高中北师大版 (2019)第五节 蛋白质工程课后练习题

【优质】第五节蛋白质工程-1作业练习

一．单项选择

1．下列关于蛋白质工程的进展和应用前景的说法，不正确的是（    ）

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

B．将人的胰岛素基因导人大肠杆菌细胞内，使大肠杆菌产生胰岛素的技术属于蛋白质工程

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．蛋白质工程在医药及其他工农业生产中有很大的应用价值

2．下列有关基因工程的叙述，不正确的是（    ）

A．重组DNA分子的构建在体内进行

B．基因工程能使生物产生定向变异

C．目的基因主要是编码蛋白质的结构基因

D．基因工程能打破物种间的界限

3．下图为蛋白质工程的流程图，下列说法正确的是（    ）

A．利用蛋白质工程制造出的蛋白质都是自然界本来就有的

B．蛋白质工程是一项完全摆脱基因工程技术的全新的生物工程技术

C．过程a．b分别是转录．翻译

D．蛋白质工程不可能构建出一种新的基因

4．关于蛋白质工程的进展和应用前景的说法，不正确的是（　　）

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

B．用导入外源基因的方法治疗半乳糖血症

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．目前，科学家通过对基因结构的改造，生产出自然界中从来不存在的蛋白质的种类还很少

5．纤维素酶广泛应用于医药．食品发酵．造纸．废水处理等领域。研究人员利用蛋白质工程 将细菌纤维素酶的第137．179．194位相应氨基酸替换为赖氨酸后，纤维素酶热稳定性得 到了提高。下列有关该技术说法正确的是（    ）

A．经改造后的纤维素酶热稳定性提高这一性状不可遗传

B．对纤维素酶的改造需要以基因工程为基础

C．改造纤维素酶无需构建基因表达载体

D．对纤维素酶的改造是通过直接改造mRNA实现的

6．科研人员将葡萄糖异构酶的第138位的甘氨酸替换为脯氨酸，使葡萄糖异构酶的热稳定性提高，最适反应温度提高10~12℃。下列有关对葡萄糖异构酶进行改造的叙述，错误的是（    ）

A．该技术为蛋白质工程，又称为第二代基因工程

B．直接在蛋白质分子水平上对葡萄糖异构酶进行改造

C．改造前可以先预期功能，再对蛋白质进行分子设计

D．改造时需对葡萄糖异构酶基因的碱基对进行替换

7．已知生物体内有一种转运蛋白（X），由305个氨基酸组成。如果将X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（X1） 不但保留X的功能，而且具有了酶的催化活性。下列说法正确的是（    ）

A．蛋白质工程和基因工程的根本区别是操作对象的差异

B．可以通过对X蛋白基因进行修饰或人工合成获得X1蛋白基因

C．蛋白质工程操作过程中，不需要酶和载体作为工具

D．细胞内合成X1蛋白与X蛋白的过程中，遗传信息的流向是相反的

8．在转基因抗虫植物的培育过程中，不可以作为目的基因的是（    ）

A．蛋白酶抑制剂基因 B．Bt毒蛋白基因

C．淀粉酶抑制剂基因 D．氨苄青霉素抗性基因

9．关于蛋白质工程的基本流程，下列叙述正确的是 （    ）

①设计预期蛋白质分子结构②推测氨基酸序列③预期蛋白质功能④找出相应脱氧核苷酸序列

A．③→①→②→④ B．④→②→①→③

C．①→②→③→④ D．③→④→①→②

10．苏云金芽孢杆菌杀虫晶体蛋白（Bt）与豇豆胰蛋白酶抑制剂（CpTI）杀虫机理不同。在转Bt基因作物种植区，发现棉铃虫种群抗性基因频率显著上升。科学家尝试用含有Bt和CpTI两种基因的转双基因烟草对2龄幼虫进行多代抗性筛选。以下叙述错误的是（    ）

