第3章　第4節(jié)　[基礎(chǔ)達標]題組一　蛋白質(zhì)工程的概念1．蛋白質(zhì)工程崛起的緣由是(　　)A．天然蛋白質(zhì)使生物適應(yīng)環(huán)境B．天然蛋白質(zhì)均為自然界應(yīng)存在的種類C．天然蛋白質(zhì)不能夠完全滿足人類生產(chǎn)生活的需要D．天然蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和種類是長期自然選擇的結(jié)果【答案】C【解析】蛋白質(zhì)工程崛起的緣由：基因工程只能生產(chǎn)自然界已存在的蛋白質(zhì)，而天然蛋白質(zhì)不能夠完全滿足人類生產(chǎn)生活的需要，C正確。2．蛋白質(zhì)工程與基因工程相比，其突出的特點是(　　)A．蛋白質(zhì)工程原則上能生產(chǎn)出任何蛋白質(zhì)B．蛋白質(zhì)工程能夠?qū)ΜF(xiàn)有的蛋白質(zhì)進行改造，或者制造一種新的蛋白質(zhì)C．蛋白質(zhì)工程可以不通過轉(zhuǎn)錄和翻譯實現(xiàn)D．蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上，延伸出的第三代基因工程【答案】B【解析】蛋白質(zhì)工程不能生產(chǎn)沒弄清高級結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)，A錯誤；蛋白質(zhì)工程的突出特點是對原有的蛋白質(zhì)加以改造或制造出自然界中沒有的蛋白質(zhì)，B正確；蛋白質(zhì)工程也要通過轉(zhuǎn)錄和翻譯生產(chǎn)蛋白質(zhì)，C錯誤；蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上延伸出的第二代基因工程，D錯誤。3．下列關(guān)于蛋白質(zhì)工程的敘述，錯誤的是(　　)A．通過蛋白質(zhì)工程可以改變蛋白質(zhì)的活性B．蛋白質(zhì)工程可以改造酶的結(jié)構(gòu)從而提高酶的熱穩(wěn)定性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)工程是在基因工程基礎(chǔ)上延伸出來的第二代基因工程【答案】C【解析】通過蛋白質(zhì)工程可以改變蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，進而改變蛋白質(zhì)的活性，A正確；絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)工程可以改造化學(xué)本質(zhì)為蛋白質(zhì)的酶的結(jié)構(gòu)，從而提高酶的熱穩(wěn)定性，B正確；利用基因工程可以在真菌細胞中得到人的胰島素，C錯誤；蛋白質(zhì)工程是在基因工程基礎(chǔ)上延伸出來的第二代基因工程，D正確。題組二　蛋白質(zhì)工程的原理4．下列關(guān)于蛋白質(zhì)工程的設(shè)計思路不正確的是(　　)A．從蛋白質(zhì)的功能推測蛋白質(zhì)應(yīng)有的結(jié)構(gòu)B．從蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)推測氨基酸的排列順序C．從氨基酸的排列順序推測脫氧核苷酸的排列順序D．蛋白質(zhì)工程完全不遵循中心法則【答案】D【解析】蛋白質(zhì)工程的基本途徑是從預(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→找到并改變相對應(yīng)的脫氧核苷酸序列→獲得所需要的蛋白質(zhì)。由適合需求的新基因表達出具有特定結(jié)構(gòu)和功能的蛋白質(zhì)的過程遵循中心法則，也在蛋白質(zhì)工程的流程之內(nèi)。綜上所述，D錯誤，A、B、C正確。5．下圖是蛋白質(zhì)工程的示意圖，有關(guān)敘述錯誤的是(　　)A．實施蛋白質(zhì)工程的前提條件是了解蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)系B．