3.4蛋白質(zhì)工程的原理和應用

一、單選題

1.合成天然不存在的蛋白質(zhì)應首先設計（）

A.基因結(jié)構(gòu)B.RNA結(jié)構(gòu)C.氨基酸序列D.蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)

2.科學家將胰島素的第28和29位的氨基酸調(diào)換順序，成功獲得了速效胰島素,

生產(chǎn)速效胰島素時需要定向改造的對象是（）

A.胰島素B.胰島素mRNA

C.胰島素基因D.胰島B細胞

3.豬的胰島素用于人體降低血糖濃度效果不明顯，原因是豬胰島素分子中有一個

氨基酸與人的不同。為了使豬胰島素臨床用于人治療糖尿病，用蛋白質(zhì)工程的蛋

白分子設計的最佳方案是（）

A.對豬胰島素進行一個不同氨基酸的替換

B,將豬胰島素和人胰島素進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)人的胰島素設計制造一種全新的胰島素

4.科學家將0?干擾素基因進行定點突變導入大腸桿菌表達，使干擾素第十七位的

半胱氨酸，改變成絲氨酸，結(jié)果大大提高了0-干擾素的抗病活性，并且提高了儲

存穩(wěn)定性。該生物技術(shù)為（）

A.基因工程B.蛋白質(zhì)工程C.基因突變D.細胞工程

5.蛋白質(zhì)工程是新崛起的一項生物工程，如圖示意蛋白質(zhì)工程流程，圖中a、b

在遺傳學上的過程及有關(guān)蛋白質(zhì)工程的說法，正確的是（）

分子

%JI、I

預期功能

生物功能

A,轉(zhuǎn)錄和翻譯蛋白質(zhì)工程就是用蛋白酶對蛋白質(zhì)進行改造

B.翻譯和轉(zhuǎn)錄蛋白質(zhì)工程只能生產(chǎn)天然的蛋白質(zhì)

C.翻譯和轉(zhuǎn)錄蛋白質(zhì)工程就是用蛋白酶對蛋白質(zhì)進行改造

D.轉(zhuǎn)錄和翻譯蛋白質(zhì)工程可以生產(chǎn)自然界原本不存在的蛋白質(zhì)

6.下列關(guān)于蛋白質(zhì)工程應用的敘述，不正確的是（）

A.蛋白質(zhì)工程可以改造酶的結(jié)構(gòu)，提高酶的熱穩(wěn)定性

B.通過蛋白質(zhì)工程可以改變蛋白質(zhì)的活性

C.利用蛋白質(zhì)工程可以在大腸桿菌細胞中得到人的胰島素

D.蛋白質(zhì)工程可以對胰島素進行改造和修飾，合成速效型胰島素制劑

7.下列關(guān)于蛋白質(zhì)工程及其應用的說法，正確的是（）

A.蛋白質(zhì)工程能定向改造蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)，使之更加符合人類需要

B.蛋白質(zhì)工程的實質(zhì)是通過改變氨基酸的結(jié)構(gòu)改變蛋白質(zhì)的功能

C.當前限制蛋白質(zhì)工程發(fā)展的關(guān)鍵因素是基因工程技術(shù)還不成熟

D.蛋白質(zhì)工程技術(shù)中的操作對象是蛋白質(zhì)或控制蛋白質(zhì)合成的基因

8.從某海洋動物中獲得一基因，其表達產(chǎn)物為一種抗菌性和溶血性均較強的多肽

Pi。目前在Pi的基礎(chǔ)上研發(fā)抗菌性強但溶血性弱的多肽藥物，首先要做的是（）

A.合成編碼目的肽的DNA片段

B.構(gòu)建含目的肽DNA片段的表達載體

C.依據(jù)Pi氨基酸序列設計多條模擬肽

D.篩選出具布?優(yōu)良活性的模擬肽作為目的肽

9.既然蛋白質(zhì)工程可以改造生物的蛋白質(zhì)，當然這里所說的生物也包括大熊貓。

因此我們可以通過改造大熊貓體內(nèi)的某些蛋白質(zhì)，使大熊貓的生命活動更加適應

環(huán)境。推測以下關(guān)于改造大熊貓體內(nèi)某蛋白質(zhì)的說法錯誤的是（）

A.改造后的蛋白質(zhì)有可能成為一種新抗原，使大熊貓產(chǎn)生免疫反應，從而將其

排除或產(chǎn)生過敏反應，因此應慎重施行

B.改造蛋白質(zhì)是從根本上通過改造基因來實現(xiàn)的

C.改造蛋白質(zhì)后的大熊貓和現(xiàn)在的大熊貓仍是一個物種

D.改造蛋白質(zhì)后的大熊貓的后代不具有改造的蛋白質(zhì)

