高中生物北师大版 (2019)选择性必修3 生物技术与工程第3章 基因工程第五节 蛋白质工程复习练习题

这是一份高中生物北师大版 (2019)选择性必修3 生物技术与工程第3章 基因工程第五节 蛋白质工程复习练习题，共15页。试卷主要包含了纤维素酶广泛应用于医药，苏云金芽孢杆菌杀虫晶体蛋白，新冠病毒通过其表面刺突蛋白等内容，欢迎下载使用。
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．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
3．新冠病毒是一种RNA病毒，极易产生变异，其通过表面刺突蛋白（S蛋白）的受体结合域（RBD）与人体细胞表面的ACE2受体相互作用而感染细胞。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。下列有关说法，错误的是（ ）
A．LCB1的作用效应与抗S蛋白抗体类似
B．可用蛋白质工程进行LCB1的设计和生产
C．新冠病毒侵入人体后可在内环境中大量增殖
D．易感人群即使注射疫苗也仍然具有被感染的可能
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
6．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
7．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
8．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
9．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．一种基因探针能检测人体感染的各种病毒
C．蛋白质工程是在基因工程的基础上延伸出来的
D．基因诊断的基本原理是抗原抗体的特异性结合
10．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
11．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
12．已知生物体内有一种蛋白质（P），该蛋白质是一种转运蛋白，由305个氨基酸组成。如果将P分子中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（P1）不但保留P的功能，而且具有了酶的催化活性。下列叙述正确的是（ ）
A．从上述资料可知，若要改变蛋白质的功能，可以考虑对蛋白质的氨基酸序列（或结构）进行改造
B．直接对蛋白质的氨基酸序列（或结构）进行修饰改造，是蛋白质工程的范畴
C．改变后的蛋白质（P1）与蛋白质（P）的结构相同，功能不同
D．蛋白质工程已被广泛发展应用，极大的满足了人类生产生活的需要
13．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
14．下列有关基因工程的相关叙述中，正确的是（ ）
A．基因治疗就是去除生物体细胞中有缺陷的突变基因
B．运载体上抗性基因的存在有利于对目的基因是否表达进行检测
C．阻止病人的致病基因传给子代的方法通常是将正常基因导入病人的体细胞核
D．转基因技术造成的变异，实质上相当于人为的基因重组，却产生了定向变异
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．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
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．凝乳酶是奶酪生产中的关键酶。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
B．蛋白质的结构和功能分析
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
参考答案与试题解析
1．【答案】B
【解析】
2．【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。
3．【答案】C
【解析】
根据题干分析，新冠病毒通过表面刺突蛋白（S蛋白）的受体结合域（RBD）与人体细胞表面的ACE2受体相互作用而感染细胞；而蛋白质LCB1可与S蛋白的RBD结合，阻断上述过程，从而干扰新冠病毒的感染。
病原体表面的一些特定的蛋白质等物质，能够与免疫细胞表面的受体结合，从而引发免疫反应，这些能引发免疫反应的物质称为抗原。新冠病毒表面的S蛋白就是一种抗原。
抗体是机体产生的专门应对抗原的蛋白质，能与相应抗原发生特异性结合。抗体与病原体的结合可以抑制病原体的增殖或对人体细胞的黏附。
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。．蛋白质工程能够生产自然界中不存在的蛋白质。
解答：
A．LCB1能S蛋白结合，干扰新冠病毒对人体细胞的感染，说明其作用与抗体类似，A正确；
B．LCB1自然界中不存在的蛋白质，可能通过蛋白质工程进行设计和生产，B正确；
C．新冠病毒无细胞结构，必需寄生在人体细胞中，C错误；
D．新冠病毒是一种RNA病毒，极易产生变异；易感人群注射疫苗也具有被变异的新冠病毒感染的可能，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。
6．【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。
7．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。
8．【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。
9．【答案】C
【解析】
试题分析：
基因工程又称基因拼接技术和DNA重组技术。所谓基因工程是在分子水平上对基因进行操作的复杂技术，是将外源基因通过体外重组后导入受体细胞内，使这个基因能在受体细胞内复制．转录．翻译表达的操作。
解答：
A．基因治疗是将正常基因导入缺陷细胞，令其发挥作用，A错误；
B．基因探针具有特异性，无法检测各种病毒，B错误；
C．蛋白质工程的实质还是在基因层面做出修饰，C正确；
D．基因诊断的原理是DNA分子杂交，D错误。
故选C。
10．【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。
11．【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。
12．【答案】A
【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P分子中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（P1）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．从题干信息可知，该蛋白质功能的改变是通过改变蛋白质的氨基酸序列实现的，A正确；
B．蛋白质工程直接改造的是基因，B错误；
C．改变后的蛋白质（P1）与蛋白质（P）的结构不同，功能也不同，C错误；
D．蛋白质工程并没有被广泛发展应用，D错误。
故选A。
13．【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。
14．【答案】D
【解析】
试题分析：
基因工程的原理：基因重组。
基因工程的操作基本工具：限制性核酸内切酶，DNA连接酶，运载体。
基因工程的基本步骤：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；目的基因的检测和表达。
基因工程的应用：1.植物基因工程：抗虫．抗病．抗逆转基因植物，利用转基因改良植物的品质；
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，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。
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】D
【解析】
试题分析：