2022-2023學(xué)年新教材高中生物第3章基因工程第4節(jié)蛋白質(zhì)工程的原理和應(yīng)用課后習(xí)題新人教版選擇性必修3

第4節(jié)蛋白質(zhì)工程的原理和應(yīng)用

A級(jí)

1.豬胰島素用于降低人體血糖濃度的效果并不明顯,原因是豬胰島素分子中有一個(gè)氨基酸與人的不

同。為了使豬胰島素能夠用于臨床治療糖尿病,利用蛋白質(zhì)工程對(duì)豬胰島素分子設(shè)計(jì)的最佳方案是

（）

A.對(duì)豬胰島素進(jìn)行一個(gè)不同氨基酸的替換

B.將豬胰島素和人胰島素進(jìn)行拼接組成新的胰島素

C.將豬和人的胰島素混合在一起治療糖尿病

D.根據(jù)人的胰島素設(shè)計(jì)制造一種全新fl勺胰島素

2.（2022江蘇鹽城阜寧中學(xué)高二期中）蛋白質(zhì)工程的主要流程順序正確的是（）

①蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)②DNA改造或合成③預(yù)期蛋白質(zhì)功能④據(jù)氨基酸序列推出脫氧核甘酸

序列

A.①f②f③f④

B.④②一①一③

C.③一①一④一②

D.③-④①②

3.（2021福建晉江一中期中）科學(xué)家為提高玉米中賴氨酸的含量，計(jì)劃將天冬氨酸激酶中第352位的

蘇氨酸變?yōu)楫惲涟彼?將二氫毗咤二粉酸合成酶中第104位的天冬酰胺變成異亮氨酸。為此,下列

操作正確的是（）

A.直接改造這兩種酶的空間結(jié)構(gòu)

B.對(duì)指導(dǎo)這兩種酶合成的mRNA進(jìn)行改造

C.利用誘變育種技術(shù)促使控制這兩種酶合成的基因突變

D.利用蛋白質(zhì)工程技術(shù),對(duì)控制這兩種酶合成的基因進(jìn)行改造

4.下圖為蛋白質(zhì)工程的流程圖，下列說法正確的是（）

A.利用蛋白質(zhì)工程制造出的蛋白質(zhì)都是自然界本來就有的

B.蛋白質(zhì)工程是一項(xiàng)完全擺脫基因工程技術(shù)的全新的生物工程技術(shù)

C.過程a、b分別是轉(zhuǎn)錄、翻譯

D.蛋白質(zhì)工程不可能構(gòu)建出一種新的基因

5.中華鰭是一種瀕危野生動(dòng)物。研究者試圖通過蛋白質(zhì)工程改造中華鮑體內(nèi)的某些蛋白質(zhì),使其更

加適應(yīng)現(xiàn)在的水域環(huán)境。下列有關(guān)說法不正確的是（）

A.蛋白質(zhì)工程可定向改變蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)

B.改造蛋白質(zhì)可通過改變基因結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)

C.改造后的中華蛹和現(xiàn)有中華鮑仍是同一物種

D.改造后的中華鋁的后代不具有改造的蛋白質(zhì)

6.下列關(guān)于蛋白質(zhì)工程和基因工程的比較,錯(cuò)誤的是（）

A.基因工程合成的是天然的蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)工程合成的不一定是天然存在的蛋白質(zhì)

B.蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,最終還是要通過改造或合成基因來完成

C.基因工程產(chǎn)生的變異是可遺傳的,蛋白質(zhì)工程產(chǎn)生的變異是不可遺傳的

D.基因工程和蛋白質(zhì)工程都需構(gòu)建基因表達(dá)載體,都遵循中心法則

7.（2021山東濰坊高二期中）新冠病毒是一種RNA病毒,極易產(chǎn)生變異，其表面刺突蛋白（S蛋白）的

受體結(jié)合域（RBD）可與人體細(xì)胞表面的ACE2受體相互作用而感染細(xì)胞?？茖W(xué)家設(shè)計(jì)了一種自然界

中不存在的蛋白質(zhì)LCB1,可與S蛋白的RBD緊密結(jié)合，以干擾新冠病毒的感染。下列有關(guān)說法錯(cuò)誤

的是（）

A.LCB1可以依據(jù)S蛋白的RBD進(jìn)行設(shè)計(jì)

