2019-2020学年高二生物人教版选修三教师用书：1.4 蛋白质工程的崛起 Word版含答案.pdf

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1、一、蛋白质工程崛起的缘由（）一、蛋白质工程崛起的缘由（）阅阅读读教教材材P P2 20 02 21 1 1基因工程的实质 ： 将一种生物的基因转移到另一种生物体内，1基因工程的实质 ： 将一种生物的基因转移到另一种生物体内， 后者可以产生它本不能产生的蛋白质，进而表现出新的性状。后者可以产生它本不能产生的蛋白质，进而表现出新的性状。 2基因工程的不足 ： 原则上只能生产自然界中已存在的蛋白质，2基因工程的不足 ： 原则上只能生产自然界中已存在的蛋白质， 但这些蛋白质不一定符合人类生产和生活的需要。但这些蛋白质不一定符合人类生产和生活的需要。 二、蛋白质工程的基本原理()二、蛋白质工程的基本原理

2、()阅阅读读教教材材P P2 26 62 27 7 1概念：以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为1概念：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。种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。 2目标：根据人们对蛋白质功能的特定需求，对蛋白质的结构2目标：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。进行分子设计。 3途径：从预期的蛋白质功能出发设计预期的蛋白质结构3途径：从预期的蛋白质功能出发设计预

3、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)。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)。 三、蛋白质工程的进展和前景()三、蛋白质工程的进展和前景()阅阅读读教教材材P P2 28 8 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。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：用蛋白质工程方法制成的电子元件，具有体积小、耗2前景：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。电少和效率高的特点。 3面临困难 ： 因为蛋白质发挥功能必须依赖于正确的高级结构，3面临困难 ： 因为蛋白质发

4、挥功能必须依赖于正确的高级结构， 这种高级结构十分复杂， 而目前科学家对大多数蛋白质的高级结构的 了解还很不够。 这种高级结构十分复杂， 而目前科学家对大多数蛋白质的高级结构的 了解还很不够。 共研探究 共研探究 基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质， 这些天然蛋 白质是生物在长期进化过程中形成的， 它们的结构和功能符合特定物 种生存的需要， 却不一定完全符合人类生产和生活的需要。 蛋白质工 程的目标是生产出符合人类生产和生活需要的蛋白质， 甚至是自然界 不存在的蛋白质。结合图示回答有关问题： 基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质， 这些天然蛋 白质是生物在长期进化过程中形成的

5、， 它们的结构和功能符合特定物 种生存的需要， 却不一定完全符合人类生产和生活的需要。 蛋白质工 程的目标是生产出符合人类生产和生活需要的蛋白质， 甚至是自然界 不存在的蛋白质。结合图示回答有关问题： 1蛋白质工程崛起的缘由1蛋白质工程崛起的缘由 基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质， 这些天然蛋基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质， 这些天然蛋 白质是生物在长期进化过程中形成的， 它们的结构和功能符合特定物白质是生物在长期进化过程中形成的， 它们的结构和功能符合特定物 种生存的需要，却不一定完全符合人类生产和生活的需要。种生存的需要，却不一定完全符合人类生产和生活的需要。 2

6、蛋白质工程的基本原理2蛋白质工程的基本原理 (1)蛋白质工程(1)蛋白质工程 基础：蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系。基础：蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系。 手段 ： 通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或手段 ： 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。制造一种新的蛋白质。 目的：获得满足人类生产和生活需求的蛋白质。目的：获得满足人类生产和生活需求的蛋白质。 (2)原理：从预期的蛋白质功能出发，到找到相对应的基因，即(2)原理：从预期的蛋白质功能出发，到找到相对应的基因，即 中心法则的逆推。中心法则的逆推。 (3)流程(3)流程 写出

