《蛋白质工程的崛起》试题库2

《蛋白质工程的崛起》试题库题组11．蛋白质工程的实质是()A．改造蛋白质 B．改造mRNAC．改造基因 D．改变氨基酸解析：蛋白质工程的目标是根据人们对蛋白质功能的特殊要求，对蛋白质的结构进行分子设计，由于基因决定蛋白质，因此要对蛋白质结构进行设计改造，必须从基因入手。答案：C2．葡萄糖异构酶(GⅠ)在工业上应用广泛，为提高其热稳定性，科学家对GⅠ基因进行体外定点诱变，以脯氨酸(Prol38)替代Gly138，含突变体的重组质粒在大肠杆菌中表达，结果最适反应温度提高10～12℃A．基因工程 B．蛋白质工程C．发酵工程 D．酶工程解析：酶工程的重点在于对已存在的酶合理充分利用(如：加酶洗衣粉、嫩肉粉等)，而蛋白质工程的重点则在于对已存在的蛋白质分子的改造。通常所说的酶工程是用工程菌生产酶制剂，而没有经过由酶的功能来设计酶的分子结构，然后由酶的分子结构来确定相应基因的碱基序列等步骤。答案：B3．下列哪项不是蛋白质工程中的蛋白质分子设计()A．对已知结构的蛋白质进行少数氨基酸的替换B．对不同来源的蛋白质分子进行拼接组装C．从氨基酸的排列顺序开始设计全新蛋白质D．设计控制蛋白质合成的基因中的核苷酸序列解析：蛋白质工程的重要方面是蛋白质的分子设计，它可以分为三类：一是对已知蛋白质进行少数氨基酸的替换，二是对不同来源的蛋白质进行拼接组装，三是设计制造自然界中全新的蛋白质。D项中的内容是合成基因，属于基因工程。答案：D4．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t­PA分子中的天冬酰胺替换为谷氨酰胺D．蛋白酶洗衣粉容易洗掉奶渍、血渍解析：A、B、C三项所述都是对现存的蛋白质分子进行改造，属于蛋白质工程的成果。而加酶洗衣粉属于酶制剂的应用，属于酶工程的成果。答案：D5．下列关于蛋白质工程应用的叙述错误的是()A．蛋白质工程可以改造酶的结构，提高酶的热稳定性B．通过蛋白质工程可以改变蛋白质的活性C．利用蛋白质工程可以在大肠杆菌细胞中得到人的胰岛素D．蛋白质工程可以对胰岛素进行改造和修饰，合成速效型胰岛素制剂解析：蛋白质工程是依据人们设计的蛋白质分子结构来改造基因，进而控制合成或改变自然界中的蛋白质，而在大肠杆菌中生产人胰岛素利用基因工程技术便可达到。答案：C6．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.按照人们的意愿将天然蛋白质改造成新的蛋白质解析：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，但不包括组成蛋白质的氨基酸的化学成分的分析。答案：C7．干扰素是动物体内的一种蛋白质，可用于治疗病毒的感染和癌症，但很难在体外保存。科学家通过改变其分子上的一个氨基酸来延长它的保存期限。科学家是如何改变的()A.将半胱氨酸变成丝氨酸B.将丝氨酸变成半胱氨酸C.将半胱氨酸变成苏氨酸D.将苏氨酸变成半胱氨酸解析：如果将干扰素分子上的一个半胱氨酸变成丝氨酸，在－70℃答案：A8．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解析：蛋白质工程操作程序的基本思路与基因工程相反，由蛋白质功能入手，设计蛋白质结构，再对基因进行改造。答案：A9．下列关于蛋白质工程的叙述中，错误的是()A．蛋白质工程的实现需要许多科学技术参与B．蛋白质工程创造了新的基因C．蛋白质工程又称为第二代基因工程D．定点诱变技术用于蛋白质的“中改”解析：蛋白质工程的实现需要许多科学技术参与，结构生物学对大量蛋白质分子的精确立体结构及其复杂的生物功能的分析结果，为设计改造天然蛋白质提供了蓝图。分子遗传学的以定点突变为中心的基因操作技术为蛋白质工程提供了手段。蛋白质工程一般先创造出适合人类需求的新基因，然后表达出特定的蛋白质。基因工程是其中的关键技术，因此，蛋白质工程又被称为第二代基因工程。定点诱变技术用于蛋白质的“小改”。答案：D10．有关基因工程与蛋白质工程的说法，正确的是()A．通过基因工程产生的蛋白质都符合人类需要B．通过基因工程能得到自然界不存在的蛋白质C．蛋白质工程通常是对蛋白质的结构进行直接改造D．蛋白质工程可以创造新的、自然界不存在的蛋白质解析：基因工程得到的蛋白质是自然界原来就具有的蛋白质，产生的蛋白质不一定都符合人类需要，蛋白质工程的直接操作对象是基因。答案：D11．蛋白质工程中，直接进行操作的对象是()A．氨基酸结构 B．肽链结构C．蛋白质空间结构 D．基因结构解析：蛋白质工程中，直接改造蛋白质分子结构难度大，并且获得的性状不能遗传给下一代。因此，直接操作的对象是基因，对基因进行相应的操作，设计或改变其结构，进而合成出自然界中不存在的蛋白质类型。答案：D12．已知氨基酸序列如何确定mRNA碱基序列()A．氨基酸的密码子 B．基因碱基对序列C．mRNA上U的位置 D．转运RNA序列解析：因为每个氨基酸都是由三个碱基组成的密码子决定的，所以根据组成氨基酸的密码子再来反推mRNA上的碱基序列，进而确定基因的结构。答案：A13．在当前医学上，第二代生物技术药物正逐渐取代第一代多肽蛋白质类药物作为治疗剂，则第一代药物与第二代重组药物分别是()A．都与天然产物完全相同B．都与天然产物不相同C．第一代药物与天然产物相同，第二代药物与天然产物不同D．第一代药物与天然产物不同，第二代药物与天然产物相同解析：此题重点考查蛋白质工程的应用。蛋白质工程是延伸出来的第二代基因工程，它通过对天然蛋白质的基因进行改造来实现对其编码的蛋白质的改造。它的产品已不再是天然的蛋白质，而是经过改造的具有人类所需优点的与天然产物不同的蛋白质。答案：C14．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：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。答案：B15．“蛋白质工程”的研究，将对生命科学产生重大影响。下列关于蛋白质工程的叙述，不正确的是()A．实施蛋白质工程的前提条件是了解蛋白质结构和功能的关系B．基因工程是蛋白质工程的关键技术C．蛋白质工程是对蛋白质分子的直接改造D．