高中生物沪科版 (2019)选修3一、根据基因工程原理射界和改造蛋白质巩固练习

【精挑】一、根据基因工程原理射界和改造蛋白质-1随堂练习

一．单项选择

1．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

2．某团队用化学法人工合成了脑啡肽 N端五肽（能与质膜某受体特异性结合）编码区，使其与人干扰素基因连接，在大肠杆菌中成功表达出一种融合蛋白，该蛋白抑制肿瘤细胞 生长的活性显著高于单纯的干扰素。下列叙述错误的是（    ）

A．该过程中利用了基因重组技术

B．该过程并没有创造出新的蛋白质

C．要实现蛋白质的拼接，需先进行基因的拼接

D．脑啡肽 N端五肽使干扰素作用更具有靶向性

3．有关基因工程与蛋白质工程的说法，正确的是（    ）

A．农杆菌中的Ti质粒上的基因可全部整合到受体细胞染色体上

B．蛋白质工程技术中的操作对象是蛋白质或控制蛋白质合成的基因

C．蛋白质工程能定向改造蛋白质分子结构，使之更加符合人类需要

D．当前限制蛋白质工程发展的关键因素是基因工程技术还不成熟

4．下列案例是通过实施蛋白质工程获得的是（　　）

A．在山羊乳腺生物反应器中表达出人α-抗胰蛋白酶

B．转基因除草剂玉米的培育

C．零下70℃可保存半年的干扰素的生产

D．含外源生长激素基因的超级小鼠的培育

5．新冠病毒通过其表面刺突蛋白（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，侵入人体细胞。研究人员设计并合成了一种自然界不存在的LCB1蛋白药物，可识别并紧密结合S蛋白的RBD，以干扰新冠病毒的感染。下列叙述错误的是（    ）

A．LCB1可能与ACE2受体的某些区域结构类似

B．LCB1可以依据S蛋白的RBD结构进行设计

C．LCB1是通过细胞中原有的基因表达产生的

D．LCB1设计和合成是通过蛋白质工程实现的

6．科研小组利用蛋白质工程将某细胞中的一种转运蛋白X进行改造，并使改造后的转运蛋白X基因在细胞中正常表达。下列说法错误的是（　　）

A．蛋白质工程中可构建出自然界全新的基因

B．该过程需要限制性核酸内切酶和DNA连接酶的作用

C．经改造后的蛋白质不需要再进行功能鉴定

D．经改造后的基因在表达过程中仍遵循中心法则

7．下图表示蛋白质工程的操作过程，相关说法错误的是（    ）

A．蛋白质工程只能生产自然界已经存在的蛋白质

B．蛋白质工程中对蛋白质分子结构的了解是非常关键的工作

C．蛋白质工程是以基因工程为基础的生物工程技术

D．蛋白质工程可以制造一种新的蛋白质也可以对现有的蛋白质进行改造

8．黑麦草中含有拮抗除草剂草甘膦的基因，该基因编码抗草甘膦酶，从而使草甘膦失去对植物的毒害作用。2015年8月，中国科学院和北京奧瑞金种业有限公司通过转基因技术获得了抗除草剂草甘膦的玉米新品种。下列有关说法错误的是（    ）

A．从cDNA文库中选取的拮抗除草剂草甘膦的基因不能直接导入受体细胞

B．体外获得大量拮抗除草剂草甘膦基因要利用PCR技术

C．若需要对转入拮抗除草剂草甘膦基因的玉米进行个体生物学水平的鉴定，需要对玉米做喷洒草甘膦实验

D．若实验现象不理想，为提高抗草甘膦酶活性可利用蛋白质工程直接改造抗草甘膦酶

9．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

10．蛋白质工程是新崛起的一项生物工程，又称第二代基因工程。下图示意蛋白质工程流程，图中A．B在遗传学上依次表示（    ）

A．转录和翻译 B．翻译和转录 C．复制和转录 D．传递和表达

11．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

12．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

13．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）替代甘氨酸（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℃。这属于生物工程中的（    ）

A．基因工程 B．蛋白质工程 C．发酵工程 D．酶工程

14．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

15．水蛭素是一种蛋白质，可用于预防和治疗血栓。研究人员发现，用赖氨酸替换水蛭素第47位的天冬酰胺，可以提高它的抗凝血活性。在这项替换研究中，目前可行的直接操作对象是（    ）

A．基因 B．氨基酸 C．多肽链 D．蛋白质

16．蛋白质工程的基本操作程序正确是（　　）

①蛋白质分子结构设计

②DNA合成

③mRNA合成

④蛋白质的预期功能

⑤根据氨基酸的序列推出脱氧核苷酸的序列

⑥蛋白质分子的合成

A．①→②→③→④→⑤→⑥ B．⑤→④→③→②→①→⑥

C．④→①→⑤→②→③→⑥ D．⑥→②→③→⑤→①→④

17．蛋白质糖基化工程是通过对蛋白质表面的糖链进行改造，从而改良蛋白质性质的一种技术。下列相关叙述，错误的是（    ）

A．细胞中蛋白质糖基化是一种翻译后修饰，主要发生在叶绿体中

B．糖基化对蛋白质的溶解度．稳定性．活性等具有重要的影响

C．蛋白质糖基化工程可通过基因工程改变糖基化途径中有关酶实现

D．进行合适的糖基化修饰，可以提高治疗性蛋白质的疗效

18．科学家为提高玉米中赖氨酸的含量，计划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位的天冬酰胺变成异亮氨酸，变化后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，该生物技术为（    ）

