第4章 第1节 转基因产品的安全性（教师版）-【创新教程】2025-2026学年高中生物选择性必修3 生物技术与工程五维课堂同步复习（人教版）

世五维课堂 生物·选择性必修3 第4节 蛋白质工程的原理和应用 课标内容要求 核心素养对接 1.概述人们根据基因工程原理，进行蛋白质设计和改造，可以获 生命观念：认清蛋白质工程的原理 得性状和功能更符合人类需求的蛋白质 科学思维：尝试通过蛋白质工程技术，根据 2.举例说明依据人类需要对原有蛋白质结构进行基因改造、生 人类需要的蛋白质结构，设计或改造某一 产目标蛋白的过程 蛋白质的流程 教材航理。预新知 对应学生讲义P57 ◆[基础梳理] 三、蛋白质工程的应用 一、蛋白质工程崛起的缘由 1.对天然蛋白质进行改造 1.蛋白质工程：对蛋白质分子的设计和改造是通过蛋 天然蛋白质 蛋白质工程改造后的蛋白质 白质工程来实现的。蛋白质工程是指以蛋白质分 子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通 天然胰岛素制剂容 科学家已通过改造胰岛素基 过改造或合成基因，来改造现有蛋白质，或制造一 易形成二聚体或六 因实现了对相应氨基酸序列 种新的蛋白质，以满足人类生产和生活的需求。它 聚体，皮下注射胰 的改造，使B28位脯氨酸替换 岛素后往往要经历 为天冬氨酸或者将它与B29 是在基因工程的基础上，延伸出来的第二代基因工 ·个逐渐解离为单 位的赖氨酸交换位置，从而有 程，是包含多学科的综合科技工程。 体的过程，这在一 效抑制了胰岛素的聚合，由此 2.基因工程存在不足：原则上只能生产自然界已存在 定程度上延缓了 研发出的速效胰岛素类似物 的蛋白质。 疗效。 产品已经在临床上广泛应用。 3.天然蛋白质存在不足：天然蛋白质的结构和功能符 合特定物种生存的需要，却不一定完全符合人类生 如果将干扰素分子上的一个 产和生活的需要。 干扰素在体外保存 半胱氨酸变成丝氨酸，那么在 4.实例：玉米中赖氨酸含量低，将与赖氨酸合成有关 相当困难 70℃的条件下，干扰素可以 的两种酶的氨基酸替换，玉米叶片和种子中游离赖 保存半年 氨酸分别提高5倍和2倍。 小鼠单克隆抗体会 科学家将小鼠抗体上结合抗原 二、蛋白质工程的基本原理 使人产生免疫反 的区域“嫁接”到人的抗体上，经 1.蛋白质工程的基本原理 应，从而导致它的 过这样改造的抗体诱发免疫反 蛋白质分子的结构规律及其与生物功 治疗效果大大降低 应的强度就会降低很多 基础 能的关系 2.蛋白质工程被广泛用于改进酶的性能或开发新的工业 手段 改造或合成基因来完成 用酶。例如利用蛋白质工程生产枯草杆菌蛋白酶。 概念 3.在农业方面，科学家正在尝试改造某些参与调控光 蛋白质工程的目标是根据人们对蛋白 合作用的酶，以提高植物光合作用的效率，增加粮 目的 质功能的特定需求，对蛋白质的结构进 食的产量。 行设计改造 4.利用蛋白质工程的思路来设计优良微生物农药，通 过改造微生物蛋白质的结构，使它防治病虫害的效 由预期的蛋白质找到相对应的脱氧核 原理 果增强。 苷酸序列（基因） 5.蛋白质工程是一项难度很大的工程，主要是因为蛋 预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质 白质发挥功能必须依赖于正确的高级结构，而这结 构往往十分复杂 流程 结构→推测应有的氨基酸序列→找到 ◆[基础诊断] 相对应的脱氧核苷酸序列（基因） (1)蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进 2.蛋白质工程的基本思路 行操作，定向改变分子的结构。 (X) (2)通过蛋白质工程改造后的蛋白质仍然是天然蛋白 改造或合成分 换期功能 日的基因 质。 (×) (3)实施蛋白质工程的前提条件是了解蛋白质结构和 牛物功 行相 ,转录 功能的关系。 (√) mRNA 结构 (4)基因工程遵循中心法则，而蛋白质工程不遵循。(×) 130· 第三章基因工程 五维课堂兰 互动探究⊙克疑难 对应学生讲义P58 疑难点 蛋白质工程的基本原理 蛋白质工程与基因工程的比较 对应一种或几种密码子。 项目 蛋白质工程 基因工程 3.蛋白质工程与基因工程的关系是怎样的？ 