2025届高中生物一轮复习基础知识过关练：蛋白质工程

蛋白质工程--高中生物一轮复习基础知识过关练 一、单选题 1．胰岛素用于治疗糖尿病，但胰岛素注射后易在皮下堆积，需较长时间才能进入血液，进入血液后又易被分解，因此治疗效果受到影响。科研人员研制了速效胰岛素，其生产过程如图所示。下列说法错误的是( ) A.速效胰岛素的生产需要用到蛋白质工程和发酵工程 B.大肠杆菌合成的新的胰岛素不能正常发挥作用 C.除人工合成DNA外，还可以通过定点突变技术获得目的基因 D.可以用Ca2+处理的方法直接将新的胰岛素基因导入大肠杆菌细胞中 2．近年来，人工智能（AI）算法在蛋白质工程领域的应用已经被开发，下列关于AI算法在蛋白质工程领域应用的设想中，实现难度最大的是( ) A.根据人类对蛋白质的功能需求设计蛋白质的高级结构 B.根据蛋白质的空间结构推测其氨基酸序列 C.按照设定的氨基酸序列推测mRNA的碱基序列 D.按照设定的mRNA的碱基序列设计新基因 3．蛋白质工程是在深入了解蛋白质分子的结构与功能关系的基础上进行的，蛋白质工程的操作过程如图所示。下列说法错误的是( ) A.图中a、b过程分别是转录、翻译 B.蛋白质工程需要从预期的蛋白质功能出发 C.通过蛋白质工程可能构建出一种全新的基因 D.蛋白质工程需要改变蛋白质分子的所有氨基酸序列 4．下列有关蛋白质工程的叙述错误的是( ) A.通过蛋白质工程能生产出自然界没有的蛋白质 B.可以直接对蛋白质的部分氨基酸进行替换 C.蛋白质工程与天然合成蛋白质的遗传信息流向有所不同 D.改造时可对相关蛋白质的基因的碱基对进行替换 5．蛋白质工程是在深入了解蛋白质分子的结构与功能关系的基础上进行的，蛋白质工程的操作过程如图所示。下列说法错误的是( ) A.图中a、b过程分别是转录、翻译 B.蛋白质工程需要从预期的蛋白质功能出发 C.通过蛋白质工程可能构建出一种全新的基因 D.蛋白质工程需要改变蛋白质分子的所有氨基酸序列 6．蛋白质工程被用于改进酶的性能或开发新的工业用酶时，常用两种策略：合理设计，需了解蛋白质的结构及控制性状的基因序列，过程如下图；定向进化，在试管中模拟自然进化，利用人工诱变技术诱发大量突变，按照特定的需要给予选择压力，选择具有所需特征的蛋白质。下列叙述错误的是( ) A.对某种蛋白质进行合理设计可能得到多种基因序列 B.⑤过程的完成依赖于基因的改造或基因的合成 C.定向进化也需要事先了解蛋白质的空间结构情况 D.定向进化策略与自然选择实质基本相同，但速度不同 7．酶的定向进化是指在试管中模拟自然进化过程，通过提高基因突变率和设计特殊的选择方法，快速获得拥有特定性能的酶。关于该技术的叙述，错误的是( ) A.自然条件下的突变是不定向的 B.该技术属于蛋白质工程，可在试管中直接对酶分子进行改造 C.蛋白质工程能够获得新蛋白，以满足人类生产和生活的需求 D.提高实验温度，可能获得热稳定性更好的酶 8．胰岛素在高浓度时以二聚体的形式存在，若将其B链第28位的脯氨酸改为赖氨酸，第29位的赖氨酸改为脯氨酸，通过对胰岛素结构的这种“小改”可以获得单体速效胰岛素。用蛋白质工程设计速效胰岛素的过程如图所示。下列叙述错误的是( ) A.蛋白质工程可生产出自然界从来没有过的蛋白质 B.构建新的胰岛素模型的主要依据是胰岛素的预期功能 C.可通过改变基因的局部碱基序列对胰岛素结构进行“小改” D.新的胰岛素基因直接导入大肠杆菌中即能表达出速效胰岛素 9．蛋白质工程开创了按照人类意愿改造、创造符合人类需要的蛋白质的新时代。如通过蛋白质工程，将干扰素结构上的两个半胱氨酸改为丝氨酸，就可以使其保存半年，而活性不受影响。