A．利用DNA分子杂交技术不能检测烟草植株的抗虫性状

B．单基因抗性筛选与双基因抗性筛选导致棉铃虫种群基因库不同

C．种植转双基因烟草可避免棉铃虫产生抗性基因

D．转基因植物的培育和种植应考虑可能造成的生态风险

11．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位的半胱氨酸改变成丝氨酸，结果大大提高β－干扰素的抗病性活性，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．微生物发酵工程 D．细胞工程

12．如图是应用基因工程技术获得转基因动物和植物的过程，相关叙述正确的是（    ）

A．限制酶只用于获取目的基因

B．受体细胞A和受体细胞B一定都是受精卵

C．构建基因表达载体时，目的基因必须位于启动子和终止子之间才能进行复制

D．基因探针可以检测转基因抗虫棉植株中目的基因是否转录

13．下列关于基因工程应用的叙述，正确的是（   ）

A．基因治疗就是把缺陷基因诱变成正常基因

B．基因诊断的基本原理是DNA分子杂交

C．一种基因探针能检测水体中的各种病毒

D．原核基因不能导入真核生物细胞内

14．下列关于基因工程的叙述，错误的是（    ）

A．限制酶只能识别特定的脱氧核苷酸序列

B．DNA连接酶不可以连接两个单链DNA片段

C．天然的质粒．噬菌体和动植物病毒一般不可以直接用作运载体

D．“工程菌”是从自然界分离出来的，可作为基因工程的受体菌

15．新冠病毒的表面刺突蛋白（S蛋白）的受体结合域（RBD）与人体细胞表面的ACE2受体相互作用感染细胞。科学家设计了一种自然界中不存在的蛋白质LCB1，可与S蛋白RBD紧密结合，以干扰新冠病毒的感染。下列说法不合理的是（    ）

A．LCB1的作用机理与S蛋白的抗体类似

B．LCB1可依据S蛋白的RBD结构进行设计

C．LCB1是通过细胞中原有基因表达产生的

D．可用蛋白质工程进行LCB1的设计和生产

16．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

17．如图为蛋白质工程操作的基本思路，下列叙述不正确的是（    ）

A．图中①代表转录，②代表翻译，④代表分子设计， ⑤代表DNA合成

B．代表蛋白质工程操作思路的过程是④⑤，代表中心法则内容的是①②

C．蛋白质工程的目的是对基因的结构进行分子设计

D．从图中可以看出蛋白质工程的基本途径与中心法则是相反的

18．下图为蛋白质工程流程图。下列有关叙述正确的是（    ）

A．图中A为翻译过程 B．图中B为逆转录过程

C．图中E表示目的基因 D．该技术可产生新的蛋白质

参考答案与试题解析

1．【答案】B

【解析】

2．【答案】A

【解析】

试题分析：

基因工程是狭义的遗传工程，基因工程的基本原理是让人们感兴趣的基因（即目的基因）在宿主细胞中稳定高效地表达。为了实现基因工程的目标，通常要有多种工具酶．目的基因．载体和宿主细胞等基本要素，并按照一定的程序进行操作，它包括目的基因的获得．重组DNA的形成，重组DNA导入受体细胞也称（宿主）细胞．筛选含有目的基因的受体细胞和目的基因的表达等几个方面。

解答：

A．重组DNA分子的构建在体外进行，借助限制酶．DNA连接酶构建重组DNA分子，A错误；

B．基因工程可定向改变生物的性状，B正确；

C．目的基因主要是指编码蛋白质的基因，也可以是具有调控作用的因子，C正确；

D．基因工程能打破物种间的界限，使不同种的基因发生重组，D正确。

故选A。

3．【答案】C

【解析】

试题分析：

蛋白质工程是以蛋白质分子的结构规律以及生物功能的关系作为基础，通过基因的修饰或基因的合成，对现有的基因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。图中a．b过程分别是转录．翻译过程。