7、流程图中字母代表的含义：写出流程图中字母代表的含义： A转录；B.翻译；C.分子设计；D.多肽链；E.预期功能A转录；B.翻译；C.分子设计；D.多肽链；E.预期功能 (4)最终结果：生产出自然界从来没有过的蛋白质。(4)最终结果：生产出自然界从来没有过的蛋白质。 总结升华总结升华 1蛋白质工程的本质和基础1蛋白质工程的本质和基础 尽管蛋白质工程是从预期的蛋白质功能入手改造蛋白质结构， 但 不能直接改造蛋白质， 而应从改造基因入手， 因为蛋白质的合成由基 因控制。 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，所以其本质和基础应为基因工程。 尽管蛋白质工程是从预期的蛋白质功能入手改

8、造蛋白质结构， 但 不能直接改造蛋白质， 而应从改造基因入手， 因为蛋白质的合成由基 因控制。 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，所以其本质和基础应为基因工程。 2蛋白质工程的关键2蛋白质工程的关键 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。 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。 3基因来源3基因来源 基因工程中的基因一般为自然存在的基因， 而蛋白质工程中的目 的基因不是自然存在的。 基因工程中的基因一般为自然存在的基因， 而蛋白质工程中的目 的基因不是自然存在的。 对点演练对点演练 1下列关于蛋白质

9、工程的说法，正确的是( )1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过的新型蛋白质分子B蛋白质工程能生产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 蛋白质工程利用基因工程手段，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

10、能更加完善的蛋白 质分子。蛋白质工程能生产出自然界中不曾存在过的新型蛋白质分 子。 解析：选 B 蛋白质工程利用基因工程手段，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。蛋白质工程能生产出自然界中不曾存在过的新型蛋白质分 子。 共研探究共研探究 1蛋白质工程的进展和前景1蛋白质工程的进展和前景 (1)前景诱人：采用蛋白质工程方法制成的电子元件，具有体积(1)前景诱人：采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 ； 通过对胰岛素的改造，使其成为速效型小、耗电少和效率高的特点 ； 通过对胰岛素的改造，使其成为速效型 药品。药品

11、。 (2)难度很大：主要是目前科学家对大多数蛋白质高级结构的了(2)难度很大：主要是目前科学家对大多数蛋白质高级结构的了 解还很不够。解还很不够。 2如图是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： 2如图是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，主要依据是蛋白(1)构建新的蛋白质模型是蛋白质工程的关键，主要依据是蛋白 质的预期功能。质的预期功能。 (2)通过人工合成 DNA 形成的新基因应与载体结合后转移到大肠(2)通过人工合成 DNA 形成的新基因应与载体结合后转移到大肠 杆菌等受体细胞中才能得到准确表达。

12、杆菌等受体细胞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蛋(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蛋 白质工程、基因工程和发酵工程。白质工程、基因工程和发酵工程。 (4)根据图解，从新的胰岛素模型到新的胰岛素基因的基本思路 是根据新的胰岛素模型中氨基酸的序列， 推测出其基因中的脱氧核苷 (4)根据图解，从新的胰岛素模型到新的胰岛素基因的基本思路 是根据新的胰岛素模型中氨基酸的序列， 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。酸序列，然后利用 DNA 合成仪来合成出新的胰岛素基因。 总结升华总结升华 基因

13、工程与蛋白质工程的比较基因工程与蛋白质工程的比较 基因工程基因工程蛋白质工程蛋白质工程 操作对 象 操作对 象 基因基因基因基因 操作水 平 操作水 平 DNA 分子水平DNA 分子水平DNA 分子水平DNA 分子水平 基本过 程 基本过 程 目的基因的获取基因表达 载体的构建将目的基因导 入受体细胞目的基因的检 测与鉴定 目的基因的获取基因表达 载体的构建将目的基因导 入受体细胞目的基因的检 测与鉴定 预期的蛋白质功能设计预 期的蛋白质结构推测应有 的氨基酸序列找到相对应 的脱氧核苷酸序列合成 DNA表达出蛋白质 预期的蛋白质功能设计预 期的蛋白质结构推测应有 的氨基酸序列找到相对应 的脱氧