目前蛋白質(zhì)工程最大的困難是E過程，即設(shè)計預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)C．G過程的完成依賴于基因修飾或基因合成D．蛋白質(zhì)工程流程的順序是A、B、C、D、E、F、G【答案】D【解析】實施蛋白質(zhì)工程的前提條件是了解蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)系，A正確；目前蛋白質(zhì)工程最大的困難是E過程，即設(shè)計預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，B正確；G過程的完成依賴于基因修飾或基因合成，C正確；蛋白質(zhì)工程流程的順序是E、F、G、A、B、C、D，D錯誤。6．蛋白質(zhì)工程中對蛋白質(zhì)分子的設(shè)計，主要包括(　　)①進行少數(shù)氨基酸的替換②對不同來源的蛋白質(zhì)的拼接③從預(yù)期蛋白質(zhì)的功能出發(fā)去推測氨基酸排列順序④直接改變蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)A．①② B．①②③C．②③④ D．①②④【答案】B【解析】蛋白質(zhì)工程中對蛋白質(zhì)分子的設(shè)計主要包括：制造出自然界中不存在的全新蛋白質(zhì)；在蛋白質(zhì)分子中替代一個肽段或一個特定的結(jié)構(gòu)域；改造蛋白質(zhì)分子中的幾個氨基酸殘基。由于蛋白質(zhì)分子通常都較大，而直接改變蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)不易于操作，因此蛋白質(zhì)工程是在基因的水平上進行操作的，故①②③正確④錯誤，B正確。7．某生物制品公司用下圖所示的方法生產(chǎn)干擾素。下列說法正確的是(　　)A．能產(chǎn)生干擾素的酵母菌是基因工程創(chuàng)造的新物種B．干擾素是由淋巴細胞產(chǎn)生的，所以只有淋巴細胞中才有干擾素基因C．該過程所運用的生物學(xué)原理是基因重組D．若要獲得更耐儲存的干擾素，可利用蛋白質(zhì)工程來直接改造蛋白質(zhì)【答案】C【解析】能產(chǎn)生干擾素的酵母菌是基因工程創(chuàng)造的新品種而不是新物種，A錯誤；所有細胞都有干擾素基因，只有淋巴細胞中干擾素基因才表達，B錯誤；基因工程的原理就是基因重組，C正確；若要獲得更耐儲存的干擾素，可利用蛋白質(zhì)工程來改造干擾素基因，D錯誤。題組三　蛋白質(zhì)工程的應(yīng)用8．添加在洗衣粉中的某種酶在低溫下活性較低，影響了洗衣粉的洗滌效果。若要用生物工程的方法改變此酶的特性，首先考慮的是(　　)A．基因工程 B．蛋白質(zhì)工程C．誘變 D．細胞工程【答案】B【解析】可通過蛋白質(zhì)工程實現(xiàn)對蛋白質(zhì)改造的目的。9．下列不屬于蛋白質(zhì)工程成果的是(　　)A．改造酶的結(jié)構(gòu)，提高酶的熱穩(wěn)定性B．生產(chǎn)出鼠—人嵌合抗體C．將t－PA分子中的天冬酰胺替換為谷氨酰胺D．將人的胰島素基因整合到大腸桿菌體內(nèi)生產(chǎn)胰島素【答案】D【解析】絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，A正確；抗體化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，B正確；替換氨基酸是對蛋白質(zhì)的改造，C正確；將人的胰島素基因整合到大腸桿菌體內(nèi)生產(chǎn)胰島素是基因工程，D錯誤。10．某種微生物合成的蛋白酶與人體消化液中的蛋白酶結(jié)構(gòu)和功能很相似，只是熱穩(wěn)定性較差，進入人體后容易失效。現(xiàn)要將此酶開發(fā)成一種片劑，用于臨床治療消化不良，最佳方案是(　　)A．減少此酶在片劑中的含量B．將此酶與人蛋白酶拼接，形成新的蛋白酶C．重新設(shè)計與創(chuàng)造一種全新的蛋白酶D．