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解析：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，是在基因水平上改造蛋白质。答案：C16．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。下图表示用蛋白质工程设计速效胰岛素的生产过程，请据图回答有关问题：(1)构建新的蛋白质模型是蛋白质工程的关键，图中构建新的胰岛素模型的主要依据是：________________。(2)通过人工合成DNA形成的新基因应与________________结合后转移到________________中才能得到准确表达。(3)若要利用大肠杆菌生产速效胰岛素，需用到的生物工程有________________、________________和发酵工程。(4)图解中从新的胰岛素模型到新的胰岛素基因的基本思路是什么？解析：(1)蛋白质工程的目的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，因此，图中构建新的胰岛素模型的依据是胰岛素的预期功能，即速效胰岛素。(2)合成的目的基因应与载体形成重组DNA分子后导入受体细胞中才能得以表达。(3)利用蛋白质工程生产自然界原本不存在的蛋白质，需对原有的胰岛素进行改造，根据新的胰岛素中氨基酸序列推测出其基因中的脱氧核苷酸序列，人工合成新的胰岛素基因，形成目的基因，改造好的目的基因需通过基因工程来生产基因产物，并且在生产过程中要借助工程菌，所以还需要进行发酵，因此该过程涉及蛋白质工程、基因工程和发酵工程。答案：(1)蛋白质的预期功能(2)载体大肠杆菌等受体细胞(3)蛋白质工程基因工程(4)根据新的胰岛素中氨基酸的序列，推测出其基因中的脱氧核苷酸序列，然后利用DNA合成仪来合成出新的胰岛素基因。17．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，但体外保存相当困难，如果将其分子中的一个半胱氨酸变成丝氨酸，就可在－70℃(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”：(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：______________________________________________。答案：(1)预期的蛋白质功能预期的蛋白质结构应有的氨基酸序列相对应的脱氧核苷酸序列(基因)(2)自然界已存在的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进行改造首先，任何一种天然蛋白质都是由基因编码的，改造了基因也就是改造了蛋白质，并且改造过的蛋白质可以通过改造过的基因遗传给下一代。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还是无法遗传；其次，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18．[2014·江苏徐州联考]科学家对鼠杂交瘤细胞(杂交瘤细胞是既能无限增殖又能分泌特异性抗体的一种杂交细胞)获得鼠源抗体进行改造，生产出效果更好的鼠—人嵌合抗体，用于癌症治疗。下图表示形成鼠—人嵌合抗体的过程。请据图回答：(1)改造鼠源抗体，生产鼠—人嵌合抗体，属于________(生物工程)的范畴。图示该过程中，根据预期的嵌合抗体功能，设计嵌合抗体的结构，最终必须对________进行操作。(2)从鼠杂交瘤细胞中获得可变区的特定基因，然后与人的抗体恒定区基因连接，需要的工具酶是________。重组基因是否翻译成蛋白质，需要从转基因鼠中分离、提取________，利用相应的抗体进行抗原—抗体杂交。(3)在鼠—人嵌合抗体进入人体内后，识别抗原的区域是________区，引起人体免疫反应的主要是________区；经过改造的鼠—人嵌合抗体，与鼠源杂交瘤抗体相比较，突出的优点是________________。解析：根据题目的图示，可以看到是对蛋白质进行了改造，将鼠抗体的可变区与人的恒定区进行了组合，这种操作属于蛋白质工程。蛋白质工程最终要通过对基因的改造、合成来对蛋白质进行改造。抗原具有特异性，不同的抗原需要不同的抗体来特异性的识别，所以识别不同抗原的区域应该是可变的。答案：(1)蛋白质工程基因(2)限制性核酸内切酶、DNA连接酶蛋白质(3)可变恒定对人体的不良反应(或过敏反应等副作用)减少题组21．(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。5．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解析：选B。所谓蛋白质工程，应是利用基因工程手段，包括基因的定点突变和基因表达对蛋白质进行改造，以期获得性质和功能更加完善的蛋白质分子。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。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．将t­PA分子中的天门冬酰胺替换为谷氨酰胺D．蛋白酶洗衣粉容易洗掉或除去奶渍、血渍解析：选D。A、B、C三项所述都是对现存的蛋白质进行改造，属于蛋白质工程的成分。而加酶洗衣粉属于酶制剂的应用，属于酶工程的成果。7．下列关于蛋白质工程应用的叙述不正确的是()A．蛋白质工程是包含多学科的综合科技工程领域B．通过蛋白质工程可以改变蛋白质的活性C．利用蛋白质工程可以在酵母菌细胞中得到人的干扰素D．蛋白质工程是一项难度很大的工程，目前成功的例子并不多解析：选C。蛋白质工程是依据人们设计的蛋白质分子结构，来改造基因，进而控制合成新的蛋白质或改变自然界中的蛋白质，而在酵母菌中生产人干扰素利用基因工程技术便可达到。8．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。9．