解答：

A．基因工程原则上只能生产自然界已经存在的蛋白质．蛋白质工程可以生产自然界中不存在的蛋白质，A错误；

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，B错误；

C．据图可知，过程a．b分别是转录．翻译，C正确；

D．蛋白质工程中可根据已经明确的蛋白质的结构构建出一种全新的基因，D错误。

故选C。

4．【答案】B

【解析】

蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其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，以满足人类生产和生活需求。蛋白质工程的过程：预期蛋白质功能，设计预期的蛋白质结构，推测应有氨基酸序列，找到对应的脱氧核苷酸序列（基因）。

解答：

A．蛋白质工程可通过改造基因来实现对蛋白质分子结构的定向改造，使之更加符合人类需要，故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正确；
B．用导入外源基因的方法治疗半乳糖血症属于基因工程技术，B错误；
C．蛋白质工程的原理是从预期的蛋白质功能出发最终找到脱氧核苷酸序列的过程，C正确；
D．目前，蛋白质工程成功的例子不多，主要是人们对蛋白质的结构了解的还很不够，所以通过对基因结构的改造生产出自然界中从来不存在的蛋白质种类目前还很少，D正确。
故选B。

5．【答案】B

【解析】

试题分析：

蛋白质工程的过程：预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有氨基酸序列→找到对应的脱氧核苷酸序列（基因）．蛋白质工程是通过修改基因或创造合成新基因来改变生物的遗传和表达形状，合成新的蛋白质．蛋白质工程是对基因进行修饰改造或重新合成，然后进行表达，须构建基因表达载体；蛋白质工程获得的是自然界没有的蛋白质；蛋白质工程是在基因水平上改造基因。

解答：

A．蛋白质工程是对基因进行修饰改造或重新合成，然后进行表达，改造后的蛋白质的性状能遗传给子代，A错误；

B．对纤维素酶的改造需要以基因工程为基础，B正确；

C．蛋白质工程是对基因进行修饰改造或重新合成，然后进行表达，须构建基因表达载体，C错误；

D．对纤维素酶的改造是通过直接改造纤维素酶的基因实现的，D错误。

故选B。

6．【答案】B

【解析】

试题分析：

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，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。

解答：

A．该技术通过对葡萄糖异构酶的基因修饰，定向改造葡萄糖异构酶，属于蛋白质工程，又称为第二代基因工程，A正确；

B．该技术是通过对葡萄糖异构酶基因的修饰来改造蛋白质，不是直接在蛋白质分子水平上进行改造，B错误；

C．蛋白质工程的基本步骤是从预期蛋白质功能出发→设计预期蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列，C正确；

D．改造时要将葡萄糖异构酶的第138位的甘氨酸替换为脯氨酸，因此要对葡萄糖异构酶基因的相应碱基对进行替换，D正确。

故选B。

7．【答案】B

【解析】

试题分析：

蛋白质工程的过程为：预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有氨基酸序列→找到对应的脱氧核苷酸序列（基因）．蛋白质工程是指以蛋白质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，对现有蛋白质进行基因改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需要。根据题干信息分析，将X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（X1）不但保留P的功能，而且具有了酶的催化活性，即改变了蛋白质的结构后，其功能发生了改变，而蛋白质是基因控制合成的，因此该功能的改变可以通过蛋白质工程实现。

解答：

A．基因工程和蛋白质工程均是对基因进行操作，基因工程合成的是天然存在的蛋白质，而蛋白质工程可以合成非天然存在的蛋白质，A错误；

B．可以通过对X蛋白基因进行修饰或人工合成获得X1蛋白基因，B正确；

C．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，其过程中也需要酶和载体作为工具，C错误；

D．细胞内合成X1蛋白与X蛋白的过程中，遗传信息的流向是相同的，D错误。

故选B。

8．【答案】D

【解析】

试题分析：

杀虫基因种类：Bt毒蛋白基因．蛋白酶抑制剂基因．淀粉酶抑制剂基因．植物凝集素基因等，其中Bt毒蛋白基因是从苏云芽孢杆菌中分离出来的抗虫基因，当害虫食用含有转基因的植物是Bt毒蛋白基因编码的蛋白质会进入害虫的肠道，在消化酶的作用下，蛋白质被降解为相对分子质量比较小．有毒的多肽，多肽结合在肠上皮细胞的特异性受体上，使细胞膜穿孔，细胞肿胀裂解，最后造成害虫死亡，由于对哺乳动物无毒副作用，因而广泛用于抗虫转基因植物。

