高中生物《蛋白质工程的崛起》导学案+课后练习题

生物-蛋白质工程的崛起答案一、选择题（每小题5分，共50分）1解析：选C。

蛋白质工程就是指根据蛋白质的精细结构和功能之间的关系，按照人的意愿改造蛋白质分子。

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解析：选D。

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。

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。

3解析：选C。

蛋白质工程的目的是对蛋白质进行改造，从而使蛋白质功能可以满足人们的需求。

而蛋白质功能与其高级结构密切相关，蛋白质高级结构又非常复杂，所以直接对蛋白质改造非常困难，而蛋白质是由基因控制合成的，对基因进行操作却容易得多。

另外，改造后的基因可以遗传，如对蛋白质直接改造，即使成功也不能遗传。

4解析：选C。

蛋白质工程一般是先创造出适合人类需求的新基因，然后使其表达出具有特定结构和功能的蛋白质。

5解析：选B。

蛋白质工程是根据人们的需求，设计并生产出自然界不存在的蛋白质分子。

6解析：选B。

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。

蛋白质工程从分子水平对蛋白质进行改造设计，通过对相应的基因进行修饰加工甚至人工进行基因合成，从而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需求。

而基因工程只是将外源基因导入另一生物体内，并使之表达，体现人类所需的性状，或者获取所需的产品。

因此，基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质。

7答案：C8解析：选A。

本题考查蛋白质工程的进展与前景。

蛋白质的结构包括一级结构和空间结构，一级结构是指组成蛋白质的氨基酸的种类、数量、排列顺序，蛋白质的功能是由一级结构和空间结构共同决定的，特别是空间结构与蛋白质的功能关系更密切。

生物ⅲ人教新资料1.4蛋白质工程的崛起练习1、蛋白质工程的实质是()。

A、改造蛋白质B、改造mRNAC、改造基因D、改造氨基酸解析蛋白质工程的目的是猎取人类需要的蛋白质，由于蛋白质的合成是受基因操纵的，因此要从全然上对基因进行改造。

答案C2、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、尚没有制造出来解析蛋白质工程是对基因进行改造进而产生符合人们需要的蛋白质，因此不再是天然的蛋白质。

答案C3、添加在洗衣粉中的某种酶在低温下活性较低，妨碍了洗衣粉的洗衣效果。

假设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通过基因工程这一手段实现对蛋白质的改造目的。

答案B4、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。

下图为蛋白质工程的流程图，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、传递和表达解析图示A表示由DNA→mRNA的转录过程，B表示由mRNA→蛋白质的翻译过程。

答案A5、以下说法正确的选项是()。

A、蛋白质工程和基因工程的目的基本上获得人类需要的蛋白质，因此二者没有区别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截了当改造蛋白质的解析蛋白质工程的目标是依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。

其中，基因工程是关键技术，是蛋白质工程的基础，因为对蛋白质结构的改造是通过改造基因而实现的，因此蛋白质工程是在基因水平上改造蛋白质，改造后的蛋白质不再是天然的蛋白质。

答案B6、以下关于蛋白质工程的设计思路不正确的选项是()。

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、从氨基酸的排列顺序推测脱氧核苷酸的排列顺序D、蛋白质工程完全不遵循中心法那么解析蛋白质工程差不多途径是从预期的蛋白质功能动身→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(基因)。

4.4 蛋白质工程的崛起学案（含答案）第第4节节蛋白质工程的崛起蛋白质工程的崛起目标导读1.阅读教材P9192内容，了解蛋白质工程的诞生。

2.分析教材P92内容，阐述蛋白质工程的研究与应用。

重难点击1.蛋白质工程的诞生。

2.蛋白质工程的研究与应用。

方式一人类可以创造出自然界不存在的蛋白质吗答案是肯定的。

例如科学家已生产出一种以前必须从南极鱼类身体中提取的抗冻蛋白质。

这一技术可用于储存大量新鲜的动植物和人类的组织细胞，防止形成冰晶，破坏脆弱的细胞膜和细胞的内部结构。

你想了解这方面的知识吗请跟着我一起学习蛋白质工程的崛起。

方式二基因工程的诞生，为克服远缘杂交的障碍问题，带来了新的希望，并取得了丰硕成果大肠杆菌为人类生产出了胰岛素，牛的乳腺生物反应器为人类制造出了蛋白质类药物，烟草植物体内含有了某种药物蛋白至此，人们也只是实现了自然界现有基因在转基因生物中的表达。