B.LCB1可能與ACE2受體的某些區(qū)域結(jié)構(gòu)類似

C.LCB1可以通過細(xì)胞中原有的基因表達(dá)產(chǎn)生

D.易感人群即使注射疫苗也仍然具有被感染的可能

8.（2021山東師大附中高二期中）已知生物體內(nèi)有一種轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白Y,由300個(gè)氨基酸組成。如果將Y

中第157位的異亮氨酸變成亮氨酸，第261位的酪斑酸變成絲氨酸,改變后的蛋白質(zhì)Y1不但保留了

原有Y的功能，且具備了催化活性。下列說法正確的是（）

A.蛋白質(zhì)工程和基因工程的根本區(qū)別是操作對(duì)象的差異

B.可以通過對(duì)Y蛋白基因進(jìn)行改造或人工合成獲得Y1蛋白基因

C.蛋白質(zhì)工程操作過程中,不需要酶和載體作為工具

D.細(xì)胞內(nèi)合成Y1蛋白與Y蛋白的過程中,遺傳信息的流向是相反的

9.（2022廣西河池高二月考）下列關(guān)于蛋白質(zhì)工程應(yīng)用的敘述，不正確的是（）

A.蛋白質(zhì)工程實(shí)施中最大的難題是對(duì)大多數(shù)蛋白質(zhì)的高級(jí)結(jié)構(gòu)不清楚

B.將人的胰島素基因?qū)氪竽c桿菌細(xì)胞內(nèi)，使大腸桿菌產(chǎn)生人的胰島素的技術(shù)屬于蛋白質(zhì)工程

C.蛋白質(zhì)工程可以改變蛋白質(zhì)的活性,實(shí)質(zhì)是通過基因修飾或基因合成來實(shí)現(xiàn)的

D.蛋白質(zhì)工程可以對(duì)胰島素進(jìn)行改造和修飾,合成速效型胰島素制劑

10.（2022河南南陽(yáng)中學(xué)高二月考）下列關(guān)于蛋白質(zhì)工程的敘述，錯(cuò)誤的是（）

A.蛋白質(zhì)工程的實(shí)質(zhì)是改造基因

B.蛋白質(zhì)工程在設(shè)計(jì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)時(shí)的依據(jù)是現(xiàn)有基因的脫氧核甘酸序列

C.蛋白質(zhì)工程的基礎(chǔ)是基因工程

D.蛋白質(zhì)工程遵循的原理包括中心法則

11.（2021廣東佛山一中高二月考）胰島素可用于治療糖尿病，但胰島素注射后易在皮下堆積,需較長(zhǎng)

時(shí)間才能進(jìn)入血液，進(jìn)入血液后又易被分解，因此治療效果受到影響。下圖是新的速效胰島素的生

產(chǎn)過程,回答下列問題。

⑴新的胰島素生產(chǎn)過程屬于工程,該工程的操作步驟為（用圖示序號(hào)表

示）。

⑵獲取新的胰島素基因除圖示方法外,還可以通過獲得;在體外利用PCR技術(shù)對(duì)人工合

成的新的胰島素基因進(jìn)行擴(kuò)增時(shí),需向反應(yīng)體系中加入TaqDNA聚合的,該酶的作用

是,作用的溫度

為O

⑶在大腸桿菌細(xì)胞中合成的新的胰島素,需通過生化制備與重折疊才具備預(yù)期的功能,原因

是。

B級(jí)

12.（2021福建寧德高二期中）某生物中發(fā)現(xiàn)一種基因的表達(dá)產(chǎn)物是具有較強(qiáng)抗菌性和溶血性的多肽

P1,科研人員預(yù)期在P1的基礎(chǔ)上研發(fā)抗菌性強(qiáng)但溶血性弱的蛋白質(zhì)藥物,下一步要做的是（）

A.構(gòu)建含目的肽DNA片段的表達(dá)載體

B.合成編碼多肽P1的DNA片段

C.設(shè)計(jì)抗菌性強(qiáng)但溶血性弱的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)

