北师大版 (2019)选择性必修3 生物技术与工程第五节 蛋白质工程随堂练习题

【精品】第五节蛋白质工程-2课时练习

一．单项选择

1．下列关于蛋白质工程描述，错误的是

A．蛋白质工程是在基因工程基础上延伸出来的二代基因工程

B．实施蛋白质工程的基本途径必须从预期蛋白质功能出发

C．蛋白质工程实施过程中可对关键氨基酸直接置换或增删

D．构建基因表达载体也是蛋白质工程的核心步骤

2．下列有关蛋白质工程的说法，正确的是（    ）

A．蛋白质工程主要是直接对天然蛋白质分子进行改造

B．蛋白质工程不需要限制性核酸内切酶和DNA连接酶

C．蛋白质工程已成为研究蛋白质结构和功能的重要手段

D．蛋白质工程制造的酶改变了天然酶特性后一定更有利于生物进化

3．人们发现蛛丝蛋白比蚕丝蛋白更细，但强度却更大，于是有人试图通过破解蛛丝蛋白的结构从而推出其基因结构，以指导对蚕丝蛋白基因的修改，从而让蚕也吐出像蛛丝蛋白一样坚韧的丝，此过程的名称和依据的原理分别是：

A．基因突变：DNA→RNA→蛋白质

B．基因工程：RNA→RNA→蛋白质

C．基因工程：DNA→RNA→蛋白质

D．蛋白质工程：蛋白质→DNA→RNA→蛋白质

4．下列关于利用PCR技术扩增目的基因的叙述，正确的是（    ）

A．PCR技术利用DNA双链复制的原理，使核糖核苷酸序列呈指数方式增加

B．扩增目的基因前，需要设计可与目的基因的碱基序列互补的两种双链引物

C．基因的扩增依赖于模板．热稳定性的DNA聚合酶和原料等物质

D．加热至90~95℃的目的是使基因的磷酸二酯键断裂

5．有关基因工程与蛋白质工程的说法正确是（    ）

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

B．基因工程合成的是天然蛋白质，蛋白质工程合成的可以不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（或性状水平）

