血症的一位患者β链基因中检测到一个新的突变位点,该突变导致β链第102位的天冬酰胺替换为苏氨酸.如果___________________,但______________,则为证明该突变位点就是这种贫血症的致病位点提供了一个有力证据.解析：(1)PCR过程中通过加热升高温度(95℃)打开双链,即通过高温解开双链,DNA在细胞内复制通过解旋酶解开双链.(2)由以上分析可知患儿的基因型是aa,一个a来自父亲,另一个来自母亲,而母亲的基因型是AA,所以患儿发病的可能原因是母亲的卵原细胞在减数分裂时发生了基因突变.由图中信息可知：模板链的GTC突变为ATC后,转录的mRNA上的密码子由CAG变为UAG(终止密码子),使翻译提前终止,从而使合成的血红蛋白异常.(3)研究者在另一种贫血症的一位患者β链基因中检测到一个新的突变位点,该突变导致β链第102位的天冬酰胺替换为苏氨酸,如果除了第102位氨基酸外,其他氨基酸都正常,但患者表现为贫血症,唯一原因就是β链第102位的天冬酰胺替换为苏氨酸所致,可以证明该突变位点就是这种贫血症的致病位点(该题属于开放性答案,只要答案可以解释该问题就可以).答案：(1)高温解旋酶(2)Aa 母亲减数分裂突变后终止密码子提前出现,翻译提前终止形成异常蛋白(3)在无亲缘关系的这种贫血症患者中检测到该突变位点正常人未检测到该突变位点的纯合子。

1.4 蛋白质工程的崛起学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题（本大题共20小题，共50.0分）1.下列是生产某种特定蛋白质的工程技术模式图，相关说法不正确的是()A. 核酸片段a是DNA，④过程是利用PCR扩增B. ⑥过程常用显微注射技术，DNA浓度保持在1～3ug/mlC. ⑦过程需要激素、维生素、氨基酸和核苷酸等D. 实施⑧前对胚胎进行分割得到同卵双胎的可能性大2.基因工程与蛋白质工程的区别是（）A. 基因工程需对基因进行分子水平操作，蛋白质工程不对基因进行操作B. 基因工程合成的是天然的蛋白质，蛋白质工程合成的一般不是天然存在的蛋白质C. 基因工程是分子水平操作，蛋白质工程是细胞水平（或性状水平）D. 基因工程完全不同于蛋白质工程3.下列有关蛋白质工程的叙述，正确的是（）A. 蛋白质工程的直接操作对象是蛋白质分子B. 蛋白质工程不能生产自然界不存在的蛋白质C. 蛋白质工程最终是通过基因修饰或基因合成来实现的D. 蛋白质工程应先设计蛋白质的结构后再预期其功能4.蛋白质工程技术发展迅速，蛋白质工程（）。

A. 能定向改造蛋白质分子的结构，使之更加符合人类需要B. 与基因工程密不可分，必须从细胞中获取目的基因C. 操作程序的基本思路与基因工程相同，需要运载体和受体细胞D. 在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作改变分子的结构5.下列关于蛋白质工程的说法，正确的是( )A. 蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作B. 蛋白质工程能产生出自然界中不曾存在过的新型蛋白质分子C. 对蛋白质的改造是通过直接改造相应的mRNA来实现的D. 蛋白质工程的流程和天然蛋白质合成的过程是相同的6.蛋白质工程中，要对蛋白质结构进行设计改造，必须通过基因修饰或基因合成来完成，而不直接改造蛋白质的主要原因是( )A. 缺乏改造蛋白质所必需的工具酶B. 改造基因易于操作且改造后能够遗传C. 人类对大多数蛋白质高级结构知之甚少D. 蛋白质中氨基酸的排列顺序千变万化，操作难度大7.某生物制品公司用如图方法生产干扰素。

1.4 蛋白质工程的崛起试卷【同步训练与拓展】1.科学家为提高玉米中赖氨酸含量，计划将天冬氨酸激酶的第352位的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2.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，其结果产生的蛋白质是 ( )A.氨基酸种类增多B.氨基酸种类减少C.仍为天然存在蛋白质D.可合成天然不存在的蛋白质3.下列各项与蛋白结构多样性无关的是 ( )A.氨基酸数目、种类、排列顺序B.构成蛋白质的多肽链的数目C.构成蛋白质的肽链的空间结构D.氨基酸至少含一个氨基和一个羧基4.天然蛋白质合成遵循的法则是 ( )A.转录B.翻译C.中心法则D.复制5.蛋白质工程的基本流程正确的是 ( )①推理蛋白质分子结构；②DNA合成；③预期蛋白质功能；④据氨基酸序列推出脱氧核苷酸序列；⑤推导出氨基酸序列A.①→②→③→④→⑤B.④→⑤→②→①→③C.③→①→⑤→④→②D.③→④→⑤→①→②6.科学家将β-干扰素基因进行定点突变导入大肠杆菌表达，使干扰素第17位的半胱氨酸改变成丝氨酸，结果大大提高β-干扰素的抗病活性，并且提高了储存稳定性。

