生物选修3一、根据基因工程原理射界和改造蛋白质课时练习

【优质】一、根据基因工程原理射界和改造蛋白质-1练习

一．单项选择

1．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错误的是（    ）

A．经改造后的纤维素酶热稳定性提高这一性状可遗传

B．对纤维素酶的改造是通过直接改造mRNA实现的

C．改造纤维素酶也需要构建基因表达载体

D．改造后的纤维素酶和原纤维素酶不是同一种酶

2．科学家设计了一种自然界中不存在的蛋白质LCB1，可与新冠病毒表面S蛋白的受体结合域（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．可依据S蛋白的RBD结构设计LCB1

C．LCB1可以通过细胞中原有基因表达产生

D．LCB1的设计和生产属于蛋白质工程

3．下列关于蛋白质工程的叙述，不正确的是（    ）

A．蛋白质工程的基础是基因工程

B．蛋白质工程遵循的原理包括中心法则

C．蛋白质工程得到的蛋白质都是天然存在的蛋白质分子

D．经蛋白质工程改造后的性状可以遗传给后代

4．下列不是蛋白质工程的研究内容的一项是（    ）

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．按照人的意愿将天然蛋白质改造成新的蛋白质

5．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

6．科学家将β干扰素基因进行定点突变后导入大肠杆菌内表达，使干扰素第十七位的半胱氨酸变成丝氨酸，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．染色体变异

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．下列关于蛋白质工程和基因工程的比较，不合理的是（    ）

A．蛋白质工程可制造一种自然界不存在的蛋白质

B．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．蛋白质工程获得的新型干扰素可以大量自我复制

D．基因工程和蛋白质工程产生的变异都是可遗传的

9．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

10．微生物常被用于基因工程中，下列有关叙述错误的是（    ）

A．从耐热的细菌中可获取PCR所需的DNA聚合酶

B．大肠杆菌．酵母菌等微生物是基因工程常用的载体

C．作为载体的DNA分子需具有合成抗生素的基因

D．大肠杆菌转化为感受态细胞可用氯化钠溶液处理

11．关于蛋白质工程的基本流程，下列叙述正确的是（　　）

①蛋白质分子结构设计②DNA合成 ③预期蛋白质功能 ④据氨基酸序列推出脱氧核苷酸序列

A．③→①→④→② B．④→②→①→③

C．①→②→③→④ D．③→④→①→②

12．蛋白质工程是在深入了解蛋白质分子的结构与功能关系的基础上进行的，它最终要达到的目的是（    ）

A．分析蛋白质的三维结构

B．研究蛋白质的氨基酸组成

C．获取编码蛋白质的基因序列信息

D．改造现有蛋白质或制造新的蛋白质，满足人类的需求

13．蛋白质工程的基本原理是（    ）

A．逆转录 B．碱基互补配对原则

C．中心法则 D．中心法则的逆过程

14．蛋白质工程的基本流程是（    ）

A．基因→表达→形成特定氨基酸序列的多肽链→形成具有高级结构的蛋白质→行使生物功能

B．对蛋白质进行分子设计→改造蛋白质分子→行使功能

C．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→找到相应的脱氧核苷酸序列

D．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→合成相应mRNA

15．玉米中赖氨酸含量比较低，形成机理如下图所示，将天冬氨酸激酶(AK)第352位的苏氨酸变成异亮氨酸和将二氢吡啶二羧酸合成酶(DHDPS)第104位的天冬氨酸变成异亮氨酸，可以使玉米叶片和种子中游离的赖氨酸含量分别增加5倍和2倍，已知改造后的AK和DHDPS的活性均未发生明显变化，下列有关分析错误的是（    ）

A．玉米中赖氨酸含量比较低是负反馈调节的结果

B．分析上述材料可知，赖氨酸的高产可借助蛋白质工程实现

C．改造后的AK和DHDPS的空间结构发生改变

D．改造后的AK和DHDPS与赖氨酸的结合能力增强

16．科学家利用现代生物技术将生长激素基因导入小鼠受精卵，得到了体型巨大的“超级小鼠”，采用农杆菌转化法培育出转基因烟草。关于以上两则基因工程应用的说法，正确的是（    ）