解答：

A．将蛋白酶抑制基因转移到植物体内表达的蛋白酶抑制剂，可以阻断或降低害虫消化道蛋白酶的活性，影响其消化功能，不能消化吸收营养物质，从而影响害虫的生命活动，A正确；
B．Bt毒蛋白基因能使害虫致死，将其导入作物，使作物自身具有抵御虫害的能力，B正确；
C．将淀粉酶抑制剂基因转移到植物体内表达淀粉酶抑制剂，可以抑制消化道淀粉酶活性，阻断害虫的能量来源，C正确；
D．将氨苄青霉素抗性基因转移到植物体内表达的青霉素可以抗菌，并不能抗虫，不能影响害虫活动，D错误。
故选D。

9．【答案】A

【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。

解答：

蛋白质工程的基本流程是：从③预期的蛋白质功能出发→①设计预期的蛋白质结构→②推测应有的氨基酸序列→④找到相对应的脱氧核苷酸序列，A正确，

故选A。

10．【答案】C

【解析】

试题分析：

基因工程的基本步骤是：目的基因的获取．构建基因表达载体．将目的基因导入受体细胞．目的基因的检测与鉴定。

解答：

A．利用DNA分子杂交技术可以检测目的基因，但是不能检测烟草植株的抗虫性状，A正确；
B．单基因抗性筛选与双基因抗性筛选导致棉铃虫种群基因库不同，B正确；
C．棉铃虫产生抗性基因是自然产生的，而种植转双基因烟草可淘汰该基因控制的性状，C错误；
D．转基因植物的培育和种植应考虑可能造成的生态风险，以防止产生不必要的后果，D正确。
故选C。

11．【答案】B

【解析】

试题分析：

蛋白质工程指以蛋白质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，对现有蛋白质进行基因改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需要。据此答题。

解答：

基因工程是将符合人们要求的目的基因导入适宜的生物体内，使其高效表达，从中提取人们所需的蛋白质，或表现出某种性状，蛋白质产品仍然是天然存在的蛋白质。蛋白质工程是对控制蛋白质合成的基因进行改造，从而实现对相应蛋白质的改变，所得到的蛋白质已不是天然存在的蛋白质。题干中的操作涉及的基因显然不再是原来的基因，其合成的β﹣干扰素也不是天然的β﹣干扰素，而是经过人工改造的．符合人类需求的蛋白质，因而该生物技术为蛋白质工程，B正确。

故选B。

12．【答案】D

【解析】

试题分析：

基因工程是狭义的遗传工程，基因工程的基本原理是让人们感兴趣的基因（即目的基因）在宿主细胞中稳定高效地表达。为了实现基因工程的目标，通常要有多种工具酶．目的基因．载体和宿主细胞等基本要素，并按照一定的程序进行操作，它包括目的基因的获得．重组DNA的形成，重组DNA导入受体细胞也称（宿主）细胞．筛选含有目的基因的受体细胞和目的基因的表达等几个方面。基因探针，即核酸探针，是一段带有检测标记，且顺序已知的，与目的基因互补的核酸序列(DNA或RNA)。

解答：

A．限制酶用于获取目的基因，还用于切割质粒，使质粒和目的基因有相同的粘性末端，便于形成重组质粒，A错误；
B．受体细胞A一般采用受精卵，受体细胞B一般使用植物体细胞即可，B错误；
C．构建基因表达载体时，目的基因必须位于启动子和终止子之间才能进行表达，C错误；
D．基因探针可以检测转基因抗虫棉植株中目的基因是否转录，若转录形成RNA，则会与基因探针形成杂交带，D正确。
故选D。