替換此酶中的少數(shù)氨基酸，改善其功能【答案】D【解析】減少此酶的含量會減弱療效，且剩余的酶仍然容易失效，A錯誤；蛋白質(zhì)之間不能進行簡單的拼接，B錯誤；只需將此酶進行改造以滿足需求即可，不需重新設(shè)計與創(chuàng)造一種全新的蛋白酶，C錯誤；要提高該酶的熱穩(wěn)定性，可以采用蛋白質(zhì)工程技術(shù)替換此酶中的少數(shù)氨基酸，改善其功能，D正確。[能力提升]11．科研小組利用蛋白質(zhì)工程將某細胞中的一種轉(zhuǎn)運蛋白X進行改造，并使改造后的轉(zhuǎn)運蛋白X基因在細胞中正常表達。下列說法不正確的是(　　)A．蛋白質(zhì)工程可能會構(gòu)建出一種全新的基因B．該過程需要限制性內(nèi)切核酸酶和DNA連接酶的作用C．經(jīng)改造后的蛋白質(zhì)不需要再進行功能鑒定D．經(jīng)改造后的基因的表達過程也遵循中心法則【答案】C【解析】蛋白質(zhì)工程可構(gòu)建出一種全新的基因，A正確；蛋白質(zhì)工程最終需要基因工程來實現(xiàn)，基因表達載體構(gòu)建需要限制酶和DNA連接酶，B正確；經(jīng)改造后的蛋白質(zhì)仍需要再進行功能鑒定，C錯誤；經(jīng)改造后的基因的表達過程遵循中心法則，D正確。12．從某高等動物漿細胞(L)中提取全部的mRNA，并以此為模板合成相應(yīng)的DNA單鏈(L－cDNA)，提取來自同一個體的胰島B細胞(P)的全部mRNA(P－mRNA)。下列敘述正確的是(　　)A．P－mRNA與L－cDNA進行分子雜交時，全部片段都能發(fā)生堿基互補配對B．限制酶能特異性識別RNA分子的某種特定核苷酸序列，破壞磷酸二酯鍵C．能與L－cDNA互補的P－mRNA中含有編碼呼吸酶的mRNAD．漿細胞不能分泌胰島素是因為缺乏編碼胰島素的相關(guān)基因【答案】C【解析】由于基因選擇表達不同，胰島B細胞中提取的P－mRNA與L－cDNA不能全部發(fā)生互補，A錯誤；限制性內(nèi)切核酸酶具有專一性，能識別DNA分子的某種特定核苷酸序列并切斷特定部位的兩個脫氧核苷酸之間的磷酸二酯鍵，B錯誤；漿細胞和胰島B細胞中合成呼吸酶的基因都表達，故能與L－cDNA互補的P－mRNA中含有編碼呼吸酶的mRNA，C正確；漿細胞不能合成胰島素，是因為與胰島素合成相關(guān)的基因在漿細胞中不表達，D錯誤。13．干擾素是動物體內(nèi)合成的一種蛋白質(zhì)，臨床上可以用于治療病毒感染和癌癥，但體外保存相當困難。如果將其分子上的一個半胱氨酸變成絲氨酸，就可在－70 ℃條件下保存半年。(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”。蛋白質(zhì)工程的基本途徑是________________→設(shè)計預(yù)期蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)→推測應(yīng)有的氨基酸序列→______________________________________→獲得所需要的蛋白質(zhì)。(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______________的需要；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)系為基礎(chǔ)，通過__________________，對____________進行改造，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，原因是蛋白質(zhì)具有十分復(fù)雜的______________結(jié)構(gòu)。【答案】(1)從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)　找到并改變相對應(yīng)的脫氧核苷酸序列(基因)或合成新的基因(2)自然界已存在　人類生產(chǎn)和生活　基因的改造或合成　現(xiàn)有蛋白質(zhì)(3)高級【解析】(1)蛋白質(zhì)工程的基本途徑：從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)→設(shè)計預(yù)期蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)→推測應(yīng)有的氨基酸序列→找到并改變相對應(yīng)的脫氧核苷酸序列(基因)或合成新的基因→獲得所需要的蛋白質(zhì)。