(2014·河北石家庄高二检测)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。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。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。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。11．(2014·德州高二检测)如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：①______，②________，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。解析：从分析蛋白质的结构开始，推出氨基酸的序列，合成基因，再通过基因的改造而合成新的蛋白质属于蛋白质工程，图中蛋白质工程的基本途径与中心法则是相反的。答案：(1)④⑤①②③(2)转录翻译折叠分子设计DNA合成(3)对蛋白质的结构进行分子设计基因合成或改造(4)相反12．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______性，埃斯特尔所做的工作是对已知蛋白质进行____________________。解析：本题考查蛋白质工程的有关问题。基因中的3个碱基对决定mRNA上3个碱基，mRNA上3个碱基决定一个氨基酸。利用生物技术改造蛋白质能够提高蛋白质的稳定性。答案：(1)蛋白质工程(2)1(3)稳定少数氨基酸的替换13．(2014·菏泽高二检测)干扰素是动物体内合成的一种蛋白质，可以用于治疗病毒的感染和癌症，但在体外保存相当困难，如果将其分子上的一个氨基酸变成另一个氨基酸，就可在－70℃条件下保存半年，给广大患者带来福音。(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”：eq\x()eq\o(――→,\s\up7(设计))eq\x()eq\o(――→,\s\up7(推测))eq\x()eq\o(――→,\s\up7(找到))eq\x()(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________________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________________，对现在蛋白质进行______________，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？其原因是什么？______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案：(1)预期蛋白质的功能预期的蛋白质结构应有的氨基酸序列相对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(4)应该通过对基因的操作来实现对天然蛋白质的改造。原因：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；②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；③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14．如图表示形成鼠—人嵌合抗体的过程。请据图回答下列问题。(1)改造鼠源抗体，生产鼠—人嵌合抗体，属于________________(生物工程)的范畴。图示该过程中，根据预期的嵌合抗体功能，设计嵌合抗体的结构，最终必须对________进行操作。(2)从鼠杂交瘤细胞中获得可变区的特定基因，然后与人的抗体恒定区基因连接，需要的工具酶是________________、________________。重组基因是否翻译成蛋白质，需要从转基因鼠中分离、提取________，利用相应的抗体进行抗原—抗体杂交。(3)在鼠—人嵌合抗体进入人体内后，识别抗原的区域是________区，引起人体免疫反应的主要是________区；经过改造的鼠—人嵌合抗体，与鼠源杂交瘤抗体相比较，突出的优点是_______________________________________。解析：根据题目的图示，可以看到是对蛋白质进行了改造，将鼠抗体的可变区与人的恒定区进行了组合，这种操作属于蛋白质工程。蛋白质工程最终要通过对基因的改造、合成来对蛋白质进行改造。抗原具有特异性，不同的抗原需要不同的抗体来特异性地识别，所以识别不同抗原的区域应该是可变的。答案：(1)蛋白质工程基因(2)限制性核酸内切酶DNA连接酶蛋白质(3)可变恒定对人体的不良反应(或过敏反应等副作用)减少题组31．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据根氨基酸序列推出脱氧核苷酸序列A．①②③④ B．④②①③C．③①④② D．③④①②解析：选C。蛋白质工程的基本流程为：预期蛋白质功能→蛋白质分子结构设计→根据氨基酸序列推出脱氧核苷酸序列→DNA合成。2．猪的胰岛素用于人体降低血糖浓度效果不明显，原因是猪的胰岛素分子中有一个氨基酸与人的不同。为了使猪的胰岛素用于临床治疗人的糖尿病，用蛋白质工程对蛋白质分子进行设计的最佳方案是()A．对猪的胰岛素进行一个不同氨基酸的替换B．将猪的胰岛素和人的胰岛素进行拼接，组成新的胰岛素C．将猪和人的胰岛素混合在一起治疗人的糖尿病D．根据人的胰岛素设计制造一种新的胰岛素解析：选D。要使猪的胰岛素临床用于治疗人的糖尿病，需要对猪的胰岛素进行蛋白质改造，制造一种新的胰岛素。蛋白质工程实质是对基因的改造。3．以下关于蛋白质工程的说法正确的是()A．蛋白质工程以基因工程为基础B．蛋白质工程就是酶工程的延伸C．蛋白质工程就是用蛋白酶对蛋白质进行改造D．蛋白质工程只能生产天然的蛋白质解析：选A。蛋白质工程是以基因工程为基础，又称为第二代基因工程。蛋白质工程可以根据需要改造控制蛋白质合成的相应基因中脱氧核苷酸序列或人工合成所需要的自然界原本不存在的基因片段，从而合成自然界中本来不存在的蛋白质。