但一个新问题出现了，生物产生的天然蛋白质是在长期进化过程中形成的，它的结构.性能符合特定物种生存的需要，却不一定能完全满足人类生产和生活的需要。

于是要对现有蛋白质进行改造，制造出目前从天然蛋白质中找不到的蛋白质。

这样人们又开始了新一轮的探索，蛋白质工程应运而生了。

一.蛋白质工程的诞生1.概念蛋白质工程是根据蛋白质的精细结构与生物活性以及结构与功能之间的相互关系，利用基因工程的手段，按照人类自身的需要，定向地改造天然的蛋白质，甚至创造新的.自然界不存在的.具有优良特性的蛋白质分子。

2.方法1多肽合成法利用多肽合成仪，直接合成一种全新的蛋白质。

2基因改造法利用基因工程手段对负责编码某种蛋白质的基因进行设计，合成出更符合人们要求的蛋白质。

天然的干扰素很难在体外保存，如果能把其中的一个半胱氨酸替换成丝氨酸，在体外70下可以保存半年，据此分析干扰素半胱氨酸改造干扰素丝氨酸1.对天然蛋白质进行改造，你认为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答案通过对基因的操作来实现，主要原因如下1天然蛋白质都是由基因编码的，改造了基因即对蛋白质进行了改造。

班级姓名1.4 蛋白质工程的崛起导学案【学习目标】：知识目标：举例说出蛋白质工程崛起的缘由。

能力目标：简述蛋白质工程的基本原理及基本途径。

情感态度和价值观：尝试运用逆向思维分析和解决问题。

【学习重点】：1.开展蛋白质工程研究的意义。

2.蛋白质工程的原理。

【学习难点】：蛋白质工程的原理。

【学习过程】：【达标训练】1、蛋白质工程中目前已成功的是（）A．对胰岛素进行改造，生产速效型药品 B．蛋白质工程应用于微电子方面C．体外耐保存的干扰素 D．用蛋白质工程生产高产赖氨酸玉米2、科学家将β—干扰素基因进行定点突变导人大肠杆菌表达，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3、蛋白质工程中，直接需要进行操作的对象是( )A．氨基酸结构B．蛋白质空间结构 C．肽链结构D、基因结构4、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5、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→②【小结】【学后反思】参考答案ABDBC。

课后训练1．自然界中不存在的蛋白质的合成首先应设计（）。

A．基因结构B．mRNA结构C．氨基酸序列D．蛋白质结构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3．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4．自然界里还没发现有什么材料能像蛛丝的强度和柔韧度那么好.蛛丝强度和柔韧度得益于蛛丝蛋白中氨基酸的特殊布局,使它产生了一个由坚硬的结晶区和一个非结晶区构成的混合区域。

有人试图通过破解蛛丝蛋白的结构从而推出其基因结构，以指导对蚕丝蛋白基因的修改,从而让蚕也吐出像蛛丝蛋白一样坚韧的丝,此过程运用的技术及流程分别是（）。

A．基因突变：DNA→RNA→蛋白质B．基因工程：RNA→RNA→蛋白质C．基因工程：DNA→RNA→蛋白质D．蛋白质工程：蛋白质→RNA→DNA→RNA→蛋白质5．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．将随“神舟六号”遨游太空的水稻种子,种植后获得一种新蛋白质D．将人工合成的一种基因导入大肠杆菌,生产一种新抗体6．猪的胰岛素用于降低人体血糖浓度效果不明显，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，用蛋白质工程的蛋白质分子设计的最佳方案是（）。

A．对猪胰岛素进行一个不同氨基酸的替换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7．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8．下列不属于蛋白质工程成果的是（）。

1、4蛋白质工程的崛起课标要求1.举例说出蛋白质工程崛起的缘由。

2.简述蛋白质工程的原理。

能力要求.尝试运用逆向思维分析和解决问题。

知识网络体系基因工程的实质：蛋白质工程崛起缘由基因工程原则上只能生产自然界原有的蛋白质蛋白质工程的目的：目标蛋白质工程的基本原理原理：过程：蛋白质工程的进展和前景重难热点归纳1）蛋白质工程与基因工程的区别：蛋白质工程就是根据蛋白质的精细结构与功能之间的关系，利用基因工程的手段，按照人类自身的需要，定向地改造天然的蛋白质，甚至创造新的、自然界本不存在的、具有优良特性的蛋白质分子。

蛋白质工程自诞生之日起，就与基因工程密不可分。

基因工程是通过基因操作把外源基因转入适当的生物体内，并在其中进行表达，它的产品还是该基因编码的天然存在的蛋白质。

蛋白质工程则更进一步。

它可以根据对分子预先设计的方案，通过对天然蛋白质的基因进行改造，来实现对它所编码的蛋白质进行改造。

因此，它的产品已不再是天然的蛋白质，而是经过改造的、具有了人类所需要的优点的蛋白质。

天然蛋白质都是通过漫长的进化过程而形成的，而蛋白质工程对天然蛋白质的改造，好比是在实验室里加快了进化的过程。

2）为什么要开展蛋白质工程的研究蛋白质工程是在基因重组技术、生物化学、分子生物学、分子遗传学等学科的基础之上，融合了蛋白质晶体学、蛋白质动力学、蛋白质化学和计算机辅助设计等多学科而发展起来的新兴研究领域。