10.某種微生物合成的蛋白酶與人體消化液中的蛋白酶的結(jié)構(gòu)和功能很相似，只

是其熱穩(wěn)定性較差，進入人體后容易失效。現(xiàn)要將此酶開發(fā)成一種片劑，臨床治

療食物消化不良，最佳方案是（）

A.替換此酶中的少數(shù)氨基酸，以改善其功能

B.將此酶與人蛋白酶進行拼接，形成新的蛋白酶

C.重新設計與創(chuàng)造一種蛋白酶

D.減少此酶在片劑中的含量

11.關(guān)于現(xiàn)代生物技術(shù)應用的敘述錯誤的是（）

A.蛋白質(zhì)工程可合成自然界中不存在的蛋白質(zhì)

B.體細胞雜交技術(shù)可用于克隆動物和制備單克隆抗體

C.植物組織培養(yǎng)技術(shù)可用于植物莖尖脫毒

D.動物細胞培養(yǎng)技術(shù)可用于轉(zhuǎn)基因動物的培養(yǎng)

12.下列案例是通過實施蛋白質(zhì)工程獲得的是（）

A.在山羊乳腺生物反應器中表達出人a-抗胰蛋白酶

B.對胰島素進行改造，使其成為速效性藥品

C.室溫下可保存半年的干擾素的生產(chǎn)

D.含外源生長激素基因的超級小鼠的培育

13.下列有關(guān)生物工程的敘述，不正確的有（）

①基因工程的核心步驟是構(gòu)建基因表達載體

②蛋白質(zhì)工程可通過直接改造蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)從而改變其功能

③克隆羊的培育涉及細胞核移植、早期胚胎培養(yǎng)和胚胎移植等技術(shù)

④PCR技術(shù)需要利用限制性核酸內(nèi)切酶打開DNA雙鏈

⑤利用核移植技術(shù)可以培育試管嬰兒

⑥牛胚胎發(fā)育的歷程是：受精卵一桑根胚―囊胚-原腸胚一幼體

①從預期的蛋白質(zhì)的功能出發(fā)

②進行少數(shù)氨基酸的替換

③設計全新的蛋白質(zhì)

④直接改變蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)

A.①②B.①②③C.②③④D.①②④

17.下列關(guān)于蛋白質(zhì)工程及其應用的說法，正確的是（）

A.蛋白質(zhì)工程能定向改造蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)，使之更加符合人類需要

B.蛋白質(zhì)工程的實質(zhì)是通過改變氨基酸的結(jié)構(gòu)改變蛋白質(zhì)的功能

C.當前限制蛋白質(zhì)工程發(fā)展的關(guān)鍵因素是基因工程技術(shù)還不成熟

D.蛋白質(zhì)工程技術(shù)中的操作對象是蛋白質(zhì)或控制蛋白質(zhì)合成的基因

18.下列關(guān)于蛋白質(zhì)工程和基因工程的比較，不合理的是（）

A.基因工程原則上只能生產(chǎn)自然界已存在的蛋白質(zhì)，而蛋白質(zhì)工程可以對現(xiàn)有

蛋白質(zhì)進行改造，從而制造一種新的蛋白質(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，蛋白質(zhì)工程最終還是要通過