14、核苷酸序列合成 DNA表达出蛋白质 实质实质定向改造生物的遗传特性，定向改造生物的遗传特性，定向改造或生产人类所需的定向改造或生产人类所需的 以获得人类需要的生物类型 或生物产品 以获得人类需要的生物类型 或生物产品 蛋白质蛋白质 结果结果 生产人类需要的基因产物(自 然界已有的蛋白质) 生产人类需要的基因产物(自 然界已有的蛋白质) 可以创造出自然界不存在的 新蛋白质 可以创造出自然界不存在的 新蛋白质 联系联系蛋白质工程是以基因工程为基础的蛋白质工程是以基因工程为基础的 对点演练对点演练 2下列关于基因工程和蛋白质工程的说法，正确的是( )2下列关于基因工程和蛋白质工程的说法，正确的是(

15、) 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 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利用蛋白质工程可以在大肠杆菌细胞中得到人的胰岛素 解析：选 B 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。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来

16、实现的， 所以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。利用大肠杆菌生产人胰岛素属于基因工程。 解析：选 B 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。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来实现的， 所以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。利用大肠杆菌生产人胰岛素属于基因工程。 1蛋白质工程中，直接进行操作的对象是( )1蛋白质工程中，直接进行操作的对象是( ) A氨基酸结构 B蛋白质空间结构A氨基酸结构 B蛋白质空间结构 C肽链结构 D基因结构

17、C肽链结构 D基因结构 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。 其目标是对蛋白质进行分子设计， 但因为基因决定蛋白质， 因此最终 必须要对相应基因进行设计。 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。 其目标是对蛋白质进行分子设计， 但因为基因决定蛋白质， 因此最终 必须要对相应基因进行设计。 2蛋白质工程

18、的基本流程是( )2蛋白质工程的基本流程是( ) 设计预期的蛋白质结构 DNA合成或改造 预期的蛋白质 功能 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 根据氨基酸序列推出脱氧核苷酸序列 设计预期的蛋白质结构 DNA合成或改造 预期的蛋白质 功能 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 根据氨基酸序列推出脱氧核苷酸序列 A BA B C DC D 解析：选 C 蛋白质工程需根据预期的蛋白质功能，设计预期的 蛋白质结构， 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。 解析：选 C 蛋白质工程需根据预期的蛋

19、白质功能，设计预期的 蛋白质结构， 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。 3下列关于基因工程与蛋白质工程的比较，正确的是( )3下列关于基因工程与蛋白质工程的比较，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 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，蛋白质工程合成的不一定 是天然存在的蛋白质 B基因工程合成的是天然的蛋白质，蛋白质工程合成的不一定 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操作C基因工程是分

20、子水平操作，蛋白质工程是细胞水平操作 D蛋白质工程是基因工程的基础，基因工程是蛋白质工程的延 伸 D蛋白质工程是基因工程的基础，基因工程是蛋白质工程的延 伸 解析：选 B 基因工程需对基因进行分子水平操作，蛋白质工程 是通过修饰基因或创造合成新基因来改变生物的遗传和表达性状， 合 解析：选 B 基因工程需对基因进行分子水平操作，蛋白质工程 是通过修饰基因或创造合成新基因来改变生物的遗传和表达性状， 合 成新的蛋白质；基因工程是将一种生物的基因转移到另一种生物体 内，产生它本不能产生的蛋白质，进而表现出新的性状，但只能生产 自然界已存在的蛋白质 ； 基因工程是分子水平操作，蛋白质工程也是 分子水