其内容主要有两个方面：根据需要合成具有特定氨基酸序列和空间结构的蛋白质；确定蛋白质化学组成、空间结构与生物功能之间的关系。

在此基础之上，实现从氨基酸序列预测蛋白质的空间结构和生物功能，设计合成具有特定生物功能的全新的蛋白质，这也是蛋白质工程最根本的目标之一。

3）蛋白质工程的原理预期功能→蛋白质三维结构→氨基酸序列（多肽链）→基因→具有预期功能的蛋白质经典例题剖析1、蛋白质工程中直接需要进行操作的对象是（）A、氨基酸结构B、蛋白质空间结构C、肽链结构D、基因结构【解析】蛋白质工程是指以蛋白质分子结构规律及其与生物功能的关系为基础，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，以满足人类的生产或或生活需要。

1.4蛋白质工程的崛起同步练习1．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2．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3．(2011年甘肃兰州高二检测)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位的半胱氨酸变成丝氨酸，结果大大提高了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4．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5．下图为蛋白质工程操作的基本思路，请据图回答下列问题：(1)代表蛋白质工程操作思路的过程是________；代表中心法则内容的是________。

(填写数字)(2)写出图中各数字代表的生物学过程的名称或内容：③________；④________；⑤________。

(3)蛋白质工程的目的是______________________________________通过________________________实现。

(4)从图中可以看出蛋白质工程的基本途径与中心法则是________的。

答案：(1)④⑤①②③(2)折叠分子设计DNA合成(3)对蛋白质的结构进行分子设计基因合成或修饰(4)相反1．蛋白质工程的基础是()A．发酵工程B．细胞工程C．胚胎工程D．基因工程2．蛋白质工程的实质是()A．改造蛋白质B．改造mRNA C．改造基因D．改造氨基酸3．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．蛋白质工程能生产出自然界中不曾存在的新型蛋白质分子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4．(2011河北保定高二检测)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据氨基酸序列推出脱氧核苷酸序列A．①②③④B．④②①③C．③①④②D．③④①②5．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存在的蛋白质，蛋白质工程合成的可以是天然不存在的蛋白质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6．下列有关蛋白质工程的说法正确的是()A．蛋白质工程无需构建基因表达载体B．通过蛋白质工程改造后的蛋白质的性状不遗传给子代C．蛋白质工程需要限制性核酸内切酶和DNA连接酶D．蛋白质工程是在蛋白质分子水平上改造蛋白质的7．(2011年河南三门峡高二检测)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，只有对热稳定性较差，进入人体后容易失效。

1.4 蛋白质工程的崛起一、选择题1．下列说法错误的是( )A．科学家通过对胰岛素的改造已经使其成为速效型药品B．我们可以将蛋白质工程应用于微电子方面C．用蛋白质工程方法制成的电子元件，具有体积小、耗电少和效率高的特点D．蛋白质工程成功的例子不多，主要是因为蛋白质种类太少，原料不足解析：选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，主要是因为蛋白质发挥功能必须依赖于正确的高级结构，这种结构十分复杂，而目前科学家对大多数蛋白质的高级结构的了解还不够。

2．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中已存在的蛋白质，而蛋白质工程可以对现有蛋白质进行改造，从而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．基因工程遵循中心法则，蛋白质工程完全不遵循中心法则D．基因工程和蛋白质工程产生的变异都是可遗传的解析：选C 蛋白质工程的基本途径是根据中心法则反推出来的。

3．蛋白质工程中对蛋白质分子进行设计时，主要包括( )①进行少数氨基酸的替换②对不同来源的蛋白质进行拼接③从氨基酸的排列顺序出发设计全新的蛋白质④直接改变蛋白质的空间结构A．①②B．①②③C．②③④D．①②④解析：选B 蛋白质工程中对蛋白质分子进行设计时，不能直接改变蛋白质的空间结构，但是能进行少数氨基酸的替换，能对不同来源的蛋白质进行拼接，能够从氨基酸的排列顺序出发设计全新的蛋白质。

4．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。

【优化设计】2015-2016学年高中生物 1、4蛋白质工程的崛起课后习题新人教版选修3课时演练·促提升1、下列选项中正确的就是（）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就是（）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,不正确的就是( ）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与功能，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.若让您用生物工程的方法改变此酶的特性,首先考虑的就是( )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。