基因修飾或基因合成來完成

C.基因工程和蛋白質(zhì)工程產(chǎn)生的變異都是可遺傳的

D.當?shù)玫娇梢栽?80C條件下保存半年的DNA和干擾素后，在相關(guān)酶、相應的

原料和適宜的溫度、pH等條件下，DNA和干擾素分別可以大量自我合成

二、識圖作答題

19.蜘蛛絲是自然界中機械性能最好的天然蛋白纖維，其強度高于制作防彈衣的

凱夫拉纖維，有廣泛的應用前景，但如何大量獲取蜘蛛絲纖維的問題一直未解決。

近期，中國科學家利用基因工程技術(shù)成功的在家蠶絲腺細胞中大量表達蜘蛛絲蛋

白。

XbaISacI

終止子

啟動子

箭頭所指的位

標記基因

置是限制酶識

Hindffl別和切割位點

（1）在轉(zhuǎn)基因過程中，若利用上圖所示質(zhì)粒構(gòu)建基因表達載體，需要用

酶來切割目的基因，該切割方法的優(yōu)點是

（答出一點即可）。

（2）為獲取大量的蜘蛛絲基因，常采用技術(shù)對該基因進行擴增。

擴增蜘蛛絲基因前，需根據(jù)目的基因的核甘酸序列設計種引物。進行

擴增時需先加熱至90?95℃,加入引物后冷卻至55~60℃,以上調(diào)控溫度操作的

目的是

（3）載體中的啟動子是___________酶的識別結(jié)合位點，以便于驅(qū)動遺傳信息

的表達過程；而載體本身的擴增，需借助于載體上的;載體上

的標記基因的作用是__________________________0

（4）研究人員發(fā)現(xiàn)若將蛛絲蛋白31號位的色氨酸替換為酪氨酸，蛛絲韌性可

提高50%,這項成果用到的生物工程技術(shù)為

2（）.如圖為蛋白質(zhì)工程噪作的基本思路，請據(jù)圖回答下列問題:

（1）代表蛋白質(zhì)工程操作思路的過程是________________;代表中心法則內(nèi)容

的是____________o（填寫數(shù)字）

（2）寫出圖中各數(shù)字代表的牛物學過程的名稱或內(nèi)容：

③;④;⑤O

（3）蛋白質(zhì)工程的目的是_________,通過___________實現(xiàn)。

（4）從圖中可以看出蛋白質(zhì)工程的基本途徑與中心法則是__________的。

參考答案

一、單選題

1.A

【解析】合成天然不存在的蛋白質(zhì)應該采用蛋白質(zhì)工程技術(shù)，該技術(shù)通過改造基

因結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)對蛋白質(zhì)的改造，從而合成天然不存在的蛋白質(zhì)。

2.C

【解析】

蛋白質(zhì)工程是以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過改造

或合成基因，來改造現(xiàn)有蛋白質(zhì)，或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類的生產(chǎn)和

3.A

【解析】

基因定點誘變技術(shù)是蛋白質(zhì)工程常用的技術(shù)，根據(jù)題干信息“豬胰島素分子中有

一個氨基酸與人的不同”可知，所以用蛋白質(zhì)工程的蛋白質(zhì)分子設計的最佳方案

是對豬胰島素進行一個不同氨基酸的替換。

4.B

【解析】

基因工程是將符合人們要求的目的基因?qū)脒m宜的生物體內(nèi)，使其高效表達，從

中提取人們所需的蛋白質(zhì)，或表現(xiàn)出某種性狀，蛋臼質(zhì)產(chǎn)品仍然是天然存在的蛋

白質(zhì)。蛋白質(zhì)工程是對控制蛋白質(zhì)合成的基因進行改造，從而實現(xiàn)對相應蛋白質(zhì)

的改變，所得到的蛋白質(zhì)已不是天然存在的蛋白質(zhì)。題干中的操作涉及的基因顯

然不再是原來的基因，其合成的隹干擾素也不是天然的0-干擾素，而是經(jīng)過人

工改造的、符合人類需求的蛋白質(zhì)，因而該生物技術(shù)為蛋白質(zhì)工程。

5.D

【解析】

（1）圖中A表示轉(zhuǎn)錄過程，B表示翻譯過程；

（2）蛋白質(zhì)工程是指以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，

通過基因修飾或基因合成，對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進行改造，或制造一種新的蛋白質(zhì)，以

滿足人類的生產(chǎn)和生活的需求。

6.C

【解析】

A、蛋白質(zhì)工程可以改造酶的結(jié)構(gòu)，提高酶的熱穩(wěn)定性，A正確；

B、通過蛋白質(zhì)工程可以改變蛋白質(zhì)的活性，B正確；

C、利用基因工程可以在大腸桿菌細胞中得到人的胰島素，C錯誤；

D、蛋白質(zhì)工程可以對胰島素進行改造和修飾，合成速效型胰島素制劑，D正確。

7.A

【解析】

A.蛋白質(zhì)工程可通過改造基因來實現(xiàn)對蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)的定向改造，使之更加符