下列关于蛋白质工程的叙述，正确的是( ) A.蛋白质工程的操作流程与中心法则的方向相同 B.蛋白质工程需要改造或合成蛋白质的编码想 C.对干扰素的改造无需考虑其空间结构 D.蛋白质工程需要改变蛋白质分子的所有氨基酸序列 10．下列关于蛋白质工程的说法，错误的是( ) A.蛋白质工程以基因工程为基础，属于第二代基因工程 B.蛋白质工程是根据蛋白质功能的特定需求，利用酶的专一性对蛋白质的氨基酸序列直接改造 C.蛋白质工程常用到基因的定点突变技术从分子水平进行碱基的替换 D.蛋白质工程难度很大的主要原因是蛋白质的功能必须依赖复杂的空间结构 11．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。下列叙述错误的是( ) A.改造纤维素酶也需要构建基因表达载体 B.对纤维素酶的改造是通过直接改造mRNA实现的 C.经改造后的纤维素酶热稳定性提高这一性状可遗传 D.蛋白质工程可以改造现有蛋白质或者制造新的蛋白质 12．蛋白质工程中可以利用引物引导的方法对DNA进行定点突变，进而改变蛋白质的特定氨基酸。图示为这种定点诱变方法的实验流程。据图解题思路，下列叙述错误的是( ) A.待突变质粒的甲基化修饰不会影响PCR扩增 B.用于突变的两条引物之间不能发生碱基互补配对 C.图中所示限制酶能够识别质粒中发生甲基化的位点 D.突变质粒缺口补齐依赖于大肠杆菌DNA连接酶的作用 13．抗体的结构可分为可变区和恒定区，其中可变区决定抗体的特异性，是抗体识别及结合抗原的部位。根据这一结构特点，研究人员通过改造获得了一种“人鼠嵌合抗体”，其结构如图所示，这一技术可减弱人对小鼠单克隆抗体的免疫反应。下列有关叙述错误的是( ) A.通过对抗体进行改造以生产人鼠嵌合抗体，属于蛋白质工程 B.人鼠嵌合抗体基因由人抗体的恒定区基因与鼠抗体的可变区基因组成 C.为获得结构正确的嵌合抗体，通常不宜选用大肠杆菌作为受体细胞 D.获得人鼠嵌合抗体的过程中，难度最大的是找到并改变相对应的基因 二、多选题 14．科研人员从某热泉的细菌中发现一种α-淀粉酶（AmyS1）,利用蛋白质工程对其进行改造，获得了具有更高热稳定性和催化效率的重组耐高温α-淀粉酶（AmyS2）。获取AmyS2基因后，构建基因表达载体的过程如图所示。该过程中，将目的基因与原始质粒A构建成质粒B,将质粒B与信号肽（一段能够引导目标蛋白质分泌到细胞外的肽链）基因构建成质粒C。下列解题思路正确的是( ) A.对淀粉酶结构进行改造最终要通过改造或合成基因来完成 B.生产AmyS2是从预期AmyS2功能出发设计其氨基酸序列 C.可以从导入质粒C的工程菌的培养液中提取获得AmyS2 D.构建质粒B和C,选择的限制酶分别是NdeI和EcoRI、BamHI和Eco52I 15．如图为蛋白质工程操作的基本思路，下列叙述不正确的是( ) A.图中①代表转录，②代表翻译，④代表推测，⑤代表DNA改造或合成 B.因为蛋白质的高级结构十分复杂，所以蛋白质工程是一项难度很大的工程 C.蛋白质工程是在蛋白质分子水平上进行氨基酸的增减、替换等操作 D.将人的生长激素基因导入大肠杆菌细胞内，使大肠杆菌产生人的生长激素的技术属于蛋白质工程 参考答案 1．答案：D 解析：A、图示的前半部分是利用蛋白质工程设计速效胰岛素的生产过程，后半部分是利用发酵工程生产速效胰岛素的过程，A正确；B、大肠杆菌是原核生物，没有内质网和高尔基体对胰岛素原进行加工，因此大肠杆菌合成的新的胰岛素不能正常发挥作用，B正确；C、基因定点突变是指按照特定的要求，使基因的特定序列发生插入、删除、置换、重排等变异，除人工合成DNA外，还可以通过定点突变技术获得目的基因，C正确；D、可以用Ca2+处理的方法可以将含有新的胰岛素基因的基因表达载体导入大肠杆菌细胞中，D错误。