第3章 第4节 蛋白质工程的原理和应用-【金版教程】2024-2025学年高中生物必修3 生物技术与工程 作业与测评word（人教版2019 单选版）

第4节　蛋白质工程的原理和应用

知识点一　蛋白质工程概念和崛起的缘由

1．蛋白质工程崛起的缘由是(　　)

A．天然蛋白质使生物适应环境

B．天然蛋白质均为自然界已经存在的种类

C．天然蛋白质不能够完全满足人类生产、生活的需要

D．天然蛋白质的结构和种类是长期自然选择的结果

答案　C

解析　天然蛋白质均为自然界已经存在的种类，它们的结构和功能符合特定物种生存的需要，却不一定完全符合人类生产和生活的需要，这是蛋白质工程崛起的缘由。

知识点二　蛋白质工程的基本原理

2．科学家为提高玉米中赖氨酸的含量，计划将天冬氨酸激酶中第352位的苏氨酸变为异亮氨酸，将二氢吡啶二羧酸合成酶中第104位的天冬酰胺变为异亮氨酸，下列说法中正确的是(　　)

A．蛋白质工程和基因工程的根本区别是操作对象的差异

B．对天冬氨酸激酶的改造需要以基因工程为基础

C．蛋白质工程操作过程中，不需要酶和载体作为工具

D．经改造后的玉米赖氨酸含量提高这一性状不可遗传

答案　B

解析　蛋白质工程和基因工程的操作对象都是基因，A错误；基因指导蛋白质的合成，蛋白质工程以基因工程为基础，即对天冬氨酸激酶(本质是蛋白质)的改造需要以基因工程为基础，B正确；蛋白质工程的操作对象是基因，故需要酶和载体作为工具，C错误；由题意可知，对天冬氨酸激酶和二氢吡啶二羧酸合成酶进行了基因改造，其遗传物质发生改变，故经改造后的玉米赖氨酸含量提高这一性状是可以遗传的，D错误。

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

答案　D

解析　通过修改已知蛋白的基因，从而创造出全新蛋白质的过程属于蛋白质工程，其原理是：蛋白质→DNA→RNA→蛋白质。

4．科研人员以β­甘露葡萄糖酶为核心研究材料，在其N端找到了两个关键的氨基酸位点，将这两个位点的组氨酸和脯氨酸分别替换为酪氨酸后，其热稳定性得到了显著提高。下列说法正确的是(　　)

A．细胞内合成改造后的高热稳定性蛋白质的过程不遵循中心法则

B．替换蛋白质中的氨基酸实际可通过改造基因中的碱基序列实现

C．在分子水平上，可利用PCR等技术检测细胞内是否合成新的目的蛋白质

D．制备过程中应先获得目标蛋白质的三维结构，再预期其生物学功能

答案　B

解析　细胞内蛋白质的合成过程都遵循中心法则，A错误；蛋白质是DNA经过转录、翻译得到的，所以替换蛋白质中的氨基酸实际可通过改造基因中的碱基序列实现，B正确；PCR等技术能检测目的基因是否导入细胞或是否转录，检测细胞内是否合成新的蛋白质可使用抗原—抗体杂交法，C错误；蛋白质的结构进行设计改造要先预期目标蛋白质的生物学功能，再设计获得该蛋白质的三维结构，D错误。

知识点三　蛋白质工程的应用

5．下列关于蛋白质工程应用的叙述，正确的是(　　)

A．科学家对相关酶进行改造的过程中，需要合成全新的基因

B．利用蛋白质工程才能从大肠杆菌细胞中得到人的胰岛素

C．使干扰素在适宜的条件下可以大量自我复制

D．蛋白质工程可以对胰岛素基因进行改造，从而得到速效胰岛素类似物

答案　D

解析　科学家对相关酶进行改造的过程中，不需要合成全新的基因，而是对原有基因进行必要的改造，A错误；从大肠杆菌细胞中得到人的胰岛素利用的是基因工程，B错误；干扰素的本质是蛋白质，不能自我复制，C错误。

6．蛋白质工程在实施中遇到的最大的难题是(　　)

A．生产的蛋白质无法应用

B．发展前景太窄

C．对大多数蛋白质的高级结构不清楚

D．无法人工合成目的基因

答案　C