合人類需要，A正確；

B.蛋白質(zhì)工程的實質(zhì)是通過改變基因來改變蛋白質(zhì)的功能，B錯誤；

C當前限制蛋白質(zhì)工程發(fā)展的關(guān)鍵因素是對蛋白質(zhì)的高級結(jié)構(gòu)了解不夠，C錯誤;

D.蛋白質(zhì)工程技術(shù)中的操作對象是控制蛋白質(zhì)合成的基因，D錯誤。

8.C

【解析】

A、該題目屬于蛋白質(zhì)工程，已經(jīng)獲得該目的基因片段，不需要合成編碼目的肽

的DNA片段，A借誤：

B、需要構(gòu)建含目的肽的DNA片段的表達載體，但這不是第一步，B錯誤；

C、蛋白質(zhì)工程的第一步是根據(jù)蛋白質(zhì)的功能，設計P1氨基酸序列，從而推出

其基因序列，C正確；

D、該基因表達產(chǎn)物為一種抗菌體和溶血性均較強的多肽P1,目前在P1的基礎(chǔ)

上研發(fā)抗菌性強但溶血性弱的多肽藥物，而目的多肽是抗菌性強但溶血性弱，所

以必需對其改造，保持其抗菌性強，抑制其溶血性，D錯誤。

9.D

【解析】

A、改造后的蛋白質(zhì)有可能成為一種新抗原，使大熊貓產(chǎn)生免疫反應，因此應慎

重施行，A正確；

B、改造蛋白質(zhì)是通過改造基因結(jié)構(gòu)而實現(xiàn)的，B正確；

C、改造后的大熊貓具有新的性狀，但其和現(xiàn)有的品種仍是同一物種，C正確；

D、蛋白質(zhì)工程改造的是基因，可以遺傳給子代，因此改造后的大熊貓的后代也

具有改造的蛋白質(zhì)，D錯誤。

10.A

【解析】

A、要提高該酶的熱穩(wěn)定性，可以采用蛋白質(zhì)工程技術(shù)替換此酶中的少數(shù)氨基酸,

以改善其功能，A正確；

B、蛋白質(zhì)之間不能進行簡單的拼接，B錯誤；

C、只需將此酶進行改造即可，不需重新設計與創(chuàng)造一種蛋白酶，C錯誤；

D、減少此酶的含量會減少療效，且剩余的酶仍然容易失效，D錯誤。

II.B

【解析】

A、蛋白質(zhì)工程可通過對現(xiàn)有基因進行改造合成自然界中不存在的蛋白質(zhì)，A正

確；

B、克隆動物利用了細胞核移植、早期胚胎培養(yǎng)和胚胎移植等技術(shù)，體細胞雜交

技術(shù)目前主要用于制備單克隆抗體，B錯誤；

C、莖尖和根尖等分生區(qū)幾乎不含病毒，所以將植物分生區(qū)（莖尖、根尖等）進

行組織培養(yǎng)可以獲得脫毒苗，C正確；

D、動物細胞培養(yǎng)技術(shù)可為動物的轉(zhuǎn)基因技術(shù)提供受體細胞等，并且基因工程中

的受精卵需應用動物細胞培養(yǎng)技術(shù)培養(yǎng)成早期胚胎進行移植，D正確。

12.B

【解析】

A.在山羊乳腺生物反應器中表達出人a-抗胰蛋白髀,是基因工程在醫(yī)藥方面的應

用，A不符合題意；

B.對胰島素進行改造，使其成為速效性藥品，是蛋臼質(zhì)工程的應用，B符合題意；

C.室溫下可保存半年的干擾素目前還沒實現(xiàn)，不是蛋白質(zhì)工程的應用，C不符合

題意；

D.含外源生長激素基因的超級小鼠的培育，是基因工程在動物方面的應用，D不

符合題意。

13.D

【解析】

①基因工程的核心步驟是基因表達載體的構(gòu)建，①正確；

②蛋白質(zhì)工程也叫第二代基因工程，是通過基因改造或基因修飾來實現(xiàn)改造蛋白

質(zhì)的，②錯誤；

③克隆羊的培育首先將體細胞的細胞核移植到去咳卵細胞內(nèi)形成重組細胞，然后

通過早期胚胎培養(yǎng)和胚胎移植等技術(shù)培育而成的，③正確；

④PCR技術(shù)中利用了高溫的方式打開了DNA雙鏈，④錯誤；

⑤試管嬰兒是利用了體外授精的方式獲得嬰兒的有性生殖，不需要用核移植技術(shù),

⑤錯誤；

