人教版选修三 蛋白质工程的崛起 作业(1)

第4课时 蛋白质工程的崛起

基础过关

知识点一 蛋白质工程崛起的缘由和基本原理

1．添加在洗衣粉中的某种酶在低温下活性较低，影响了洗衣粉的洗涤效果。如果让你用生物工程的方法改变此酶的特性，首先考虑的是( ) A．基因工程 B．蛋白质工程 C．诱变 D．细胞工程 答案 B

解析 蛋白质工程可以改造酶的结构，通过改造蛋白质分子中某些活性部位的一个或几个氨基酸残基，有目的地提高酶适应低温的能力，进而提高洗衣粉在低温时的洗涤效果。 2．下列关于蛋白质工程的说法，正确的是( ) A．蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作 B．蛋白质工程能产生出自然界中不曾存在过的新型蛋白质分子 C．对蛋白质的改造是通过直接改造相应的mRNA来实现的 D．蛋白质工程的流程和天然蛋白质合成的过程是相同的 答案 B

解析 蛋白质工程是在分子水平上对基因直接进行操作。即通过直接改造基因实现的。蛋白质工程的流程和天然蛋白质合成的过程相反，其原理是中心法则的逆推。 3．蛋白质工程操作的实质是( ) A．改造蛋白质 B．改造mRNA C．改造基因 D．改造氨基酸 答案 C

解析 蛋白质工程的目的是获取人类需要的蛋白质，由于蛋白质的合成是受基因控制的，所以要从根本上对基因进行改造。

4．在设计合成自然界中不存在的蛋白质时，首先应该设计( ) A．基因结构 B．mRNA结构 C．氨基酸序列 D．蛋白质结构 答案 D

解析 蛋白质工程的操作程序：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。由此可知，首先设计的应该是蛋白质的结构。

5．猪的胰岛素用于人体降低血糖浓度效果不明显，原因是猪的胰岛素分子中有一个氨基酸与人的不同。为了使猪的胰岛素用于临床治疗人的糖尿病，用蛋白质工程对蛋白质分子进行设

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计的最佳方案是( )

A．对猪的胰岛素进行一个不同氨基酸的替换

B．将猪的胰岛素和人的胰岛素进行拼接，组成新的胰岛素 C．将猪的胰岛素和人的胰岛素混合在一起治疗人的糖尿病 D．根据人的胰岛素设计制造一种新的胰岛素 答案 A

解析 由于猪的胰岛素分子中只有一个氨基酸与人的胰岛素不同，所以可通过蛋白质工程中蛋白质的分子设计，只需替换这一个不同的氨基酸即可。虽然根据人胰岛素分子的结构设计一种全新的胰岛素也可以用于临床治疗，但在分子设计和胰岛素的生产方面都存在着很多困难，所以不是最佳方案。

6．科学家为提高玉米中赖氨酸含量，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 位的氨基酸由天冬氨酸变成异亮氨酸，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。下列对蛋白质的改造，操作正确的是( ) A．直接通过分子水平改造蛋白质 B．直接改造相应的mRNA C．对相应的基因进行操作 D．重新合成新的基因 答案 C

解析 蛋白质工程的目的是对蛋白质进行改造，从而使蛋白质功能可以满足人们需求。而蛋白质功能与其高级结构密切相关，蛋白质高级结构又非常复杂，所以直接对蛋白质改造非常困难，而蛋白质是由基因控制合成的，对基因进行操作就容易得多。另外，改造后的基因可以遗传，如对蛋白质直接改造，即使成功也不能遗传。 知识点二 蛋白质工程的进展和前景 7．下列说法正确的是( )

A．蛋白质工程和基因工程的目的都是获得人类需要的蛋白质，所以二者没有区别 B．基因工程是蛋白质工程的关键技术

C．通过蛋白质工程改造后的蛋白质，有的仍然是天然的蛋白质 D．蛋白质工程是在蛋白质分子水平上直接改造蛋白质的 答案 B

解析 蛋白质工程获得的是自然界中不存在的蛋白质，基因工程得到的是自然界中本身存在的蛋白质。蛋白质工程是在基因工程的基础上发展起来的，故基因工程是蛋白质工程的关键技术。蛋白质工程改造的对象是基因而不是蛋白质本身。

8．当前医学上，蛋白质工程药物正逐步取代第一代基因工程多肽蛋白质类替代治疗剂。基因工程药物与蛋白质工程药物的区别是( )