4．关于基因工程和蛋白质工程的说法正确的是()A．都是分子水平上的操作B．基因工程就是改造基因的分子结构C．蛋白质工程就是改造蛋白质的分子结构D．基因工程能产生自然界根本不存在的基因，蛋白质工程能产生自然界根本不存在的蛋白质解析：选A。基因工程和蛋白质工程的操作对象都是基因，都属于分子水平。5．以下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．生产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解析：选A。科学家通过对胰岛素的改造，已使其成为速效型药品。其他三项所述内容目前尚未实现，只是蛋白质工程的发展前景，有待于进一步研究和设计。6．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。如图是用蛋白质工程设计的速效胰岛素的生产过程，请据图回答下列有关问题：(1)构建新的蛋白质模型是蛋白质工程的关键，图中构建新的胰岛素模型的主要依据是____________________________________________________。(2)通过DNA合成形成的新基因应与________结合后转移到________________________中才能得到准确表达。(3)若要利用大肠杆菌生产速效胰岛素，需用到的生物工程有____________、____________和发酵工程。(4)图解中从新的胰岛素模型到新的胰岛素基因的合成的基本思路是什么？_________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)蛋白质工程首先要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。因此，图中构建新的胰岛素模型的主要依据是胰岛素的预期功能。(2)合成的目的基因应与载体结合，构建基因表达载体后，将其导入受体细胞中才能表达。(3)利用蛋白质工程生产速效胰岛素，需合成新的胰岛素基因，改造好的目的基因需要通过基因工程来生产基因产物，并且在生产中要借助工程菌，所以还要用到发酵工程。因此，此过程涉及蛋白质工程、基因工程、发酵工程。(4)由新的胰岛素模型到构建新的胰岛素基因，其基本思路是根据新的胰岛素中氨基酸的序列，推测出其基因中的脱氧核苷酸序列，然后利用DNA合成仪来合成出新的胰岛素基因。答案：(1)胰岛素的预期功能(2)载体大肠杆菌等受体细胞(3)蛋白质工程基因工程(4)根据新的胰岛素中氨基酸的序列，推测出其基因中的脱氧核苷酸序列，然后利用DNA合成仪合成出新的胰岛素基因1．基因工程只能生产自然界已存在的蛋白质。2．蛋白质工程的主要目的是对现有蛋白质进行改造或生产新的蛋白质，以满足人类生产和生活的需要。3．蛋白质工程直接操作的对象是基因，而不是蛋白质。4．蛋白质工程的基本途径是：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应的脱氧核苷酸序列。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。题组4一、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，后者产生它本不能产生的________，进而表现出新的性状。2．蛋白质工程的目的：生产符合人们生活需要的并非自然界已存在的________。1．基因蛋白质2．蛋白质二、蛋白质工程的基本原理1．蛋白质工程的概念：蛋白质工程是指以___________________作为基础，通过________或________，对现有蛋白质进行________，或___________，以满足人类的生产和生活的需求。2．目标：根据人们对________功能的特定需求，对________的结构进行分子设计。3．原理：中心法则的逆推。4．过程：预期蛋白质功能→设计预期的________结构→推测应有的________序列→找到相应的____________序列(基因)。1．蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系基因修饰基因合成改造制造一种新的蛋白质2．蛋白质蛋白质4．蛋白质氨基酸脱氧核苷酸三、蛋白质工程的进展和前景1．前景诱人。如用此技术制成的电子元件，具有________、________和效率高的特点。2．难度很大。主要是目前科学家对大多数蛋白质的________的了解还很不够。1．体积小耗电少2．高级结构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。其目标是对蛋白质进行分子设计，但因为基因决定蛋白质，因此归根到底还需要相对应基因进行设计。答案：D2．人们发现蛛丝蛋白比蚕丝蛋白更细，但强度却更大，于是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，此过程的名称和依据的原理分别是()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→蛋白质解析：通过修改已知蚕丝蛋白的基因，从而创造出全新的蛋白质的过程叫蛋白质工程，其原理是蛋白质→RNA→DNA→RNA→蛋白质。答案：D3．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解析：蛋白质工程的目标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。答案：A4．关于蛋白质工程的基本流程，正确的是()①预期蛋白质分子结构组成②合成DNA③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解析：蛋白质工程是分析已知结构和功能的蛋白质，并对其结构进行改造，主要是改变个别氨基酸，从而分析出改造后的蛋白质的氨基酸序列，据此逆推出mRNA的碱基序列，最后合成出相应的DNA。答案：C5．