21、平操作 ； 基因工程是蛋白质工程的基础，蛋白质工程是基因工 程的延伸，是第二代基因工程。 成新的蛋白质；基因工程是将一种生物的基因转移到另一种生物体 内，产生它本不能产生的蛋白质，进而表现出新的性状，但只能生产 自然界已存在的蛋白质 ； 基因工程是分子水平操作，蛋白质工程也是 分子水平操作 ； 基因工程是蛋白质工程的基础，蛋白质工程是基因工 程的延伸，是第二代基因工程。 4蛋白质工程是指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、 生产的过程。 如图是蛋白质工程的基本途径， 请回答下列有关问题： 4蛋白质工程是指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、

22、生产的过程。 如图是蛋白质工程的基本途径， 请回答下列有关问题： (1)图中过程的主要依据是每种氨基酸都有其对应的 _， 后者位于_分子上， 其上的核苷酸序列与基因中的 脱氧核苷酸序列之间存在着_关系。 (1)图中过程的主要依据是每种氨基酸都有其对应的 _， 后者位于_分子上， 其上的核苷酸序列与基因中的 脱氧核苷酸序列之间存在着_关系。 (2)通过过程获得的脱氧核苷酸序列不是完整的基因，要使这 一序列能够表达、 发挥作用， 还必须在序列的上、 下游加上_ 和_，在这个过程中需要_酶的参与。 (2)通过过程获得的脱氧核苷酸序列不是完整的基因，要使这 一序列能够表达、 发挥作用， 还必须在序列的

23、上、 下游加上_ 和_，在这个过程中需要_酶的参与。 (3)完成过程需要涉及_技术。(3)完成过程需要涉及_技术。 解析 ： (1)过程是由氨基酸序列推出相对应的脱氧核苷酸序列， 氨基酸与脱氧核苷酸之间的联系枢纽是信使 RNA， 信使 RNA 由脱氧核 糖核酸转录形成， 而密码子是信使 RNA 上特定的能决定一个氨基酸的 三个相邻的碱基。(2)由人工合成的基因只是基因的编码序列，完整 的基因还包括启动子、终止子等结构，把启动子、终止子等 DNA 片段 连接到基因的编码区需要 DNA 连接酶。(3)由基因合成蛋白质的过程 涉及基因工程技术。 解析 ： (1)过程是由氨基酸序列推出相对应的脱氧核苷

24、酸序列， 氨基酸与脱氧核苷酸之间的联系枢纽是信使 RNA， 信使 RNA 由脱氧核 糖核酸转录形成， 而密码子是信使 RNA 上特定的能决定一个氨基酸的 三个相邻的碱基。(2)由人工合成的基因只是基因的编码序列，完整 的基因还包括启动子、终止子等结构，把启动子、终止子等 DNA 片段 连接到基因的编码区需要 DNA 连接酶。(3)由基因合成蛋白质的过程 涉及基因工程技术。 答案：(1)密码子 信使 RNA 碱基互补配对 (2)启动子 终止 子 DNA 连接 (3)基因工程 答案：(1)密码子 信使 RNA 碱基互补配对 (2)启动子 终止 子 DNA 连接 (3)基因工程 基础题组基础题组 1

25、合成自然界中不存在的蛋白质应首先设计( )1合成自然界中不存在的蛋白质应首先设计( ) A基因的结构 B蛋白质的结构A基因的结构 B蛋白质的结构 C氨基酸序列 DmRNA 的结构C氨基酸序列 DmRNA 的结构 解析：选 B 合成自然界中不存在的蛋白质应该采用蛋白质工 程，而蛋白质工程的基本途径为 ： 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(基因)。 因此， 合成自然界中不存在的蛋白质应首先设计蛋白质 的结构。 解析：选 B 合成自然界中不存在的蛋白质应该采用蛋白质工 程，而蛋白质工程的基本途径为 ： 从预期的蛋白质功能出发，设计