⑥哺乳動物的胚胎發(fā)育過程均為：受精卵T桑根胚T囊胚T原腸胚T幼體，⑥正

確；

⑦單克隆抗體的制備將B淋巴細胞和骨髓瘤細胞進行融合，然后通過細胞培養(yǎng)

的方法獲得，⑦正確；

⑧植物的莖尖和根尖等分生區(qū)沒有病毒，因此不需要滅菌處理，⑧錯誤。

14.B

【解析】

①在基因工程操作中為了獲得重組質(zhì)粒，一般用相同的限制性內(nèi)切酶切割含有目

的基因的外源DNA分子和運載體，以露出相同的黏性末端，再用DNA連接酶

連接形成重組質(zhì)粒；也可以用不同的限制酶切割含有目的基因的外源DNA分子

和運載體，但露出的粘性末端相同，再用DNA連接酶連接，①正確；

②B淋巴細胞與骨髓瘤細胞融合形成雜交瘤細胞之后，還要篩選出能夠產(chǎn)生特異

性抗體的雜交瘤細胞，②錯誤；

③蛋白質(zhì)工程的目標是通過基因修飾或基因合成，對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進行改造，或制

造一種新的蛋白質(zhì)，③錯誤；

④太空育種是將種子放到太空微重力、高真空、字宙射線輻射等環(huán)境下，誘使種

子發(fā)生變異，這種變異和自然界植物的自然變異一樣，只是突變頻率有所改變，

因此不存在安全性問題，④錯誤；

⑤生態(tài)農(nóng)業(yè)使廢物資源化，提高了能量的利用效率，減少了環(huán)境污染，不能提高

能量的傳遞效率，⑤錯誤；

⑥誘導細胞融合之前，需將抗原反復注射給實驗小鼠，目的是獲得產(chǎn)生單一抗體

的漿細胞，⑥正確。

15.A

【解析】

A.表中溶菌酶種類的多樣是通過蛋白質(zhì)工程獲得的，是定向的對相應的基因進行

改造，A錯誤；

B.由表格數(shù)據(jù)可知增加二硫鍵的數(shù)目有助于提高溶菌酶的熱穩(wěn)定性，B正確；

C.由表格數(shù)據(jù)可知改變半胱氨酸的位置和數(shù)目可能會提高溶菌酶的Tm值，C正

確；

D.人體內(nèi)的溶菌酶分布在體液中，屬于第二道防線，參與非特異性免疫，D正確。

16.B

【解析】

①從預期蛋白質(zhì)的功能出發(fā)去推測氨基酸排列順序，屬于蛋白質(zhì)工程的基本途徑,

①正確；

②對已知結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)進行少數(shù)氨基酸的替換，屬于蛋白質(zhì)工程中的分子設計，

②正確；

③設計全新的蛋白質(zhì)屬于蛋白質(zhì)工程，③正確；

④由于蛋白質(zhì)分子通常較大，直接改變蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)不易操作，因此蛋白質(zhì)

工程是在基因的水平上實現(xiàn)的，④錯誤。綜上所述，ACD錯誤，B正確。

17.A

【解析】

A.蛋白質(zhì)工程能按照人們的意愿定向改造蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)，使之更加符合人類需

要，A正確；

B.蛋白質(zhì)工程的實質(zhì)是通過改變基因來改變蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能，B錯誤；

C.當前限制蛋白質(zhì)工程發(fā)展的關(guān)鍵因素是人們對蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)了解較少，C

錯誤；

D.蛋白質(zhì)工程技術(shù)中的操作對象是基因，D錯誤c

18.D

【解析】

A、基因工程原則上只能生產(chǎn)自然界已存在的蛋白質(zhì)，而蛋白質(zhì)工程可以對現(xiàn)有

蛋白質(zhì)進行改造，從而制造一種新的蛋