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：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。答案：B6．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解析：蛋白质工程，就是利用基因工程手段，包括基因的定点突变和基因表达对蛋白质进行改造，以获得性质和功能更加完善的蛋白质分子。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。答案：B7．蛋白质工程目前成功的是()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．用蛋白质工程生产赖氨酸玉米解析：A项已经实现，B、C、D三项目前尚未实现，只是蛋白质工程的发展前景，有待进一步研究和设计。答案：A8．科学家为提高玉米中的赖氨酸含量，计划将天冬氨酸激酶的第352位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．重新合成新的基因解析：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。答案：C9．绿色荧光蛋白(GFP)能在蓝光或紫外光的激发下发出荧光，这样借助GFP发出的荧光就可以跟踪蛋白质在细胞内部的移动情况，帮助推断蛋白质的功能。GFP基因可作为目的基因用于培育绿色荧光小鼠，下图表示培育绿色荧光小鼠的基本流程：请根据上述材料回答下列问题。(1)用于培育绿色荧光小鼠的基因表达载体的组成必须有启动子、标记基因、__________和__________。图中过程②常用的方法是__________。(2)GFP基因与目的基因一起构建到载体上不影响目的基因的表达，也不影响由目的基因控制合成的蛋白质的结构与功能，且对细胞无毒性作用，因此GFP基因可以作为基因表达载体上的________________________________________________________________________。(3)目前科学家们通过______________工程制造出了蓝色荧光蛋白、黄色荧光蛋白等，该工程是直接改造GFP分子，还是改造GFP基因？________________________________________________________________________。请写出该工程的基本流程。答案：(1)GFP基因终止子显微注射法(2)标记基因(3)蛋白质改造GFP基因(绿色荧光蛋白基因)预期蛋白质功能→设计预期蛋白质结构→推测氨基酸序列→推知基因的核苷酸序列→修饰(合成)相应基因→表达出相应蛋白质10．已知有三种氨基酸的密码子是：甲硫氨酸(AUG)、色氨酸(UGG)、苯丙氨酸(UUU或UUC)。某多肽链的一段氨基酸序列：…—甲硫氨酸—色氨酸—苯丙氨酸—色氨酸—…(1)怎样得出决定这一段肽链的脱氧核苷酸序列？请把相应的碱基序列写出来。_________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)确定目的基因的碱基序列后，怎样才能合成或改造目的基因(DNA)？_______________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：根据中心法则，DNA的脱氧核苷酸的排列顺序决定mRNA中核糖核苷酸(密码子)的排列顺序，mRNA中核糖核苷酸的排列顺序决定蛋白质中氨基酸的排列顺序，因此根据蛋白质的氨基酸顺序可以反推出DNA中碱基对的排列顺序。由于一种氨基酸可能有一种或多种密码子，所以反推出来的结果不唯一。答案：(1)根据氨基酸序列推出mRNA密码子序列，再根据mRNA推出DNA上脱氧核苷酸序列其DNA碱基序列为：…—ATGTGGTTCTGG—……—TACACCAAGACC—…或eq\o(\s\up7(…—ATGTGGTTTTGG—…),\s\do5(…—TACACCAAAACC—…))(2)根据DNA的碱基对序列或改造后的DNA碱基序列，利用四种脱氧核苷酸进行人工合成11．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：①__________；②__________；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。解析：天然蛋白质合成的过程是按照中心法则进行的，而蛋白质工程的基本途径与之相反，即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→找到相应的脱氧核苷酸序列(基因)。答案：(1)④⑤①②③(2)转录翻译折叠分子设计DNA合成(3)获得满足人类生产和生活需求的蛋白质基因合成或改造(4)相反题组51.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.③①⑤②④ D.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。答案:B6.下列对物质的改造不属于蛋白质工程范畴的是()A.胰岛素改造 B.抗体改造C.酶的改造 D.性激素改造解析:性激素的化学本质是固醇,不是蛋白质。答案:D7.当前,蛋白质工程是发展较好、较快的分子工程。它将蛋白质与酶的研究推进到崭新的时代,为蛋白质和酶在工业、农业和医药方面的应用开拓了诱人的前景。蛋白质工程开创了按照人类意愿改造、创造符合人类需要的蛋白质的新时期。那么,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.基因结构解析:蛋白质工程直接操作的对象是基因。答案:D8.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→蛋白质解析:修改基因应通过蛋白质工程完成,技术流程可表示为:预期蛋白质功能→设计蛋白质的结构→设计mRNA→设计基因→转录出mRNA→翻译出蛋白质。答案:D9.蛋白质工程的基础是()A.基因工程 B.细胞工程C.酶工程 D.