(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)自然界已存在的蛋白質(zhì)，不一定符合人類生產(chǎn)和生活的需要；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)系為基礎(chǔ)，通過基因的修飾或合成，對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進行改造，或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類的生產(chǎn)和生活需要。(3)由于蛋白質(zhì)具有十分復(fù)雜的高級結(jié)構(gòu)，所以蛋白質(zhì)工程實施的難度很大。14．綠色熒光蛋白(GFP)能在藍光或紫外光的激發(fā)下發(fā)出熒光，這樣借助GFP發(fā)出的熒光就可以追蹤蛋白質(zhì)在細胞內(nèi)部的移動情況，幫助推斷蛋白質(zhì)的功能。下圖為我國首例綠色熒光蛋白(GFP)轉(zhuǎn)基因克隆豬的培育過程示意圖，據(jù)圖回答：(1)圖中通過過程①②形成重組質(zhì)粒，需要限制酶切取目的基因、切割質(zhì)粒。限制酶Ⅰ的識別序列和切點是－ ATCC－，限制酶Ⅱ的識別序列和切點是 ATC－。在質(zhì)粒上有酶Ⅰ的一個切點，在目的基因的兩側(cè)各有1個酶Ⅱ的切點。①請畫出質(zhì)粒被限制酶Ⅰ切割后形成黏性末端的過程。(只寫出切割后形成的部分即可)②在DNA連接酶的作用下，上述兩種不同限制酶切割后形成的黏性末端能否連接起來？__________，理由是_________________________________________。(2)過程③將重組質(zhì)粒導(dǎo)入豬胎兒成纖維細胞時，采用最多也最有效的方法是______________________。(3)如果將切取的GFP基因與抑制小豬抗原表達的基因一起構(gòu)建到載體上，GFP基因可以作為基因表達載體上的標記基因，其作用是_________________________。獲得的轉(zhuǎn)基因克隆豬，可以解決的醫(yī)學(xué)難題是______________________。(4)目前科學(xué)家們通過蛋白質(zhì)工程制造出了藍色熒光蛋白、黃色熒光蛋白等，采用蛋白質(zhì)工程技術(shù)制造出藍色熒光蛋白過程的正確順序是____________(填序號)。①推測藍色熒光蛋白的氨基酸序列和基因的核苷酸序列②藍色熒光蛋白的功能分析和結(jié)構(gòu)設(shè)計③藍色熒光蛋白基因的修飾(合成)④表達出藍色熒光蛋白【答案】(1)①＋ ②可以連接　由兩種不同限制酶切割后形成的黏性末端是相同的(或是可以互補的)(2)顯微注射法(3)鑒定受體細胞中是否含有目的基因　供體器官不足和免疫排斥(4)②①③④【解析】本題考查基因工程和蛋白質(zhì)工程的相關(guān)知識。(1)①小題相對比較簡單，要注意DNA序列與限制酶識別序列的區(qū)別，不要遺漏了酶和黏性末端的正確表達。②小題中由于兩種限制酶切割形成的黏性末端是相同的，可以互補配對，因此可用DNA連接酶進行相互“縫合”。(2)基因工程中目的基因?qū)雱游锛毎姆椒ㄊ秋@微注射法。(3)基因表達載體上標記基因的作用是鑒定受體細胞中是否含有目的基因；獲得轉(zhuǎn)基因豬，有助于解決醫(yī)學(xué)上供體器官不足和免疫排斥問題。(4)蛋白質(zhì)工程操作流程的正確順序是②①③④。 

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第4節(jié) 蛋白質(zhì)工程的原理和應(yīng)用

版本： 人教版 (2019)

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