26、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)。 因此， 合成自然界中不存在的蛋白质应首先设计蛋白质 的结构。 2凝乳酶是奶酪生产中的关键性酶。通过蛋白质工程生产高效 凝乳酶，不需要的步骤是( ) 2凝乳酶是奶酪生产中的关键性酶。通过蛋白质工程生产高效 凝乳酶，不需要的步骤是( ) A蛋白质的结构设计A蛋白质的结构设计 B蛋白质的结构和功能分析B蛋白质的结构和功能分析 C凝乳酶基因的定向改造C凝乳酶基因的定向改造 D将定向改造的凝乳酶导入受体细胞D将定向改造的凝乳酶导入受体细胞 解析：选 D 蛋白质的结构设计属于蛋白质工程的步骤；蛋白质 的结构和功能分析属于

27、蛋白质工程的步骤 ； 蛋白质工程通过改造基因 来实现对蛋白质的改造 ； 将定向改造的凝乳酶基因导入受体细胞，而 不是将定向改造的凝乳酶导入受体细胞。 解析：选 D 蛋白质的结构设计属于蛋白质工程的步骤；蛋白质 的结构和功能分析属于蛋白质工程的步骤 ； 蛋白质工程通过改造基因 来实现对蛋白质的改造 ； 将定向改造的凝乳酶基因导入受体细胞，而 不是将定向改造的凝乳酶导入受体细胞。 3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( ) 3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

28、制造出蓝色荧光蛋白过程的正确顺 序是( ) 推测蓝色荧光蛋白的氨基酸序列和基因的核苷酸推测蓝色荧光蛋白的氨基酸序列和基因的核苷酸 蓝色荧光蛋白的功能分析和结构设计序列蓝色荧光蛋白的功能分析和结构设计序列 蓝色荧光蛋白基因的合成蓝色荧光蛋白基因的合成 表达出蓝色荧光蛋白表达出蓝色荧光蛋白 A BA B C DC D 解析：选 B 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对应的 脱氧核苷酸序列相应基因的修饰改造或人工合成相应的表达。 因 此，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 ： 蓝色荧光蛋白的功能分析和结构设计推测蓝色荧光蛋

29、白的氨基 酸序列和基因的核苷酸序列蓝色荧光蛋白基因的合成表达出 蓝色荧光蛋白。 解析：选 B 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对应的 脱氧核苷酸序列相应基因的修饰改造或人工合成相应的表达。 因 此，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 ： 蓝色荧光蛋白的功能分析和结构设计推测蓝色荧光蛋白的氨基 酸序列和基因的核苷酸序列蓝色荧光蛋白基因的合成表达出 蓝色荧光蛋白。 4下列关于基因工程和蛋白质工程的说法，正确的是( )4下列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A都是分子水平上的操作 B基

30、因工程就是改造基因的分子结构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 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 解析：选 A 基因工程是在 DNA 分子水平上进行设计和施工，通 过体外 DNA 重组和转基因等技术， 赋予生物以新的遗传特性， 从而创 造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品 ； 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

31、和生活的需求。 基因工程在原则上只能生产自然界 已存在的蛋白质，蛋白质工程能创造出自然界不存在的蛋白质。 解析：选 A 基因工程是在 DNA 分子水平上进行设计和施工，通 过体外 DNA 重组和转基因等技术， 赋予生物以新的遗传特性， 从而创 造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品 ； 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。 基因工程在原则上只能生产自然界 已存在的蛋白质，蛋白质工程能创造出自然界不存在的蛋白质。 5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5科学家为提高玉米中的赖氨酸含量，计划将天冬氨

32、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( ) 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A直接通过分子水平改造蛋白质 B直接改造相应的 mRNAB直接改造相应的 mRNA C对相应的基因进行操作C对相应

33、的基因进行操作 D重新合成新的基因D重新合成新的基因 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。 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