D．蛋白质工程是基因工程的基础

6．蛋白质工程中对蛋白质分子进行设计时，主要包括哪几种？（     ）   

①进行少数氨基酸的替换                     

②对不同来源的蛋白质的拼接

③从氨基酸的排列顺序出发设计全新的蛋白质   

④直接改变蛋白质的空间结构

A．①② B．①②③ C．②③④ D．①②④

7．作物脱毒．改善畜产品的品质．抗除草剂作物．可保存的干扰素．检测有毒物质．性别鉴定依次是下列哪项生物技术的应用

①基因工程 

②细胞工程 

③蛋白质工程 

④胚胎工程

A．①②②③④④ B．②①①③②④ C．②①②③②④ D．②①②④③②

8．某生物中发现一种基因的表达产物是具有较强抗菌性和溶血性的多肽P1，科研人员预期在P1的基础上研发抗菌性强但溶血性弱的蛋白质药物，下一步要做的是

A．合成编码多肽P1的DMA片段

B．构建含目的肽DNA片段的表达载体

C．设计抗菌性强但溶血性弱的蛋白质结构

D．利用抗原抗体杂交的方法对表达产物进行检测

9．以下有关蛋白质工程的叙述，不正确的是（    ）

A．蛋白质工程发展的基础是基因工程

B．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．蛋白质工程的操作对象是基因

D．蛋白质工程需要通过mRNA反转录获取目的基因

10．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（    ）

①推测蓝色荧光蛋白的氨基酸序列和基因的核苷酸序列

②蓝色荧光蛋白的功能分析和结构设计序列

③蓝色荧光蛋白基因的合成

④表达出蓝色荧光蛋白

A．①②③④ B．②①③④ C．②③①④ D．④②①③

11．关于基因工程与蛋白质工程的区别的描述，下列正确的是（    ）

A．基因工程需对基因进行分子水平操作，蛋白质工程是对性状直接进行操作

B．基因工程合成的是天然存在的蛋白质，蛋白质工程合成的可以不是天然存在的蛋白质

C．基因工程是体外进行的分子水平操作，蛋白质工程是细胞内进行性状水平操作

D．基因工程完全与蛋白质工程没有联系

12．帝王蝶的幼虫吃一种叫作“乳草”的有毒植物（乳草产生的毒素“强心甾”有能够结合并破坏动物细胞钠钾泵的功能），而且还能将强心甾储存在体内以防御捕食者。研究人员发现帝王蝶的钠钾泵的119和122位氨基酸与其他昆虫不同。利用基因编辑技术修改果蝇钠钾泵基因，发现122位氨基酸改变使果蝇获得抗强心甾能力的同时导致果蝇“瘫痪”，119位氨基酸改变无表型效应，但能消除因122位氨基酸改变导致的“瘫痪”作用。根据以上信息可做出的判断是（    ）

A．帝王蝶在进化历程中119．122位氨基酸的改变一定是同时发生的

B．帝王蝶钠钾泵突变基因是由于强心甾与钠钾泵结合后诱发突变形成的

C．通过基因编辑技术研究果蝇钠钾泵基因功能时设置了三个实验组

D．强心甾与钠钾泵结合的普通动物细胞，一般会因渗透压失衡而破裂

13．下列关于PCR技术的叙述，不正确的是（  ）

A．依据碱基互补配对原则    B．可用于基因诊断．法医鉴定．判断亲缘关系

C．需要合成特定序列的引物    D．需要DNA解旋酶．DNA聚合酶等酶类

14．下列有关蛋白质工程的说法正确的是   （   ）

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有的仍是天然的蛋白质

C．蛋白质工程需要限制性核酸内切酶和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

15．葡萄糖异构酶（GI）在工业上应用广泛，科学工作者确定其肽链上第138位的甘氨酸为目标氨基酸，用脯氨酸替代后提高了酶的热稳定性。下列有关该生物工程技术的叙述错误的是（    ）

A．该项生物工程技术称为蛋白质工程

B．确定目的基因的碱基序列后改造目的基因

C．该过程需用到碱基互补配对原则

D．在培养基中添加原料，促进新GI基因片段合成GI

16．几丁质是许多真菌细胞壁的重要成分，几丁质酶可催化几丁质水解。通过基因工程将几丁质酶基因转入植物体内，可增强其抗真菌病的能力。下列有关说法错误的是（    ）

A．若要从植物体中提取几丁质酶的mRNA，常选用嫩叶而不选用老叶作为实验材料

B．当几丁质酶基因和质粒载体连接时，DNA聚合酶催化形成磷酸二酯健

C．提取RNA时，提取液中需添加RNA酶抑制剂

D．几丁质酶基因需要通过质粒载体而不能直接导入受体细胞的原因是其没有复制原点和表达所需的启动子

17．北极比目鱼中有抗冻基因。下图是获取转基因抗冻番茄植株的过程示意图，有关叙述正确的是

A．过程①中通过逆转录法获得目的基因，可用于基因工程

B．过程①获取的目的基因，可用于比目鱼基因组测序

C．过程②构成的重组质粒缺乏标记基因，需要转入农杆菌才能进行筛选

D．应用DNA探针技术，可以检测转基因抗冻番茄植株中目的基因的存在及其完全表达

18．科学家将胰岛素的第28和29位的氨基酸调换顺序，成功获得了速效胰岛素，生产速效胰岛素时需要定向改造的对象是（    ）

A．单个胰岛素分子 B．胰岛素mRNA

C．胰岛素基因的碱基序列 D．胰岛B细胞

参考答案与试题解析

1．【答案】C

【解析】

试题分析：蛋白质工程中真正的操作对象仍然是基因，即对基因的修饰或原有记忆的改造，不是对蛋白质的结构或者氨基酸的结构进行改造，所以C错。

2．【答案】C

【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，A错误；

B．蛋白质工程是对基因进行修饰改造或重新合成，需要限制性核酸内切酶和DNA连接酶，B错误；

C．蛋白质工程已成为研究蛋白质结构和功能的重要手段，C正确。

D．蛋白质工程制造的酶改变了天然酶特性后不一定更有利于生物进化，D错误。

3．【答案】D

【解析】

试题分析：

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（基因）。

解答：

本题通过改造基因来实现对蛋白质（蛛丝蛋白）的改造，属于蛋白质工程；根据题干信息“通过破解蛛丝蛋白的结构从而推出其基因结构，以指导对蚕丝蛋白基因的修改，从而让蚕也吐出像蛛丝蛋白一样坚韧的丝”可知，该工程依据的原理是：蛋白质→DNA→RNA→蛋白质，D正确。