提示：蛋白质工程是在基因工程的基础上，延伸出 起点 预期蛋白质功能 目的基因 来的第二代基因工程。 预期蛋白质功能→设 获取目的基因→ ◆[对点训练] 计蛋白质结构→推测 构建基因表达载 1.蛋白质工程的基本操作程序正确的是 过程 氨基酸序列→推测脱 体→导人受体细 ①蛋白质分子结构合成②DNA合成③mRNA 氧核苷酸序列→合成 胞→目的基因的 合成④蛋白质的预期功能⑤根据氨基酸的序 DNA→表达出蛋白质 检测与鉴定 列推出脱氧核苷酸的序列 通过改造相应的基因 A.①→②→③→④→⑤→① 实质 达到对蛋白质进行改 基因重组 B.⑤→④→③→②→①→② 造的目的 C.④→①→⑤→②→③→① 生产自然界已 区别结果 可以创造出自然界不 D.②→③→⑤→①→②→④ 存在的蛋白质 存在的蛋白质 解析：C[蛋白质工程的操作流程为：从预期的蛋 ①主要集中在对现有 白质功能出发设计预期的蛋白质结构→推测应 蛋白质进行改造，如 ①已被广泛应 有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列 干扰素、天冬氨酸激 用，如转基因植 (即基因)→修改或合成的基因表达出相应的蛋 酶和二氢吡啶二羧酸 应用 物、动物、药品 白质。] 合成酶等 及现 生产等已商业 2.下列有关蛋白质工程的说法正确的是 ( ②对创造新的蛋白质 状 化②基因治疗 A.蛋白质工程无需构建基因表达载体 还有许多技术难题未 仅处于初期的 B.通过蛋白质工程改造后的蛋白质有的仍是天然 突破，因为蛋白质高 临床试验阶段 的蛋白质 级结构非常复杂，人 C,蛋白质工程需要限制性内切核酸酶和DNA连 们对此知之甚少 接酶 ①蛋白质工程获得目的基因后，需要通 D.蛋白质工程是在蛋白质分子水平上改造蛋白质 过基因工程获得预期蛋白质 联系 解析：C[蛋白质工程的基本流程：从预期的蛋白 ②蛋白质工程是在基因工程的基础上， 质功能出发，设计预期的蛋白质结构，推测应有的 延伸出来的第二代基因工程 氨基酸序列，找到相对应的脱氧核苷酸序列（基 ◆[互动探究] 因)。这是蛋白质工程特有的途径，接下来是按照 下图为蛋白质工程的基本流程，请思考回答： 基因工程的一般步骤进行。因此，基因工程技术利 蛋白质工程 DNA合成 分子设计 用的工具（限制酶、DNA连接酶、载体）以及操作流 恩来 预期功能 翻译 氨列 折叠 ”生物功能 程也适用于蛋白质工程技术中，A项错误，C项正 中心法则 确：蛋白质工程生产的蛋白质是改造后的蛋白质或 1.图中A、B分别为何过程？ 者是新的蛋白质，B项错误；蛋白质工程的操作对 提示：A为转录，B为翻译。 象是基因，属于分子水平，D项错误。] 2.如果知道一段蛋白质的氨基酸序列，如何推出其基 ◆[易错警示] 因中的脱氧核苷酸序列？不同人得出的序列完全 蛋白质工程改造的对象是基因 相同吗？为什么？ 任何一种天然蛋白质都是由基因编码的，改造了基因 提示：蛋白质的氨基酸序列→推测mRNA的密码 即对蛋白质进行了改造，而且改造过的蛋白质可以遗 子排序→推测双链DNA中脱氧核苷酸序列。不完 传下去。如果对蛋白质直接改造，即使改造成功，被 全相同，因为密码子具有简并性，一种氨基酸可能 改造的蛋白质也是无法遗传下去的。 ·131· 世五维课堂 生物·选择性必修3 课堂自测。固双基 对应学生讲义P59 ● 1.下列有关蛋白质工程的叙述，不正确的是( C.利用蛋白质工程可以在大肠杆菌细胞中得到人 A.收集大量的蛋白质分子结构的信息，以便分析 的胰岛素 结构与功能之间的关系 D.蛋白质工程可以对胰岛素进行改造和修饰，合 B.可以预测具有一定氨基酸序列的蛋白质的空间 成速效型胰岛素制剂 结构和生物功能 解析：C[蛋白质工程是依据人们设计的蛋白质分 C.根据特定的生物功能，设计蛋白质的氨基酸序列 子的结构，来改造基因，进而控制合成新的蛋白质 和空间结构 或改变自然界中的蛋白质，而在大肠杆菌中生产人 D.蛋白质工程和基因工程没有任何关系 胰岛素利用基因工程技术便可达到。] 解析：D[收集大量的蛋白质分子结构的信息，以 4.蛋白质工程是新崛起的一项生物工程，又称第二代 便分析结构与功能之间的关系，从而可以根据需要 基因工程。