34、。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。 6下列有关蛋白质工程及其应用的叙述，正确的是( )6下列有关蛋白质工程及其应用的叙述，正确的是( ) A蛋白质工程可能生产出更符合人类生产和生活需要的蛋白质A蛋白质工程可能生产出更符合人类生产和生活需要的蛋白质 B蛋白质工程的目标是直接对蛋白质进行修饰改造，获得新蛋 白质 B蛋白质工程的目标是直接对蛋白质进行修饰改造，获得新蛋 白质 C蛋白质工程的基本途径与中心法则中信息的流向基本相同C蛋白质工程的基本途径与中心法则中信息的流向基本相同 D蛋白质工程目前最大的问题是对蛋白质的功能了解还很不够D蛋白质工程目前最大的问题是对

35、蛋白质的功能了解还很不够 解析：选 A 蛋白质工程可能生产出更符合人类生产和生活需要 的蛋白质；蛋白质工程直接改造或修饰的是基因；蛋白质工程的基本 途径与中心法则中信息的流向不同 ； 蛋白质工程目前最大的问题是对 蛋白质的结构了解还很不够。 解析：选 A 蛋白质工程可能生产出更符合人类生产和生活需要 的蛋白质；蛋白质工程直接改造或修饰的是基因；蛋白质工程的基本 途径与中心法则中信息的流向不同 ； 蛋白质工程目前最大的问题是对 蛋白质的结构了解还很不够。 7猪的胰岛素用于人体时降血糖效果不明显，原因是猪胰岛素 分子中有一个氨基酸与人的不同。 为了使猪胰岛素适于治疗人类糖尿 7猪的胰岛素用于人体时

36、降血糖效果不明显，原因是猪胰岛素 分子中有一个氨基酸与人的不同。 为了使猪胰岛素适于治疗人类糖尿 病，用蛋白质工程对蛋白质分子进行设计的最佳方案是( )病，用蛋白质工程对蛋白质分子进行设计的最佳方案是( ) A对猪胰岛素进行一个氨基酸的替换A对猪胰岛素进行一个氨基酸的替换 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新的胰岛素D根据人的胰岛素设计制造一种新的胰岛素 解析：选 A 依据题中信息可知，蛋白质分子设计的最佳方案应 为对猪胰岛素进行一个

37、氨基酸的替换使之变成人胰岛素。 解析：选 A 依据题中信息可知，蛋白质分子设计的最佳方案应 为对猪胰岛素进行一个氨基酸的替换使之变成人胰岛素。 8 下列对蛋白质工程的进展和应用前景的叙述， 错误的是( )8 下列对蛋白质工程的进展和应用前景的叙述， 错误的是( ) A通过对基因结构的定点突变实现玉米赖氨酸合成的关键酶结 构的改变属于蛋白质工程 A通过对基因结构的定点突变实现玉米赖氨酸合成的关键酶结 构的改变属于蛋白质工程 B将人的胰岛素基因导入大肠杆菌细胞内，使大肠杆菌生产人 的胰岛素的技术属于蛋白质工程 B将人的胰岛素基因导入大肠杆菌细胞内，使大肠杆菌生产人 的胰岛素的技术属于蛋白质工程 C

38、对蛋白质进行分子设计必须从蛋白质的功能特点入手C对蛋白质进行分子设计必须从蛋白质的功能特点入手 D通过对基因结构的改造生产出自然界中从未存在的蛋白质种 类目前还很少 D通过对基因结构的改造生产出自然界中从未存在的蛋白质种 类目前还很少 解析：选 B 基因结构的改变实现对赖氨酸合成关键酶的改造属 于蛋白质工程 ； 将人的基因导入大肠杆菌体内，使其生产大量胰岛素 属于基因工程；对蛋白质进行分子设计必须从蛋白质的功能特点入 手，设计预期的蛋白质结构 ； 通过对基因结构的改造生产出新型蛋白 质的种类目前不多。 解析：选 B 基因结构的改变实现对赖氨酸合成关键酶的改造属 于蛋白质工程 ； 将人的基因导入