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A．都与天然产物完全相同 B．都与天然产物不相同

C．基因工程药物与天然产物完全相同，蛋白质工程药物与天然产物不相同 D．基因工程药物与天然产物不相同，蛋白质工程药物与天然产物完全相同 答案 C

解析 基因工程合成的是自然界已存在的蛋白质，与相应天然产物完全相同；蛋白质工程可以合成自然界不存在的蛋白质，与天然产物不相同。 9．以下蛋白质工程中，目前已成功的是( ) A．对胰岛素进行改造，生产速效型药品 B．蛋白质工程应用于微电子方面 C．生产体外耐储存的干扰素 D．用蛋白质工程生产血红蛋白 答案 A

解析 A项已经实现，B、C、D三项目前尚未实现，只是蛋白质工程的发展前景，有待于进一步研究和设计。 能力提升

10．下列关于蛋白质工程的叙述，错误的是( ) A．蛋白质工程操作的实质是改造基因

B．蛋白质工程在设计蛋白质结构时的依据是现有基因的脱氧核苷酸序列 C．蛋白质工程的基础是基因工程 D．蛋白质工程遵循的原理包括中心法则 答案 B

解析 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。它的目标是依据人们对蛋白质功能的特定需求，对蛋白质的结构进行分子设计，最终用人工合成的方法合成相应的基因，而改造的基因须按照中心法则才能合成人类需要的蛋白质。 11．下列关于蛋白质工程的说法，错误的是( )

A．蛋白质工程能定向改造蛋白质分子的结构，使之更加符合人类需要

B．蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作，定向改变分子的结构 C．蛋白质工程能产生自然界中不曾存在的新型蛋白质分子 D．蛋白质工程与基因工程密不可分，又称为第二代基因工程 答案 B

解析 由于基因决定蛋白质，因此，要对蛋白质的结构进行设计改造，最终还必须通过改造基因的结构来完成，这种操作既简单，又能够遗传；而不是直接对蛋白质分子进行操作。 12．下列关于蛋白质工程应用的叙述，不正确的是( )

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A．蛋白质工程可以改造酶的结构，提高酶的热稳定性 B．通过蛋白质工程可以改变蛋白质的活性

C．利用蛋白质工程可以从大肠杆菌细胞中得到人的胰岛素

D．蛋白质工程可以对胰岛素进行改造和修饰，合成速效型胰岛素制剂 答案 C

解析 从大肠杆菌中得到人的胰岛素利用的是基因工程技术。 13．关于基因工程和蛋白质工程的说法，正确的是( ) A．都是分子水平上的操作

B．基因工程就是改造基因的分子结构 C．蛋白质工程就是改造蛋白质的分子结构

D．基因工程能创造出自然界根本不存在的基因，蛋白质工程能创造出自然界根本不存在的蛋白质 答案 A

解析 基因工程的操作对象是基因，属于分子水平上的操作；蛋白质工程的操作对象是DNA和蛋白质分子，二者都属于分子水平上的操作。

14．干扰素是动物体内合成的一种蛋白质，可以用于治疗病毒感染和癌症，但体外保存相当困难，如果将其分子上的一个半胱氨酸变成丝氨酸，就可在70 ℃下保存半年，给广大患者带来福音。

(1)蛋白质的合成是受基因控制的，因此获得能够控制合成“可以保存的干扰素”的基因是生产的关键，依据蛋白质工程原理，设计实验流程，让动物生产“可以保存的干扰素”(请填写)。 设计推测合成――→――→――→ (2)基因工程和蛋白质工程相比较，基因工程在原则上只能生产________________的蛋白质，不一定符合人类生产和生活的需要。而蛋白质工程是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__________或__________，对现有蛋白质进行__________，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活需要。

(3)蛋白质工程实施的难度很大，原因是蛋白质具有十分复杂的__________结构。 (4)对天然蛋白质进行改造，应该直接对蛋白质分子进行操作，还是通过对基因的操作来实现？__________。原因是______________________________________________________。 答案 (1)预期蛋白质的功能 蛋白质三维结构 应有的氨基酸序列 相应的脱氧核苷酸序列(基因)

(2)自然界已存在 基因修饰 基因合成 改造

(3)空间(或高级) (4)基因 基因控制蛋白质的合成，并且基因能遗传给下一代

解析 蛋白质工程是研究多种蛋白质的结构和功能、蛋白质折叠、蛋白质分子设计等一系列分子生物学基本问题的一种新型的、强有力的手段。通过对蛋白质工程的研究，可以深入地

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