发酵工程答案:A10.下列有关蛋白质工程和基因工程的说法,正确的是()A.蛋白质工程是在基因工程的基础上延伸出来的第二代基因工程B.基因工程生产的蛋白质通过转录、翻译实现,蛋白质工程则不需要C.基因工程需要“分子运输车”载体,而蛋白质工程不需要D.基因工程能改造生物的性状,蛋白质工程只会生产新的蛋白质,不能改变生物的性状解析:基因工程和蛋白质工程都需要在分子水平上利用载体将相应基因导入受体细胞,并在相应受体细胞内经转录、翻译成相应蛋白质,既然都能表达出相应蛋白质,就都能影响生物的性状。答案:A11.(2015课标全国Ⅱ理综,40)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:本题考查蛋白质工程和基因工程的原理及操作流程。(1)由题干信息可知,改造蛋白质的功能可通过改变蛋白质的结构实现。(2)依据蛋白质工程的定义及题中信息可知,获得P1基因的途径有修饰现有(P)基因或合成新(P1)基因。中心法则的全部内容包括DNA的复制、RNA的复制、转录、逆转录和翻译。(3)蛋白质工程的基本途径: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→找到相应的脱氧核苷酸序列。通过蛋白质工程合成的蛋白质还需要进行生物活性的鉴定即功能鉴定,看是否达到人们的需求。答案:(1)氨基酸序列(或结构)(其他合理答案也可)(2)PP1DNA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12.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,因此治疗效果很不理想。下图是用蛋白质工程设计的速效胰岛素的生产过程,请据图回答有关问题。(1)构建新的蛋白质模型是蛋白质工程的关键,图中构建新的胰岛素模型的主要依据是。(2)图解中从新的胰岛素模型到新的胰岛素基因的基本思路是什么?(3)新的胰岛素基因与运载体(质粒)结合过程中需要限制酶和DNA连接酶。已知限制酶Ⅰ的识别序列和切点是—G↓GATCC—。请画出质粒被限制酶Ⅰ切割后所形成的黏性末端的过程:。(4)若将含有新的胰岛素基因的表达载体导入植物细胞,最常用的有效做法是。解析:(1)构建新的胰岛素模型的主要依据是蛋白质的预期功能。(2)根据蛋白质的预期功能,推测新的胰岛素中氨基酸的序列,进而推断基因中的脱氧核苷酸序列来合成新的胰岛素基因。(4)植物基因工程最常用的转化方法是农杆菌转化法。答案:(1)蛋白质的预期功能(2)根据新的胰岛素中氨基酸的序列,推测出其基因中的脱氧核苷酸序列,然后利用DNA合成仪来合成新的胰岛素基因(3)略(4)农杆菌转化法13.绿色荧光蛋白(GFP)能在蓝光或紫外光的激发下发出荧光,这样借助GFP发出的荧光就可以跟踪蛋白质在细胞内部的移动情况,帮助推断蛋白质的功能。GFP基因可作为目的基因用于培育绿色荧光小鼠,下图表示培育绿色荧光小鼠的基本流程。请根据上述材料回答下列问题。(1)用于培育绿色荧光小鼠的基因表达载体的组成必须有启动子、和。图中过程②常用的方法是。(2)GFP基因的表达产物GFP(绿色荧光蛋白)由于在蓝光或紫外光的激发下发出荧光,因此在构建基因表达载体时,GFP这一目的基因可同时作为基因表达载体上的。(3)目前科学家们通过工程制造出了蓝色荧光蛋白、黄色荧光蛋白等,该工程是直接改造GFP分子,还是改造GFP基因?。解析:蓝色荧光蛋白、黄色荧光蛋白是不同于绿色荧光蛋白的分子,应来自蛋白质工程对绿色荧光蛋白的改造。蛋白质工程的直接改造对象是基因,而不是蛋白质分子。答案:(1)GFP基因终止子显微注射法(2)标记基因(3)蛋白质GFP基因(绿色荧光蛋白基因)题组61．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2．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3．下列关于蛋白质工程的设计思路中，说法不正确的是()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．从氨基酸的排列顺序推测基因中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4．科学家将β­干扰素基因进行定点突变导入大肠杆菌中表达，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．组织培养5．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6．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7．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8．科学家为提高玉米中赖氨酸含量，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位的氨基酸由天冬酰胺变成异亮氨酸，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9．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：①____________，②____________，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。10．绿色荧光蛋白(GFP)能在蓝光或紫外光的激发下发出荧光，这样借助GFP发生的荧光就可以跟踪蛋白质在细胞内部的移动情况，帮助推断蛋白质的功能。下面为我国首例绿色荧光蛋白(GFP)转基因克隆猪的培育过程示意图，据图回答：(1)图中通过过程①、②形成重组质粒，需要限制酶切取目的基因、切割质粒。限制酶Ⅰ的识别序列和切点是—G↓GATCC—，限制酶Ⅱ的识别序列和切点是—↓GATC—。在质粒上有酶Ⅰ的1个切点，在目的基因的两侧各有1个酶Ⅱ的切点。①请画出质粒被限制酶Ⅰ切割后形成黏性末端的过程。___________________________________________。