A．基因工程 B．蛋白质工程

C．诱变育种 D．细胞工程

参考答案与试题解析

1．【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。

2．【答案】B

【解析】

试题分析：

基因工程技术的基本步骤：

（1）目的基因的获取：方法有从基因文库中获取．利用PCR技术扩增和人工合成。

（2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因．启动子．终止子和标记基因等。

（3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法．基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。

（4）目的基因的检测与鉴定：分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。个体水平上的鉴定：抗虫鉴定．抗病鉴定．活性鉴定等。

解答：

A．由题干知：该团队把人工合成的脑啡肽N端五肽编码区和人干扰素基因进行DNA拼接，该过程利用了基因重组技术，A正确；

B．该过程创造出了融合蛋白，是原本不存在的蛋白质，属于新的蛋白质，B错误；

C．要实现蛋白质的拼接，需先进行基因的拼接，通过基因的表达产生蛋白质，C正确；

D．脑啡肽N端五肽能与质膜某受体特异性结合，从而使干扰素作用更具有靶向性，D正确。

故选B。

3．【答案】C

【解析】

试题分析：

4．【答案】C

【解析】

5．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，找到相对应的脱氧核苷酸序列（基因）以上是蛋白质工程特有的途径；以下按照基因工程的一般步骤进行（注意：目的基因只能用人工合成的方法）。

解答：

Ａ．①代表转录，②代表翻译，④代表分子设计，⑤代表 DNA合成，Ａ正确；

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，Ｂ正确；

Ｃ．蛋白质工程的目的是对蛋白质的结构进行分子设计，通过基因合成或修饰实现，Ｃ错误；

D．蛋白质工程是根据具有相应功能的蛋白质结构推测氨基酸序列，进而推测出脱氧核苷酸序列，因此蛋白质工程的基本途径与中心法则是相反的，D正确。

故选C。

6．【答案】C

【解析】

7．【答案】A

【解析】

试题分析：

8．【答案】D

【解析】

试题分析：

基因工程技术的基本步骤：
（1）目的基因的获取：方法有从基因文库中获取．利用PCR技术扩增和人工合成。
（2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因．启动子．终止子和标记基因等。
（3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法．基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。
（4）目的基因的检测与鉴定：分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。个体水平上的鉴定：抗虫鉴定．抗病鉴定．活性鉴定等。

解答：

A．从cDNA文库中选取的拮抗除草剂草甘膦的基因需要构建基因表达载体才能导入受体细胞，A正确；

B．利用PCR技术可在体外获得大量拮抗除草剂草甘膦基因，B正确；

C．由分析可知，若对抗除草剂草甘膦基因的玉米进行个体生物学水平的鉴定，则需要对转基因玉米做喷洒草甘膦实验，以便获得实验结果，C正确；

D．若实验现象不理想，为提高抗草甘膦酶活性可利用蛋白质工程对抗草甘膦酶的基因进行设计改造，D错误。

故选D。

9．【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。

10．【答案】A

【解析】

试题分析：

转录是指以DNA一条链为模板，按照碱基互补配对原则，合成RNA的过程；翻译是指以信使RNA为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。

解答：

据图可知，A是DNA形成mRNA的过程，即转录；B是以mRNA为模板合成多肽链，即翻译，故A．B分别表示转录和翻译，A正确。

故选A。

11．【答案】C

【解析】

12．【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。

13．【答案】B

【解析】

14．【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。

15．【答案】A

【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．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：

通过题干信息可知，可通过蛋白质工程技来完成，蛋白质工程直接改造的是相应的基因，A正确。

故选A。

16．【答案】C

【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，以满足人类的生产和生活的需求。

解答：

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糖核苷酸序列（即DNA合成），最后按照基因工程的一般步骤进行，即进行转录和翻译形成蛋白质。因此，蛋白质工程的基本操作程序正确的是④→①→⑤→②→③→①，即C正确，ABD错误。

故选C。

17．【答案】A

【解析】

试题分析：

分泌蛋白的合成与分泌过程：附着在内质网上的核糖体合成蛋白质→内质网进行粗加工→内质网“出芽”形成囊泡→高尔基体进行再加工形成成熟的蛋白质→高尔基体“出芽”形成囊泡→细胞膜。

解答：

A．细胞中蛋白质糖基化是一种翻译后修饰，主要发生在内质网中，A错误；

B．糖基化对蛋白质的空间结构有影响，进而影响蛋白质的溶解度．稳定性．活性等特性，B正确；

C．基因控制蛋白质的合成，据此可推测蛋白质糖基化工程可通过基因工程改变糖基化途径中有关酶实现糖基化途径的改变，C正确；

D．进行合适的糖基化修饰可改变蛋白质的空间结构，进而可以提高治疗性蛋白质的疗效，D正确。

故选A。

18．【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。

解答：

根据蛋白质被改造部位的多少，可以将这种改造分为“大改”．“中改”和“小改”。“小改”是指通过基因工程中的定点诱变技术，有目的改造蛋白质分子中某活性部位的1个或几个氨基酸残基，以改善蛋白质的性质和功能。题干中对蛋白质的改造属于“小改”层次，需直接对相应的基因进行改造，即对相应的基因进行定点诱变，进而实现对蛋白质的改造，故属于蛋白质工程，即B正确。
故选B。