下图是蛋白质工程流程示意图，图中 设计相应的蛋白质分子的结构，A正确；蛋白质工 A、B在遗传学上依次表示 程是以设计蛋白质分子结构为前提的，因此蛋白质 工程可预测具有一定氨基酸序列的蛋白质的空间 基因← DNA合成 氨基酸序列≤ 蛋白质←-预期功能 结构和生物功能，B正确；蛋白质工程能根据特定 DNA A mRNA B 1多肽链 折叠 三维结构 ·生物功能 中心法则 的生物功能，设计蛋白质的氨基酸序列和空间结 构，进而推测相应的基因序列，而后合成相应的基 A.转录和翻译 B.翻译和转录 因，再指导蛋白质的合成，C正确；因为蛋白质的设 C.复制和转录 D.传递和表达 计最终还需要通过合成相应的基因来完成，因此， 解析：A[据图可知，A是DNA形成mRNA的过 蛋白质工程被称为是延伸出来的第二代基因工程， 程，即转录；B是以mRNA为模板合成多肽链，即 D错误。] 翻译，故A、B分别表示转录和翻译，A正确。] 2.下列围绕蛋白质工程的叙述中错误的是( 5.下图为蛋白质工程操作的基本思路，请据图回答下 A.蛋白质工程能定向改造蛋白质分子的结构，使 列问题： 之更加符合人类的需要 基因 ⑤ ④ B.蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接 氨基酸序列 蛋白质 顶期功能 DNA mRNA 多肽链 进行操作，定向改变分子的结构 三维结构→生物功能 ② C.蛋白质工程能生产出自然界中不曾存在的新型 (1)代表蛋白质工程操作思路的过程是 蛋白质分子 代表中心法则内容的是 。 (填写序号) D.蛋白质工程的操作起点是从预期蛋白质功能出 (2)写出图中各数字代表的生物学过程的名称或 发，设计出相应的基因，并借助基因工程实现 内容： 解析：B[蛋白质工程操作是从预期蛋白质功能出 ③ ,④ ,⑤ 发，设计出相应的目的基因，通过基因工程来实现， (3)蛋白质工程的目的是 它可以定向地改造蛋白质的分子结构，使生产出的 ,通过 实现。 蛋白质更符合人类的需要，但这些蛋白质与天然蛋 (4)从图中可以看出蛋白质工程的基本途径与中心 白质不同，可以是自然界中不曾存在过的新型蛋白 质分子，因此A、C、D三项正确。B项中蛋白质工 法则 程是对基因进行操作，而不是对蛋白质直接进行操 解析：蛋白质工程是根据具有相应功能的蛋白质结 作，故错误。] 构推测氨基酸序列，进而推测出脱氧核苷酸序列， 3.下列关于蛋白质工程应用的叙述不正确的是 所以应为图中的④⑤过程；①②③过程代表中心法 则，与蛋白质工程的基本途径相反。 A.蛋白质工程可以改造酶的结构，提高酶的热稳 答案：(1)④⑤①②③(2)折叠分子设计 定性 DNA合成(3)获取符合人类需要的蛋白质基 B.通过蛋白质工程可以改变蛋白质的活性 因合成或修饰(4)相反 ·132· 第三章基因工程 五维课堂兰 课时评价。提能力 对应课时作业P42 基础点精练 4.蛋白质工程中，要对蛋白质结构进行设计改造，必 》 须通过基因修饰或基因合成来完成，而不直接改造 [知识点一]蛋白质工程的原理 蛋白质的主要原因是 ( 1.下列关于基因工程和蛋白质工程的叙述，错误的是 A.缺乏改造蛋白质所必需的工具酶 ( B.改造基因易于操作且改造后能够遗传 A.基因工程原则上只能生产自然界已存在的蛋 白质 C.人类对大多数蛋白质的高级结构知之甚少 B.蛋白质工程可改造现有蛋白质，但不能制造出新 D.蛋白质中氨基酸的排列顺序千变万化，操作难 的蛋白质 度大 C,蛋白质工程的基础是蛋白质分子的结构规律及 解析：B[改造基因的操作易于进行，且改造后的 其与生物功能的关系 基因能够遗传给子代，所以对蛋白质结构的设计改 D.蛋白质工程是第二代基因工程，其基本途径是 造可通过基因修饰或基因合成来完成。] 中心法则的逆向流程 5.基因工程与蛋白质工程的区别是 解析：B[基因工程原则上只能生产自然界已存在 A.基因工程需要进行转录和翻译，蛋白质工程不 的蛋白质，A正确；蛋白质工程是指以蛋白质分子 需要 的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过 B.