D.利用抗原一抗體雜交的方法對(duì)表達(dá)產(chǎn)物進(jìn)行檢測(cè)

13.（2022江西愉川一中高一期木）下列說法正確的是（）

A.可以根據(jù)某毒蛋白中的氨基酸序列推測(cè)mRNA中的核糖核甘酸序列,進(jìn)而推測(cè)出毒蛋白基因的核

甘酸序列

B.載體質(zhì)粒通常采用抗生素合成基因作為篩選標(biāo)記基因

C.轉(zhuǎn)基因作物被動(dòng)物食用后，目的基因會(huì)轉(zhuǎn)入動(dòng)物體細(xì)胞中

D.自然界中天然存在的噬菌體自行感染細(xì)菌后,其DNA整合到細(xì)菌DNA上屬于基因工程

14.（多選）（2021山東青島期中）人體內(nèi)的t-PA蛋白能高效降解由血纖維蛋白凝聚而成的血栓,然而,

為心梗患者注射大劑量的基因工程t-PA會(huì)誘發(fā)顱內(nèi)出血,其原因在于t-PA與血纖維蛋白結(jié)合的特

異性不高。研究證實(shí),通過某技術(shù),將LPA第84位的半胱氨酸換成絲氨酸,可制造出性能優(yōu)異的改

良t-PA蛋白，進(jìn)而顯著降低出血。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是（）

A.該技術(shù)的關(guān)鍵是了解t-PA蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)

B.該技術(shù)生產(chǎn)改良t-PA蛋白的過程不遵循中心法則

C.該技術(shù)是在分子水平上直接改造蛋白質(zhì)的

D.該技術(shù)構(gòu)建出了一種自然界中原先不存在的全新的基因

15.科學(xué)家通過利用PCR定點(diǎn)突變技術(shù)改造Rubisco酶基因，提高了光合作用過程中Rubisco酶對(duì)

CO2的親和力,從而顯著提高了植物的光合作用速率。請(qǐng)回答下列問題。

(DPCR過程所依據(jù)的原理是,該過程需要加入的酶是。利用PCR技

術(shù)擴(kuò)增目的基因的前提是要有目的基因的一段已知核甘酸序列，以便根據(jù)這一序列合

成o

(2)該技術(shù)不直接改造Rubisco酶,而通過對(duì)Rubisco酶基因進(jìn)行改造,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)Rubisco酶的改

造,其原因是o和傳統(tǒng)基因工程技術(shù)相比較,PCR定點(diǎn)突變技術(shù)

在應(yīng)用方面最突出的優(yōu)點(diǎn)是,PCR定點(diǎn)突變技術(shù)屬于

(填“基因工程”“細(xì)胞工程”或“蛋白質(zhì)工程”)的范疇。

⑶可利用定點(diǎn)突變的DNA構(gòu)建基因表達(dá)載體,常用將基因表達(dá)載體導(dǎo)入植

物細(xì)胞,將該細(xì)胞經(jīng)植物組織培養(yǎng)技術(shù)培育成幼苗,從細(xì)胞水平分析所依據(jù)的原理

是。

第4節(jié)蛋白質(zhì)工程的原理和應(yīng)用

1.A解析由于豬胰島素分子中只有一個(gè)氨基酸與人的胰島素不同，所以只需替換這一個(gè)不同的氨

基酸即可。雖然根據(jù)人胰島素分子設(shè)計(jì)一種全新的胰島素也可以用于臨床治療,但是在分子設(shè)計(jì)和

胰島素的生產(chǎn)方面都存在很多的困難，所以并不是最佳方案。

2.C解析蛋白質(zhì)工程的基本流程:③預(yù)期蛋白質(zhì)功能一①蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一④據(jù)氨基酸序列

