人教版高中生物选修三同步练习含解析：1.4 蛋白质工程的崛起

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1、蛋白质工程的崛起基础巩固1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2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3在设计合成自然界中不存在的蛋白质时，首先应该设计( )A基因结构 BmRNA 结构C氨基酸序列 D蛋白质结构4猪的胰岛素用于人体降低血糖浓度效果不明显，原因是

2、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将猪的胰岛素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能力提

3、升6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生产体外耐储存的干扰素D用蛋白质工程生产血红蛋白7下列关于蛋白质工程的叙述，错误的是( )A蛋白质工程操作的实质是改造基因B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C蛋白质工程的基础是基因工程D蛋白质工程遵循的原理包括中心法则8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

4、可分，又称为第二代基因工程9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从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10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基因工程能创造出自然界根本不存在的基因，蛋白质工程能创造出自然界根本不存在的蛋白质11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，如果将其分子上的一个半胱

5、氨酸变成丝氨酸，就可在 70 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”(请填写)。 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，不一定符合人类生产和生活的需要。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

6、，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_。122008 年诺贝尔化学奖授予了三位在研究绿色荧光蛋白(GFP)方面作出突出贡献的科学家。绿色荧光蛋白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

7、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？_。个性拓展13近期肝脏学杂志发表了一篇文章称科学家经研究发现：乙肝病毒 HBX 蛋白质能调控宿主细胞内许多基因的转录，广泛影响宿主细胞的各种生命活动，包括调节细胞凋亡、抑制细胞 DNA 的修复、干扰细胞有丝分裂和细胞周期进程等，因此可利用该蛋白质治疗乙肝。下图表示利用乳腺反应器生产乙肝病毒 HBX 蛋白的流程示意图。请回答问题：(1)已知 HBX 蛋白基因的核苷酸序列，则可采用_

8、获得目的基因，并利用_技术进行扩增。(2)为获得更高活性的 HBX 蛋白质，需要对蛋白质结构进行设计改造，但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原因是_。(3)图中载体是_，为早期胚胎移植到受体，在该步骤操作前对胚胎进行了检查和筛选，发现有些胚胎因为外源基因的插入而死亡，请你分析外源基因插入导致胚胎死亡的原因是_。答案精析1B 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。2B 蛋白质工程是在分子水平上对基因直接进行操作，即通过直接改造基因实现的。蛋白质工程的流程和天然蛋白质

9、合成的过程相反，其原理是中心法则的逆推。3D 蛋白质工程的操作程序：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。由此可知，首先设计的应该是蛋白质的结构。4A 由于猪的胰岛素分子中只有一个氨基酸与人的胰岛素不同，所以可通过蛋白质工程中蛋白质的分子设计，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，但在分子设计和胰岛素的生产方面都存在着很多困难，所以不是最佳方案。5C 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。6A A 项已

10、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，有待于进一步研究和设计。7B 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。它的目标是依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，最终用人工合成的方法合成相应的基因，而改造的基因须按照中心法则才能合成人类需要的蛋白质。8B 由于基因决定蛋白质，因此，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的结构来完成，这种操作既简单，又能够遗传；而不是直接对蛋白质分子进行操作。9C 从大肠杆菌中得到人的胰岛素利用的是基因工程技术。10A 基因工程的操作对象是基因，属于分子水平上的操作；蛋白质工程的操作对象是D

11、NA 和蛋白质分子，二者都属于分子水平上的操作。11(1)预期蛋白质功能 蛋白质三维结构 应有的氨基酸序列 相应的脱氧核苷酸序列( 基因) (2) 自然界已存在 基因修饰 基因合成 改造 (3)空间(或高级) (4)基因 基因控制蛋白质的合成，并且基因能遗传给下一代解析 蛋白质工程是研究多种蛋白质的结构和功能、蛋白质折叠、蛋白质分子设计等一系列分子生物学基本问题的一种新型的、强有力的手段。通过对蛋白质工程的研究，可以深入地揭示生命现象的本质和生命活动的规律。基因工程遵循中心法则，从 DNAmRNA 蛋白质折叠产生功能，基本上是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

12、的功能蛋白质应有的高级结构蛋白质应具备的折叠状态蛋白质应有的氨基酸序列应有的碱基排列合成 DNA创造出自然界不存在的蛋白质。12(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)13(1)人工合成法 PCR (2)改造基因易于操作且改造后能够遗传 (3)动物病毒 外源基因的插入导致胚胎正常发育所需的基因不能表达解析 已知核苷酸序列的基因，可采用人工合成法进行合成从而获得目的基因，然后利用PCR 技术进行扩增；改造蛋白质不能遗传，而改造基因则可以遗传，因此改造蛋白质需要通过改造基因来实现；培育转基因动物利用的载体是动物病毒；外源基因插入到羊的 DNA中，则可能会影响到其他基因的表达，如果插入后影响了使羊胚胎发育所需要的基因的表达，就会导致胚胎死亡。