故选D。 2．答案：A 解析：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）。其中根据人类对蛋白质的功能需求设计蛋白质的高级结构是最难实现的。A正确，BCD错误。故选A。 3．答案：D 解析：A、图中提是DNA转录成mRNA过程,b过程是翻译成多肽链的过程,A正确;B、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;以下按照基因工程的一般步骤进行,B正确;C、蛋白质工程的进行离不开基因工程,因为对蛋白质的改造不是直接进行的,而是通过对基因的改造来完成的,从预期的蛋白质功能出发,最终推测出相应的基因的脱氧核苷酸序列,可能构建出一种全新的基因,C正确;D、蛋白质工程不一定需要改变蛋白质分子的所有氨基酸序列,是最终通过对基因的改造来完成的,D错误。故选D。 4．答案：B 解析：A、蛋白质工程能生产出自然界没有的新型蛋白质,A正确;B、蛋白质工程为第二代基因工程,操作对象依然是基因,故不可以直接对蛋白质的部分氨基酸进行替换,B错误;C、天然蛋白质合成的过程是按照中心法则进行的,而蛋白质工程却与之相反,C正确;D、蛋白质工程操作的对象为基因,故改造时可对相关蛋白质的基因的碱基对进行替换,D正确。故选B。 5．答案：D 解析：A、图中提是DNA转录成mRNA过程，b过程是翻译成多肽链的过程，A正确;B、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;以下按照基因工程的一般步骤进行，B正确;C、蛋白质工程的进行离不开基因工程，因为对蛋白质的改造不是直接进行的，而是通过对基因的改造来完成的，从预期的蛋白质功能出发，最终推测出相应的基因的脱氧核苷酸序列，可能构建出一种全新的基因，C正确;D、蛋白质工程不一定需要改变蛋白质分子的所有氨基酸序列，是最终通过对基因的改造来完成的，D错误。故选D。 6．答案：C 解析：A、由于密码子的简并性，某种蛋白质所对应的基因序列也可能并不是唯一的，即对应的基因序列不一定已知，所以对某种蛋白质进行合理设计可能得到多种基因序列，A正确;B、根据图示解题思路可知，图中①为转录过程，②为翻译过程，③表示蛋白质的折叠，④为分子设计，⑤表示DNA合成。⑤过程的完成依赖于基因的改造或基因的合成，B正确;C、根据题干信息可知，定向进化，在试管中模拟自然进化，利用人工诱变技术诱发大量突变，按照特定的需要给予选择压力，选择具有所需特征的蛋白质，所以不需要事先了解蛋白质的空间结构情况，C错误;D、由以上解题思路可知，定向进化策略仍为遗传变异和选择的综合作用，与自然选择实质基本相同，但是定向进化策略建立在对原始蛋白质的结构及功能的了解基础上，需对其对应的基因再进行修饰或合成，是个缓慢的过程，因此定向进化策略与自然选择的速度不同，D正确。 7．答案：B 解析：A、自然条件下的突变是不定向的，A正确； B、该技术属于蛋白质工程，可在试管中对基因分子进行改造，B错误； C、蛋白质工程从基因修饰或基因合成出发，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，C正确； D、提高实验温度，可能获得热稳定性更好的酶，D正确。 故选：B。 8．