13．【答案】B

【解析】

试题分析：

本题考查了基因工程应用的相关知识，属于对识记．理解层次的考查，考生既要清楚基因诊断和基因治疗的概念，又要区分二者的区别。基因治疗是将目的基因通过载体导入患者受体细胞形成重组受体细胞，体外培养后再输回患者体内，或将目的基因通过载体直接送入患者体内。前者为体外途径，后者为体内途径；进行基因检测有两个必要条件，一是必需的特异的DNA探针；二是必需的基因组DNA，当两者都变性呈单链状态时，就能进行分子杂交。

解答：

A．基因治疗就是把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，达到治疗疾病的目的，A错误；

B．基因诊断又称DNA诊断或分子诊断，通过分子生物学和分子遗传学的技术，直接检测出分子结构水平和表达水平是否异常，从而对疾病做出判断，利用的原理就是DNA分子杂交，B正确；

C．基因探针是用放射性同位素（或荧光分子）标记的含有目的基因DNA片段，一种基因探针只能检测水体中的一种或一类病毒，C错误；

D．现在很多转基因生物就是用原核生物的基因杂交产生新品种的，比如抗虫棉等，D错误。

故选B。

14．【答案】D

【解析】

试题分析：

本题考查基因工程的相关知识点。基因工程常用的工具有限制酶．DNA连接酶．载体等。

解答：

A．限制酶只能识别特定的脱氧核苷酸序列，A正确；

B．DNA连接酶连接的是双链DNA片段，不可以连接两个单链DNA片段，B正确；

C．作为基因工程的运载体需要具备一些条件，而天然的质粒．噬菌体和动植物病毒一般不会同时具备这些条件，因此不可以直接用作运载体，C正确；

D．工程菌是用基因工程的方法，使外源基因得到高效率表达的菌株类细胞系，不是从自然界分离出来的，D错误。

故选D。

15．【答案】C

【解析】

由题干可知，LCB1可与S蛋白RBD紧密结合，说明LCB1的作用机理与S蛋白的抗体类似。

解答：

A．由题意可知，新冠病毒的表面刺突蛋白（S蛋白）存在受体结合域（RBD），而LCB1可与S蛋白RBD紧密结合，故LCB1的作用机理与S蛋白的抗体类似，A正确；

B．LCB1的作用机理与S蛋白的抗体类似，可依据受体（S蛋白的RBD）结构进行设计，B正确；

C．由题意可知，LCB1是自然界中不存在的蛋白质，故无法通过细胞中原有基因表达产生，C错误；

D．LCB1是自然界中不存在的蛋白质，可用蛋白质工程进行LCB1的设计和生产，D正确。

故选C。

16．【答案】A

【解析】

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正确的高级结构，这种高级结构十分复杂，目前科学家对大多数蛋白质的高级结构了解还不是很够，这就制约了其发展。

解答：

A．通过对胰岛素进行改造，已经使其成为速效性药品，A正确；

B．通过蛋白质工程方法制造成电子元件正在探索中，还未成功，B错误；

C．室温下可保存半年的干扰素目前还没实现，C错误；

D．生产赖氨酸含量高的玉米尚未成功，D错误。

故选A。

17．【答案】C

【解析】

18．【答案】D

【解析】

试题分析：

分析图示可以得出，图示中包含中心法则和蛋白质工程的流程图，其中A为转录，B为翻译，下方的途径表示中心法则中蛋白质的合成过程，E为推测预期蛋白质功能，C为分子设计氨基酸序列，后由氨基酸序列合成相关DNA片段，上方的途径为蛋白质工程。

解答：

A．由DNA合成mRNA，属于转录，A错误；
B．由mRNA合成氨基酸序列，为翻译，B错误；
C．蛋白质工程的出发点E为预期蛋白质的功能，C错误；
D．蛋白质工程可以合成自然界中没有的新的蛋白质，D正确；
故选D。