故选D。

4．【答案】C

【解析】

试题分析：

PCR技术：①概念：PCR全称为聚合酶链式反应，是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术，所利用的原理为DNA分子的复制，因此PCR技术一般用于基因扩增；②原理：DNA复制；③条件：模板DNA．四种脱氧核苷酸．一对引物．热稳定DNA聚合酶（Taq酶）；④方式：以指数的方式扩增，即约2n；⑤过程：高温变性．低温复性．中温延伸。

解答：

A．PCR技术利用DNA双链复制的原理，构成DNA的基本单位为脱氧核苷酸，A错误；

B．在扩增目的基因前，需要设计可与目的基因的碱基序列互补的两种单链引物，在复性时引物分别与目的基因的两条链结合形成双链，便于Taq酶的结合进行延伸，B错误；

C．从整个PCR过程：高温变性．低温复性．中温延伸，可以确定，在扩增过程中需依赖于目的基因的模板．Taq酶和相应原料（脱氧核苷酸）等物质，C正确；

D．加热至90~95℃的目的是使基因的两条链断开，因此高温破坏的是两条链间的氢键，D错误。

故选C。

5．【答案】B

【解析】

试题分析：

蛋白质工程和基因工程的区别：

解答：

A．基因工程和蛋白质工程都需对基因进行分子水平操作，A错误；

B．基因工程合成的是天然蛋白质，蛋白质工程合成的可以不是天然存在的蛋白质，B正确；

C．基因工程是分子水平操作，蛋白质工程也是分子水平操作，C错误；

D．基因工程是蛋白质工程的基础，D错误。

故选B。

6．【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； 蛋白质工程的基本途径：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。

解答：

①对已知结构的蛋白质进行少数氨基酸的替换，属于蛋白质工程中的分子设计，故①正确；②对不同来源的蛋白质分子进行拼接组装属于蛋白质工程，故②正确；③从预期蛋白质功能出发去推测氨基酸排列顺序，属于蛋白质工程的基本途径，故③正确；④由于蛋白质分子通常较大，直接改变蛋白质的空间结构不易操作，因此蛋白质工程是在基因的水平上实现，故④错误；故选B。

7．【答案】B

【解析】

详解：

试题分析：（1）作物脱毒是植物组织培养技术，属于②细胞工程；

（2）改善畜产品的品质，将乳糖酶基因导入奶牛基因组，使得转基因奶牛分泌的乳汁中，乳糖的含量大大降低；属于①基因工程。

（3）抗除草剂是DNA重组技术，属于①基因工程。

（4）保存干扰素，干扰素是一种蛋白质，治疗癌症和病毒感染，很难保存，运用③蛋白质工程。

（5）检测有毒物质，判断某物质的毒性，②细胞工程中动物细胞的培养。

（6）性别鉴定，在囊胚中取滋养层细胞，做分析，属于④胚胎工程。

8．【答案】C

【解析】已经获得该目的基因片段，不需要合成编码目的肽的DNA片段，A错误；需要构建含目的肽的DNA片段的表达载体，但这不是下一步，B错误；蛋白质工程的第一步是根据蛋白质的功能，设计P1氨基酸序列，从而推出其基因序列，C正确；利用抗原-抗体杂交的方法对表达产物进行检测是蛋白质工程最后一步，D错误。

9．【答案】D

【解析】

试题分析：

10．【答案】B

【解析】

试题分析：

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。

解答：

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：②蓝色荧光蛋白的功能分析和结构设计→①推测蓝色荧光蛋白的氨基酸序列和基因的核苷酸序列→③蓝色荧光蛋白基因的合成→④表达出蓝色荧光蛋白。即B正确。

故选B。

11．【答案】B

【解析】

试题分析：

基因工程和蛋白质工程的关系如下：

解答：

A．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，A错误；

B．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；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，B正确；

C．基因工程是分子水平操作，蛋白质工程也是分子水平，C错误；

D．蛋白质工程从属于基因工程，蛋白质工程是第二代基因工程，D错误。

故选B。

12．【答案】C

【解析】

试题分析：

题意分析，根据实验结果可知本实验中的基因编辑技术对钠钾泵基因的操作包括三组实验，分别是修改果蝇钠钾泵基因，使122位氨基酸改变组．使119位氨基酸改变组．122位和119位氨基酸均改变的组别，从而得出了题目中的实验结果。