答案：D 解析：A、蛋白质工程是将控制蛋白质的基因进行修饰改造或合成新的基因，然后运用基因工程合成新的蛋白质，这些蛋白质是自然界从来没有过的蛋白质，A正确;B、构建新的胰岛素模型的思路:从预期的胰岛素功能出发→设计预期的胰岛素结构→推测应有的氨基酸序列→找到并改变相对应的脱氧核苷酸序列(基因)或合成新的基因→获得预期的胰岛素，B正确;C、依题意，若将胰岛素B链第28位的脯氨酸改为赖氨酸，第29位的赖氨酸改为脯氨酸，可以获得单体速效胰岛素。据此可推断，可通过改变相应的基因的局部碱基序列对胰岛素结构进行“小改"，C正确;D、新的胰岛素基因与载体构建成基因表达载体，再导入大肠杆菌中表达，D错误。故选D。 9．答案：B 解析：A、蛋白质工程的操作流程与中心法则的方向相反，A错误;B、蛋白质工程是对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，最终通过基因改造或合成新基因来完成，B正确;C、对干扰素进行改造需要从预期的蛋白质功能出发，设计预期的蛋白质结构，C错误;D、蛋白质工程不需要改变蛋白质分子的所有氨基酸序列，如通过蛋白质工程，将干扰素结构上的两个半胱氨酸改为丝氨酸，就可以使其保存半年，而活性不受影响，D错误。故选B。 10．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，以满足人类的生产和生活的需求。(基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质)。 11．答案：B 解析：AB、蛋白质工程是对基因进行修饰改造或创造合成新基因（而不是直接改造mRNA实现的），然后进行表达，故必须构建基因表达载体，A正确，B错误； C、蛋白质工程是对基因进行修饰改造或创造合成新基因，然后进行表达，改造后的蛋白质的性状能遗传给子代，因此经蛋白质工程改造后的纤维素酶热稳定性提高这一性状可遗传，C正确； D、蛋白质工程获得的是自然界没有的蛋白质，蛋白质工程可以改造现有蛋白质或者制造新的蛋白质，D正确。 故选：B。 12．答案：B 解析：甲基化修饰属于表观遗传,不影响基因的复制,PCR扩增是指在体外进行DNA复制,所以待突变质粒的甲基化修饰不会影响PCR扩增,A正确;由图可知,用于突变的两条引物之间在第三、四幅图中都进行了碱基互补配对,B错误;由图可知,经限制酶切割后,被甲基化修饰的待突变质粒模板被切割,故图中所示限制酶能够识别质粒中发生甲基化的位点,C正确;质粒是环状DNA分子,DNA连接酶可以进行DNA片段之间的连接,所以突变质粒缺补齐依赖于大肠杆菌DNA连接酶的作用,D正确。故选B。 13．答案：D 解析：A、人鼠嵌合抗体是自然界不存在的蛋白质，是一种新的蛋白质，通过蛋白质工程制造出来的，A正确；B、由图可知，人鼠嵌合抗体由人抗体恒定区和鼠抗体的可变区组成，因此人鼠嵌合抗体基因由人抗体的恒定区基因与鼠抗体的可变区基因组成，大肠杆菌为原核生物，B正确；C、抗体属于分泌蛋白，需要内质网和高尔基体的加工，大肠杆菌为原核生物，不能对抗体进行加工，因此通常不宜选用大肠杆菌作为受体细胞，C正确；D、蛋白质发挥功能必须依赖于正确的高级结构，而这种高级结构往往十分复杂，获得人鼠嵌合抗体的过程中，难度最大的是明确蛋白质复杂的高级结构，D错误。故选D。 14．答案：ABC 15．答案：CD 解析：图中①代表转录,②代表翻译,①代表推测,③代表DNA改造或合成,A正确;因为蛋白质的高级结构十分复杂,所以蛋白质工程是一项难度很大的工程,B正确;蛋白质工程是在基因水平上改造蛋白质的,C错误;将人的生长激素基因导入大肠杆菌细腹内,使大肠杆菌产生人的生长激素的技术属于转基因技术,D错误。故选CD。 学科网（北京）股份有限公司 $$