A．“超级小鼠”．转基因烟草发生的变异不可遗传

B．常用显微注射法将基因表达载体导入小鼠的体细胞中

C．构建基因表达载体常用的工具酶有限制酶．DNA连接酶和运载体

D．培育转基因植物时，农杆菌的作用是使目的基因导入植物细胞

17．下列关于蛋白质工程的叙述，正确的是（    ）

A．通过对基因结构的定点改造实现对玉米中赖氨酸合成过程中的关键酶结构的改造属于蛋白质工程

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．蛋白质工程不需要构建基因表达载体

D．通过蛋白质工程改造后的蛋白质的特性不能遗传给子代

18．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

参考答案与试题解析

1．【答案】B

【解析】

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正确；

B．对纤维素酶的改造需要以基因工程为基础，是通过修改基因或创造合成新基因来实现的，B错误；

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正确；

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，改造后的纤维素酶和原纤维素酶不是同一种酶，D正确。

故选B。

2．【答案】C

【解析】

研究发现，新型冠状病毒感染人体细胞的关键在于：冠状病毒的S蛋白与人体细胞膜上的ACE2 蛋白的结合——准确地说，是S蛋白“劫持”了原本是控制血压的ACE2，通过与它的结合入侵人体。

S 蛋白全称为spike glycoprotein （刺突糖蛋白），位于新冠病毒最外层，像一个个突起的“皇冠”。美国得克萨斯大学奥斯汀分校研究团队的最新解析结果显示，新冠病毒S蛋白以三聚体形态存在，每一个单体中约有1300多个氨基酸，其中300多个氨基酸构成了“受体结合结构域”（RBD），即S蛋白与ACE2相联结的地方。

ACE2全称为“血管紧张素转化酶2”，是人体内一种参与血压调节的蛋白，在肺．心脏．肾脏和肠道广泛存在。

解答：

A．由题干信息可知：“LCB1，可与新冠病毒表面S蛋白的受体结合域（RBD）紧密结合，以干扰新冠病毒的感染”，故可知LCB1的作用机理与S蛋白的抗体类似，A正确；

B．RBD是 S蛋白的受体结合域，可知，依据S蛋白的RBD结构可以设计LCB1，B正确；

C．科学家设计了一种自然界中不存在的蛋白质，可知细胞中没有控制合成LCB1的基因，C错误；

D．LCB1是一种蛋白质，它的设计和生产属于蛋白质工程，D正确。

故选C。

3．【答案】C

【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。

解答：

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，A正确；

B．蛋白质工程在对蛋白质进行分子设计后，合成相应的基因，合成基因的表达离不开转录和翻译过程，因此蛋白质工程遵循的原理包括中心法则，B正确；

C．基因工程原则上只能生产自然界已存在的天然蛋白质，而蛋白质工程则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，C错误；

D．由于蛋白质工程是直接对基因进行修饰或合成基因，改造后的性状可以遗传给后代，D正确。

故选C。

4．【答案】C

【解析】

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）；蛋白质工程得到的蛋白质一般不是天然存在的蛋白质。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。

解答：

A．蛋白质工程是根据预期蛋白质功能设计预期的蛋白质分子的精细结构，A正确；

B．蛋白质工程过修改基因或创造合成新基因来改变对蛋白质进行有目的制造，B正确；

C．蛋白质工程分析．设计蛋白质分子，不分析氨基酸的化学组成，C错误；

D．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，D正确。

故选C。

5．【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。

6．【答案】B

【解析】

基因工程的原理是基因重组，而蛋白质工程关键是基因的修饰和合成。

解答：

A．基因工程是通过对基因的操作，将符合人们需要的目的基因导入适宜的生物体，原则上只能生产自然界已存在的蛋白质，A错误；

B．合成的β-干扰素不是天然的，属于蛋白质工程，B正确；

C．基因突变是生物变异的根本来源，不是一种生物技术，C错误；

D．染色体变异是生物变异的来源，不是一种生物技术，D错误。

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】C

【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．蛋白质工程可通过基因修饰或基因合成，制造一种自然界不存在的蛋白质，A正确；