39、大肠杆菌体内，使其生产大量胰岛素 属于基因工程；对蛋白质进行分子设计必须从蛋白质的功能特点入 手，设计预期的蛋白质结构 ； 通过对基因结构的改造生产出新型蛋白 质的种类目前不多。 能力题组能力题组 9 蛋白质工程是基因工程的延伸， 下列关于蛋白质工程的叙述， 正确的是( ) 9 蛋白质工程是基因工程的延伸， 下列关于蛋白质工程的叙述， 正确的是( ) A蛋白质工程无需构建基因表达载体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C蛋白质工程需要限制性核酸内切酶

40、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D蛋白质工程是在蛋白质分子水平上改造蛋白质的 解析：选 C 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， 也需构建基因表达载体及限制性核酸内切酶和DNA连接酶 ； 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 制造出一种新的蛋白质，改造后的蛋白质的性状可遗传给子代 ； 蛋白 质工程是在 DNA 分子水平上改造蛋白质的。 解析：选 C 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， 也需构建基因表达载体及限制性核酸内切酶和DNA连接酶 ； 蛋白质工程是通过基因修饰或基因合成， 对现有蛋白质进

41、行改造， 或 制造出一种新的蛋白质，改造后的蛋白质的性状可遗传给子代 ； 蛋白 质工程是在 DNA 分子水平上改造蛋白质的。 10下列叙述正确的是( )10下列叙述正确的是( ) A蛋白质工程生产的蛋白质其氨基酸的排列顺序不可能改变A蛋白质工程生产的蛋白质其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其氨基酸之间的连接方式发生改变B蛋白质工程生产的蛋白质其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蛋白质工程可合成自然界中不存在的蛋白质D蛋白质工程可合成自然界中不存在的蛋白质 解析：选 D 蛋白质工程可根据蛋

42、白质的结构与生物活性及功能 的关系， 利用基因工程手段， 按照人类的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 出自然界根本不存在的、 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，氨基酸序列一般会改变。 解析：选 D 蛋白质工程可根据蛋白质的结构与生物活性及功能 的关系， 利用基因工程手段， 按照人类的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 出自然界根本不存在的、 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，氨基酸序列一般会改变。 11增加玉米

43、细胞中赖氨酸含量最有效的途径是( )11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 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 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解析：选 C 玉米中赖氨酸的含量比较

44、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。 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。 12蛋白质工程目前成功的是( )12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A对胰岛

45、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B蛋白质工程应用于微电子方面 C体外耐保存的干扰素C体外耐保存的干扰素 D用蛋白质工程生产赖氨酸含量高的玉米D用蛋白质工程生产赖氨酸含量高的玉米 解析：选 A 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。 解析：选 A 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。 13 干扰素是动物体内合成的一种蛋白质， 可用于治疗病毒感染 和癌症， 但体外保存相当困难， 如果将其分子上的一个半胱氨酸变成 丝氨酸，就可在70 条件下保存半年，这给广大患

46、者带来福音。 13 干扰素是动物体内合成的一种蛋白质， 可用于治疗病毒感染 和癌症， 但体外保存相当困难， 如果将其分子上的一个半胱氨酸变成 丝氨酸，就可在70 条件下保存半年，这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”： (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

47、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的需求。 (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的需求。 (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。 (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。 解析：(1)蛋白质工程的操作流程是：预期的蛋白质功能设计 预期的蛋白质结构推测应有的氨基酸序列找到相对应的脱氧核苷 酸序列(基因)。(2)基因工程只能生产自然界已存在的蛋白质，但该 蛋白质不一定符合人类生产和生活的需要 ； 而蛋白质工程却可以根据 人类的生产和生活的需求， 通过基因修饰或基因合成对现有蛋白质进 行改造，或生产自然界不存在的蛋白质。(3)人们对蛋白质复杂的高 级结构及其形成原理和过程尚不清楚， 因此， 蛋白质工程实施的难度 很大。 解析：(1)蛋白质工程的操作流程是：预期的蛋白质功能设计 预期的蛋白质结构推测应有的氨基酸序列找到相