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7.蛋白质工程的实质是 ( )A.改造蛋白质B.改造mRNAC.改造基因D.改变氨基酸8.蛋白质工程的基础是 ( )A.基因工程B.细胞工程C.发酵工程D.酶工程9.蛋白质工程制造的蛋白质是 ( )A.天然蛋白质B.稀有蛋白质C.自然界中不存在的蛋白质D.肌肉蛋白10.关于蛋白质工程的说法错误的是 ( )A.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B.蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作，定向改变分子的结构C.蛋白质工程能产生出自然界中不曾存在过的新型蛋白质分子D.蛋白质工程与基因工程密不可分，又被称为第二代基因工程11.玉米是生产赖氨酸的好材料，可是产量低，需改变什么结构就能提高产量 ( )A.天冬氨酸激酶B.二氢吡啶二羧酸合成酶C.肽酶D.A、B都是12.基因工程的实质是 ( )A.同种生物之间转移基因B.不同种生物之间转移基因C.改变蛋白质结构D.不同种生物转移蛋白质13.干扰素经改造可以长期储存，从蛋白质水平上应改变的是 ( )A.胱氨酸B.精氨酸C.谷氨酸D.半胱氨酸14.当前医学上，第二代生物技术药物正逐渐取代第一代多肽蛋白质类替代治疗剂。

1.4蛋白质工程的崛起1.下列选项中正确的是( )A.蛋白质工程生产的蛋白质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.蛋白质工程可合成天然不存在的蛋白质解析:蛋白质工程可根据蛋白质结构与生物活性及功能的关系,利用基因工程手段,按人类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就没有的、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,氨基酸序列一般改变。

答案:D2.蛋白质工程的基本流程是( )①蛋白质分子结构的设计②DNA合成或改造③预期蛋白质功能④将合成或改造的基因通过基因工程流程在特定生物体内表达⑤根据氨基酸序列推出脱氧核苷酸序列A.①②③④⑤B.①③②⑤④C.③①⑤②④D.③①②④⑤解析:蛋白质工程需根据预期蛋白质功能,设计相应分子结构,根据蛋白质中氨基酸序列推出相应脱氧核苷酸序列,再设计具有该序列的基因(DNA),并将其导入受体细胞表达。

答案:C3.下列关于蛋白质工程的设计思路,不正确的是( )A.从蛋白质的功能推测蛋白质应有的结构B.从蛋白质的结构推测氨基酸的排列顺序C.从氨基酸的顺序推测基因的核苷酸的排列顺序D.从氨基酸的顺序推测基因的核苷酸数目解析:蛋白质工程需要根据蛋白质的结构和功能,推测目的基因的碱基排列顺序,而非碱基(核苷酸)数目。

答案:D4.添加在洗衣粉中的某种酶在低温下活性较低,影响了洗衣粉的洗衣效果。

若让你用生物工程的方法改变此酶的特性,首先考虑的是( )A.基因工程B.蛋白质工程C.诱变D.细胞工程解析:蛋白质工程可以改造酶的结构,通过改造蛋白质分子中某些活性部位的一个或几个氨基酸残基,有目的地提高酶适应低温的能力,进而提高洗衣粉在低温时的洗衣效果。

答案:B5.科学家为提高玉米中赖氨酸含量,计划将天冬氨酸激酶的352位的苏氨酸变成异亮氨酸,将二氢吡啶二羧酸合成酶中104位的天冬氨酸变成异亮氨酸,就可以使玉米叶片和种子中游离赖氨酸的含量分别提高5倍和2倍,下列对玉米性状改变最可行的方法是( )A.直接改变酶的结构,从而影响代谢过程,进而改变玉米的性状B.直接对相应的基因改造,从而改造酶的结构,通过影响代谢进而改变玉米的性状C.直接改造相应的mRNA,从而改造酶的结构,通过影响代谢进而改变玉米的性状D.直接将其他生物的外源基因导入玉米体内,来改变玉米的性状解析:对蛋白质进行改造,最终通过改造基因完成。