B．由于蛋白质的高级结构较复杂，很难直接改造，而基因决定蛋白质，因此蛋白质工程最终还是要通过基因修饰或基因合成来完成，B正确；

C．蛋白质工程获得的新型干扰素属于蛋白质，蛋白质不能自我复制，C错误；

D．蛋白质工程和基因工程的实质都是改造基因，产生的变异都是可遗传的，D正确。

故选C。

9．【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。

10．【答案】BCD

【解析】

试题分析：

基因工程的工具：

（1）限制酶：能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂。

（2）DNA连接酶：连接的是两个核苷酸之间的磷酸二酯键。

（3）运载体：常用的运载体：质粒．噬菌体的衍生物．动植物病毒。

解答：

A．从耐热的细菌中可获取PCR所需的DNA聚合酶，即热稳定DNA聚合酶，A正确；

B．大肠杆菌．酵母菌等微生物是基因工程常用的受体，基因工程常用的运载体有质粒．噬菌体的衍生物．动植物病毒，B错误；

C．作为载体的DNA分子需具有抗生素抗性基因作为标记基因，而不是合成抗生素的基因，C错误；

D．大肠杆菌转化为感受态细胞可用氯化钙溶液处理，D错误。

故选BCD。

11．【答案】A

【解析】

蛋白质工程是指以蛋白质分子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。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；而基因工程原则上能生产自然界原有的蛋白质。

解答：

蛋白质工程的基本流程是：③预期蛋白质功能→①设计预期的蛋白质结构→④据氨基酸序列推出脱氧核苷酸序列→②合成DNA，A正确。

故选A。

12．【答案】D

【解析】

蛋白质工程的基本途径是：预期蛋白质功能→设计预期蛋白质三维结构→推测应有的氨基酸序列→找到对应的脱氧核苷酸序列（→得到预期的基因）。

解答：

蛋白质工程的最终目的是改造现有的蛋白质，或者制造一种全新的蛋白质，以满足人类的需求。

故选D。

13．【答案】D

【解析】

蛋白质工程的基本原理是：预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质空间结构→推测应有的氨基酸序列→找到相应的脱氧核苷酸序列。

解答：

蛋白质工程的基本原理是：预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质空间结构→推测应有的氨基酸序列→找到相应的脱氧核苷酸序列。故蛋白质工程的基本原理是中心法则的逆过程。

故选D。

14．【答案】C

【解析】

试题分析：

蛋白质工程的过程：根据中心法则逆推以确定目的基因的碱基序列：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）；最终还是回到基因工程上来解决蛋白质的合成。

解答：

根据中心法则逆推以确定目的基因的碱基序列：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）。
综上所述，ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。

15．【答案】D

【解析】

试题分析：

据图分析，物质X在天冬氨酸激酶（AK）和二氢吡啶二羧酸合成酶（DHDPS）作用下，形成赖氨酸；当赖氨酸含量高，抑制天冬氨酸激酶（AK）和二氢吡啶二羧酸合成酶（DHDPS）的活性。

解答：

A．由于存在负反馈调节，玉米中赖氨酸含量比较低，A正确；
B．根据题干分析，“将天冬氨酸激酶（AK）第352位的苏氨酸变成异亮氨酸和将二氢吡啶二羧酸合成酶（DHDPS）第104位的天冬氨酸变成异亮氨酸，可以使玉米叶片和种子中游离的赖氨酸含量分别增加5倍和2倍”，属于蛋白质工程，B正确；
C．根据题干信息，“将天冬氨酸激酶（AK）第352位的苏氨酸变成异亮氨酸和将二氢吡啶二羧酸合成酶（DHDPS）第104位的天冬氨酸变成异亮氨酸，可以使玉米叶片和种子中游离的赖氨酸含量分别增加5倍和2倍”，说明改造后的AK和DHDPS的空间结构发生改变，C正确；
D．根据题干信息，“使玉米叶片和种子中游离的赖氨酸含量分别增加5倍和2倍”，说明改造后的AK和DHDPS与赖氨酸的结合能力减弱，负反馈调节减弱，D错误。
故选D。

16．【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，该步骤需要限制酶和DNA连接酶。
（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。

解答：

A．“超级小鼠”．转基因烟草发生的变异是通过转基因技术实现的，属于基因重组，是可遗传变异，A错误；
B．常用显微注射法将基因表达载体导入小鼠的受精卵细胞中，B错误；
C．构建基因表达载体常用的工具酶有限制酶．DNA连接酶，C错误；
D．培育转基因植物时，农杆菌的作用是使目的基因导入植物细胞，D正确。
故选D。

17．【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，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．通过对基因结构的定点改造实现对玉米中赖氨酸合成过程中的关键酶结构的改造属于蛋白质工程，A正确；

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基因工程，B错误；

C．在蛋白质工程中，改造后的基因需要导入受体细胞内才能表达出相应的蛋白质，故需要构建基因表达载体，C错误；

D．蛋白质工程的实质是对基因进行改造，从而实现对蛋白质的改造，改造后的蛋白质的特性可遗传给子代，D错误。

故选A。

18．【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。