②在DNA连接酶的作用下，上述两种不同限制酶切割后形成的黏性末端能否连接起来？________，理由是____________________________________________________________________________________。(2)过程③将重组质粒导入猪胎儿成纤维细胞时，采用最多也最有效的方法是________。(3)如果将切取的GFP基因与抑制小猪抗原表达的基因一起构建到载体上，GFP基因可以作为基因表达载体上的标记基因，其作用是______________。获得的转基因克隆猪，可以解决的医学难题是________________________。(4)目前科学家们通过蛋白质工程制造出了蓝色荧光蛋白、黄色荧光蛋白等，采用蛋白质工程技术制造出蓝色荧光蛋白过程的正确顺序是：________(用序号表示)。①推测蓝色荧光蛋白的氨基酸序列和基因的核苷酸序列②蓝色荧光蛋白的功能分析和结构设计③蓝色荧光蛋白基因的修饰(合成)④表达出蓝色荧光蛋白答案1．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需求。因此，归根到底，还是要对基因进行改造。2．选B蛋白质工程依据蛋白质功能，设计蛋白质结构，再推测并合成相应的基因。3．选D蛋白质工程的基本途径是根据中心法则反推出来的。4．选B题目中的操作中涉及的基因显然不再是原来的基因，其合成的β­干扰素也不是天然β­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。5．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。6．选B蛋白质工程被称为第二代基因工程，是对基因结构进行相应地改造，从而产生新的蛋白质，对蛋白质直接改造，改造后不能够遗传，也不能大量生产。7．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。8．选C蛋白质工程的直接操作对象是基因。9．解析：天然蛋白质合成的过程是按照中心法则进行的，而蛋白质工程的基本途径与之相反，即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→找到相应的脱氧核苷酸序列(基因)。答案(1)④⑤①②③(2)转录翻译折叠分子设计DNA合成(3)对蛋白质的结构进行分子设计基因修饰或基因合成(4)相反10．解析：(1)①书写要关注DNA序列与限制酶识别序列的区别，不要遗漏了酶和黏性末端的正确表达。②由于两种限制酶切割形成的黏性末端是相同的，可以互补配对，因此可用DNA连接酶进行相互“缝合”。(2)基因工程中目的基因导入动物细胞的方法是显微注射法。(3)基因表达载体上标记基因的作用是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因；获得转基因猪，可以解决医学上供体器官不足和免疫排斥问题。(4)蛋白质工程正确的操作过程是②①③④。答案：(1)①(只写出切割后形成的部分即可)eq\a\vs4\al(—G↓GATCC—,—CCTAG↑G—)eq\o(→,\s\up7(用酶Ⅰ切割))eq\a\vs4\al(—GGATCC—,—CCTAGG—)②可以连接因为由两种不同限制酶切割后形成的黏性末端是相同的(或是可以互补的)(2)显微注射法(3)鉴定受体细胞中是否含有目的基因供体器官不足和免疫排斥(4)②①③④题组71.自然界中不存在的蛋白质的合成首先应设计()。A.基因结构结构C.氨基酸序列 D.蛋白质结构解析:自然界中不存在的蛋白质的合成是根据人们对蛋白质功能的特定要求,对蛋白质的结构进行分子设计。答案:D2.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: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进行蛋白质合成。答案:C3.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.肌肉蛋白解析:蛋白质工程是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。答案:C4.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→蛋白质答案:D5.下面关于基因工程和蛋白质工程的叙述正确的是()。A.蛋白质工程就是基因工程B.蛋白质工程利用了基因工程技术手段C.蛋白质工程生产的都是自然界存在的蛋白质D.基因工程和蛋白质工程之间没有任何联系解析: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。蛋白质工程与基因工程密不可分。答案:B6.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,用蛋白质工程对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解析:由于猪胰岛素分子中只有一个氨基酸与人胰岛素不同,所以蛋白质工程中对蛋白质的分子设计,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的结构设计一种全新的胰岛素也可以用于临床治疗,但分子设计和胰岛素的生产方面都存在很多困难,所以不是最佳方案。答案:A7.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答案:C8.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.将天冬氨酸激酶的第352位的苏氨酸变成异亮氨酸D.将人的胰岛素基因整合到大肠杆菌体内生产胰岛素解析:将人的胰岛素基因整合到大肠杆菌体内生产胰岛素属于基因工程的成果。答案:D9.枯草杆菌产生的蛋白酶具有催化分解蛋白质的特性,但因极易被氧化而失效。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。