解答：

A．利用果蝇为实验材料证明了第122位氨基酸改变使果蝇获得抗强心甾能力，但不能证明帝王蝶在进化历程中第119．122位氨基酸的改变一定是同时发生的，A错误；

B．强心甾与钠钾泵结合后，破坏了钠钾泵的结构，进而破坏了钠钾泵的功能，但不能推测出强心甾与钠钾泵结合后诱发基因突变的结论，B错误；

C．由分析可知通过基因编辑技术研究果蝇钠钾泵基因功能时设置了三个实验组，C正确；

D．强心甾与钠钾泵结合会导致钠钾泵的功能被破坏，据此可推测强心甾能导致普通动物细胞兴奋传导异常，D错误。

故选C。

13．【答案】D

【解析】

试题分析：

本题考查基因工程，考查对PCR技术的理解。明确PCR技术与体内DNA复制过程的不同是解答本题的关键。

解答：

PCR技术是一项在体外快速复制DNA的技术，该技术依据DNA双链复制的原理，遵循碱基互补配对原则，A项正确；扩增得到的大量相同的DNA分子可用于基因诊断．法医鉴定．判断亲缘关系，B项正确；该过程通过加热使双链DNA解旋，不需要解旋酶，但需要热稳定性DNA聚合酶和特定序列的引物，C项正确，D项错误。

14．【答案】C

【解析】

试题分析：

蛋白质工程就是通过对蛋白质化学．蛋白质晶体学和蛋白质动力学的研究，获得有关蛋白质理化特性和分子特性的信息，在此基础上对编码蛋白质的基因进行有目的的设计和改造，通过基因工程技术获得可以表达蛋白质的转基因生物系统，这个生物系统可以是转基因微生物．转基因植物．转基因动物，甚至可以是细胞系统。

解答：

A.据分析可知，蛋白质工程需对编码蛋白质的基因进行有目的的设计和改造，A错误；

B. 蛋白质工程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，改造后的蛋白质有的不再是天然的蛋白质，B错误；

C. 蛋白质工程需对编码蛋白质的基因进行有目的的设计和改造，需要限制性核酸内切酶和DNA连接酶，C正确；

D. 蛋白质工程是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。D错误；

答案选C.

15．【答案】D

【解析】

试题分析：

16．【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．若要从植物体中提取几丁质酶的mRNA，常选用嫩叶而不选用老叶作为实验材料，因为嫩叶组织细胞易破碎，A正确；

B．当几丁质酶基因和质粒载体连接时，DNA连接酶催化形成磷酸二酯健，B错误 ；

C．提取RNA时，提取液中需添加RNA酶抑制剂，避免提取的RNA被分解，C正确；

D．几丁质酶基因需要通过质粒载体而不能直接导入受体细胞的原因是其没有复制原点和表达所需的启动子，从而保证目的基因正常表达，D正确。

故选B。

17．【答案】A

【解析】

试题分析：

分析题图：①表示反转录法获取目的基因的过程；②表示基因表达载体的构建过程；之后采用农杆菌转化法，将目的基因导入番茄组织块；最后采用植物组织培养技术，将导入目的基因的番茄组织细胞培养成抗冻番茄植株。

详解：

A．图中①是获取目的基因的过程，即通过逆转录过程获取的目的基因，可用于基因工程，A正确；

B．通过逆转录过程获取的目的基因中缺少基因的非编码区和内含子，不能用于比目鱼基因组测序，B错误；

C．标记基因的作用是筛选重组质粒，利用农杆菌转化法只能将质粒导入受体细胞，不能对重组质粒进行筛选，C错误；

D．利用DNA探针技术可检测目的基因是否导入到受体细胞及是否转录形成mRNA，但不能检测目的基因是否翻译形成蛋白质，D错误。

故选：A。

18．【答案】C

【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：

采用蛋白质工程技术将胰岛素的第28和29位氨基酸调换顺序后可获得速效胰岛素，而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，因此要生产速效胰岛素，需要对胰岛素基因进行定向改造。ABD错误，C正确。

故选C。