推出脫氧核甘酸序列一②DNA改造或合成。

3.D解析蛋白質(zhì)工程的操作對(duì)象是基因,應(yīng)對(duì)控制題述兩種酶合成的基因進(jìn)行改造,D項(xiàng)正確。

4.C解析基因工程原則上只能生產(chǎn)自然界已經(jīng)存在的蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)工程可以生產(chǎn)自然界中不存

在的蛋白質(zhì),A項(xiàng)錯(cuò)誤;蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上延伸出來的第二代基因工程,B項(xiàng)錯(cuò)誤;據(jù)

圖可知，過程a、b分別是轉(zhuǎn)錄、翻譯,C項(xiàng)正確;蛋白質(zhì)工程中可根據(jù)預(yù)期蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)構(gòu)建出一種

全新的基因,D項(xiàng)錯(cuò)誤。

5.D解析蛋白質(zhì)工程能按照人們的意愿定向改造蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)，使之更加符合人類的需要,A

項(xiàng)正確;蛋白質(zhì)工程的實(shí)質(zhì)是通過改造或合成基因?qū)崿F(xiàn)對(duì)蛋白質(zhì)的改造,B項(xiàng)正確;改造后的中華鯨

和現(xiàn)有中華鮑之間沒有產(chǎn)生生殖隔離,仍然屬于同一物種,C項(xiàng)正確;蛋臼質(zhì)工程操作的直接對(duì)象是

基因,可以遺傳給后代,因此改造后的中華鰭的后代可能具有改造的蛋白質(zhì),D項(xiàng)錯(cuò)誤。

6.C解析基因工程原則上只能生產(chǎn)自然界中已存在的蛋白質(zhì)，而蛋白質(zhì)工程可以對(duì)現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)

行改造,從而制造一種天然不存在的新的蛋白質(zhì),A項(xiàng)正確;蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上發(fā)展

起來的，蛋白質(zhì)工程最終還是要通過改造或合成基因來完成,B項(xiàng)正確;基因工程產(chǎn)生的變異是可遺

傳的，蛋白質(zhì)工程的作用對(duì)象依然是基因，因此其產(chǎn)生的變異也是可遺傳的,C項(xiàng)錯(cuò)誤;基因工程和蛋

白質(zhì)工程都遵循中心法則，都需構(gòu)建基因表達(dá)載體,D項(xiàng)正確。

7.C解析由題干信息分析可知，人工合成的LCB1可以與S蛋白的RBD結(jié)合，故LCB1可以依據(jù)S蛋

白的RBD結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì),A項(xiàng)正確；由題干信息分析可知,新冠病毒是通過其表面S蛋白的RBD與人

體細(xì)胞表面的ACE2受體相互作用,而人工合成的LCB1可識(shí)別并緊密結(jié)合S蛋白的RBD,阻止S蛋白

的RBD與ACE2受體結(jié)合，這說明LCB1可能與ACE2受體的某些區(qū)域結(jié)構(gòu)類似,B項(xiàng)正確；LCB1是人

工設(shè)計(jì)并合成的一種自然界不存在的蛋白質(zhì),故LCB1并不是通過細(xì)胞中原有的基因表達(dá)產(chǎn)生的,C

項(xiàng)錯(cuò)誤;新冠病毒是一種RNA病毒，極易產(chǎn)生變異，易感人群注射疫苗也具有被變異的新冠病毒感染

的可能,D項(xiàng)正確。

8.B解析蛋白質(zhì)工程和基因工程的根本區(qū)別是蛋白質(zhì)工程可產(chǎn)生自然界沒有的蛋白質(zhì),A項(xiàng)錯(cuò)誤；

據(jù)分析題干信息可知，可以通過對(duì)Y蛋白基因進(jìn)行改造或人工合成獲得Y1蛋白基因,B項(xiàng)正確;蛋白

質(zhì)工程操作過程中，需要函和載體作為工具,C項(xiàng)錯(cuò)誤;細(xì)胞內(nèi)合成Y1蛋白與Y蛋白的過程中,遺傳

信息的流向是相同的,1）項(xiàng)錯(cuò)誤。

9.B解析蛋白質(zhì)發(fā)揮功能依賴于其高級(jí)結(jié)構(gòu)，而蛋白質(zhì)的高級(jí)結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，目前科學(xué)家對(duì)大多數(shù)