请根据以上材料回答下列问题。(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)利用生物技术改造的枯草杆菌蛋白酶,是提高了蛋白质的性,埃斯特尔所做的工作,是对已知蛋白质进行,从而创造出了自然界中没有的蛋白质。答案:(1)蛋白质工程(2)1(3)稳定少数氨基酸的替换10.绿色荧光蛋白(GFP)能在蓝光或紫外光的激发下发出荧光,这样借助GFP发出的荧光就可以跟踪蛋白质在细胞内部的移动情况,帮助推断蛋白质的功能。GFP基因可作为目的基因用于培育绿色荧光小鼠,下图表示培育绿色荧光小鼠的基本流程:请根据上述材料回答下列问题。(1)用于培育绿色荧光小鼠的基因表达载体的组成必须有启动子、标记基因、和。图中过程②常用的方法是。(2)GFP基因与目的基因一起构建到载体上不影响目的基因的表达,也不影响由目的基因控制合成的蛋白质的结构与功能,且对细胞无毒性作用,因此GFP基因可以作为基因表达载体上的。(3)目前科学家们通过工程制造出了蓝色荧光蛋白、黄色荧光蛋白等,该工程是直接改造GFP分子,还是改造GFP基因?。请写出该工程的基本流程。答案:(1)GFP基因终止子显微注射法(2)标记基因(3)蛋白质改造GFP基因(绿色荧光蛋白基因)预期蛋白质功能→设计预期蛋白质结构→推测氨基酸序列→推知基因的核苷酸序列→修饰(合成)相应基因→表达出相应蛋白质题组81．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．血红蛋白质[答案]C2．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，而不是直接改造蛋白质的原因是()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[答案]B[解析]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。蛋白质工程的直接操作对象是基因，并且改造后能够遗传；若直接改造蛋白质，其性状不能遗传。3．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→④ B．④→②→①→③C．③→①→④→② D．③→④→①→②[答案]C4．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[答案]A[解析]蛋白质工程是基因工程的延续，是在基因工程基础上发展起来的。进行蛋白质分子设计后，需要应用高效的基因工程来进行蛋白质的合成。5．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，则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[答案]B[解析]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。6．下列关于蛋白质工程应用的叙述不正确的是()A．蛋白质工程可以改造酶的结构，提高酶的热稳定性B．通过蛋白质工程可以改变蛋白质的活性C．利用蛋白质工程可以在大肠杆菌细胞中得到人的胰岛素D．蛋白质工程可以对胰岛素进行改造和修饰，合成速效型胰岛素制剂[答案]C[解析]蛋白质工程是依据人们设计的蛋白质分子结构，来改造基因，进而控制合成新的蛋白质或改变自然界中的蛋白质，而在大肠杆菌中生产人胰岛素利用基因工程技术便可达到。7．(2015·德州检测)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：①____________，②__________，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)转录翻译折叠分子设计DNA合成(3)对蛋白质的结构进行分子设计基因合成或改造(4)相反8．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______性，埃斯特尔所做的工作是对已知蛋白质进行_____________________________________。[答案](1)蛋白质工程(2)1(3)稳定少数氨基酸的替换[解析]本题考查蛋白质工程的有关问题。基因中的3个碱基对决定mRNA上3个碱基，mRNA上3个相邻碱基决定一个氨基酸。利用生物技术改造蛋白质能够提高蛋白质的稳定性。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位苏氨酸变成异亮氨酸，将二氢吡啶二羧酸合成酶中第104位的氨基酸由天冬氨酸变成异亮氨酸，这样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[答案]C[解析]蛋白质工程的目的是对蛋白质进行改造，从而使蛋白质的功能满足人们的需要。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，所以直接对蛋白质进行改造非常困难。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。2．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，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[答案]C3．(2015·潍坊检测)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．当得到可以在－70℃条件下保存半年的干扰素后，在相关酶、氨基酸和适宜的温度、pH条件下，干扰素可以大量自我合成D．基因工程和蛋白质工程产生的变异都是可遗传的[答案]C[解析]基因工程原则上只能生产自然界已存在的蛋白质，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；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