蛋白質(zhì)高級(jí)結(jié)構(gòu)的了解還很不夠,這是蛋白質(zhì)工程在實(shí)施中的最大難題,A項(xiàng)正確;將人的胰島素基

因?qū)氪竽c桿菌細(xì)胞內(nèi)，使大腸桿菌產(chǎn)生人的膜島素的技術(shù)屬于基因工程,B項(xiàng)錯(cuò)誤;蛋白質(zhì)工程實(shí)

質(zhì)是通過基因修飾或基因合成來改變蛋白質(zhì)的活性,C項(xiàng)正確;蛋白質(zhì)工程可以通過改造胰島素基因

來對(duì)胰島素進(jìn)行改造和修飾,從而合成速效型胰島素制劑,D項(xiàng)正確。

10.B解析蛋白質(zhì)工程在設(shè)計(jì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)時(shí)的依據(jù)是預(yù)期的蛋白質(zhì)功能,B項(xiàng)錯(cuò)誤。

11.答案（1）蛋白質(zhì)④一⑤一①一②一③

⑵基因改造以DNA為模板,根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則,將脫氧核甘酸逐個(gè)加到引物上延伸DNA分子,

從而形成一條子鏈DNA72℃左右

⑶大腸桿菌是原核生物，沒有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體，不能對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行加工

解析（1）新的胰島素生產(chǎn)過程屬于蛋白質(zhì)工程，圖中所示該工程的操作步驟為④f⑤f①f②f③。

⑵獲取新的胰島素基因除圖示的人工合成方法外,還可以通過基因改造獲得;在體外利用PCR技術(shù)

對(duì)人工合成的新的胰島素基因進(jìn)行擴(kuò)增時(shí),需向反應(yīng)體系中加入Ta^DNA聚合醒,該能是耐高溫的

DNA聚合酶,其作用是以DNA為模板,根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則,將脫氧核甘酸逐個(gè)加到引物上延伸

DNA分子，從而形成一條子鏈DNA。A㈤NA聚合酶作用的溫度為72℃左右。（3）在大腸桿菌細(xì)胞中

合成的新的胰島素,需通過生化制備與重折疊才具備預(yù)期的功能,原因是大腸桿菌是原核生物,沒有

內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體,不能對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行加工,因此得到的人胰島素需要體外加工才具有生物活性。

12.C解析蛋白質(zhì)工程的過程:預(yù)期蛋白質(zhì)功能一設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)一推測(cè)應(yīng)有的氨基酸序列

一找到并改變相對(duì)應(yīng)的脫氧核甘酸序列（基因）或合成新的基因一獲得所需蛋白質(zhì)。因此，預(yù)期蛋白

質(zhì)功能的下一步要做的是設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu),即設(shè)計(jì)抗菌性強(qiáng)但溶血性弱的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)。

13.A解析可以根據(jù)某毒蛋白中的氨基酸序列推測(cè)niRNA中的核糖核甘酸序列,進(jìn)而推測(cè)出毒蛋白

基因的核甘酸序列，但由于密碼子的簡(jiǎn)并,這個(gè)核甘酸序列并不唯一,A項(xiàng)正確;載體質(zhì)粒通常采用抗

生素抗性基因作為標(biāo)記基因，以便篩選含有目的基因的受體細(xì)胞,B項(xiàng)錯(cuò)誤;動(dòng)物取食轉(zhuǎn)基因作物后，

要經(jīng)過消化吸收才進(jìn)入身體，目的基因不可能直接進(jìn)入動(dòng)物體細(xì)胞中,C項(xiàng)錯(cuò)誤;基因工程是按照人

任的意愿,對(duì)生物進(jìn)行的定向改造,而自然界中天然存在的噬菌