基因工程合成的一般是天然存在的蛋白质，蛋白 改造或合成基因，来改造现有蛋白质，或制造一种 质工程合成的可以是天然不存在的蛋白质 新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求，B C,基因工程是分子水平操作，蛋白质工程是细胞水 错误，C正确；蛋白质工程是第二代基因工程，其基 平（或性状水平）操作 本途径是中心法则的逆向流程，即从预期的蛋白质 D.基因工程需对基因进行操作，蛋白质工程需对 功能出发，设计预期的蛋白质结构，推测其应有的 蛋白质进行直接操作 氨基酸序列，找到并改变相对应的脱氧核苷酸序 解析：B[蛋白质工程是在基因工程的基础上，延 列，或合成新的基因，进而获得所需要的蛋白质，D 伸出来的第二代基因工程。蛋白质工程是从分子 正确。 水平对蛋白质进行改造设计，通过对相应的基因进 2.蛋白质工程的基本流程正确的是 行修饰加工甚至人工进行基因合成，从而对现有蛋 ①蛋白质分子结构设计②DNA合成③预期蛋 白质进行改造，或制造一种新的蛋白质以满足人类 白质功能④根据氨基酸序列推出脱氧核苷酸 的生产和生活需求，而基因工程只是将外源基因导 序列 入生物体内，并使之表达，以得到满足人类所需的 A.①②③④ B.④②①③ 性状或产品。本题选B。] C.③①④② D.③④①② 6.蛋白质工程是新崛起的一项生物工程，又称第二代 解析：C[蛋白质工程的基本流程是：③预期蛋白 基因工程，下列有关蛋白质工程基本流程的叙述错 质功能→（①预期蛋白质分子结构组成→④据氨基 误的是 ( ) 酸序列推出脱氧核苷酸序列②合成DNA。故 A.根据蛋白质的功能推测蛋白质的空间结构 选C。] B.依据空间结构设计蛋白质的氨基酸序列 3.有关蛋白质工程的说法，正确的是 ( C.依据碱基互补配对原则推测基因的碱基序列 A.必须从预期蛋白质的功能出发 D.利用生物工程技术改造或重新合成新基因 B.在分子水平上直接改造蛋白质 C.可以不涉及转录和翻译过程 解析：C[由蛋白质的氨基酸序列推测基因的碱基 D.不需要借助基因工程的相关技术 序列时，需要依据遗传密码和碱基互补配对原则，C 解析：A[蛋白质工程必须从预期蛋白质的功能 错误。] 出发，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进 [知识点二]蛋白质工程的应用 行改造，或制造一种新的蛋白质，而不是直接改造 7.下列有关蛋白质工程的叙述，错误的是 蛋白质，A正确，B错误；基因修饰或基因合成后要 A.蛋白质工程只能改造现有的蛋白质而不能制造 通过转录和翻译合成蛋白质，C错误；蛋白质工程 全新的蛋白质 是在基因工程的基础上，延伸出来的第二代基因工 B.T4溶菌酶中引人二硫键提高了其热稳定性是蛋 程，D错误。] 白质工程应用的体现 ·133· 世五维课堂 生物·选择性必修3 C.蛋白质工程能定向改造蛋白质分子的结构，使之 (1)蛋白质工程实施的难度很大，原因是蛋白质具 更加符合人类需要 有十分复杂的 结构。 D.蛋白质工程需要用到限制酶和DNA连接酶 (2)图中从新的胰岛素模型到新的胰岛素基因的 解析：A[蛋白质工程可以制造全新的蛋白质，A 基本思路是 错误；T4溶菌酶中引入二硫键提高了其热稳定性， (3)用基因工程的方法用大肠杆菌生产速效胰岛 属于蛋白质工程应用的体现，B正确；蛋白质工程 素，此过程中能够高效表达胰岛素基因的大肠杆 可通过改造基因来实现对蛋白质分子结构的定向 菌细胞株系叫做 改造，使之更加符合人类需要，C正确；蛋白质工程 解析：分析题图：图示是利用蛋白质工程设计速效 的核心是基因工程，故蛋白质工程需要用到限制酶 胰岛素的生产过程。蛋白质工程的过程：预期蛋白 和DNA连接酶，D正确。] 质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有氨基酸 8.利用生物技术提高赖氨酸含量的方法有：①将富含 序列→找到对应的脱氧核苷酸序列（基因）。蛋白质 赖氨酸的蛋白质基因导入玉米细胞；②更换赖氨酸 工程得到的蛋白质一般不是天然存在的蛋白质。 合成过程中的天冬氨酸激酶和二氢吡啶二羧酸合 (1)蛋白质工程实施的难度很大，原因是蛋白质具 成酶的个别氨基酸，提高两种酶的活性。下列有关 有十分复杂的空间结构。 叙述错误的是 () (2)从新的胰岛素模型到新的胰岛素基因的基本 A.第①种方法利用的是基因工程，合成的蛋白质 思路是：根据新的胰岛素中氨基酸的序列，推测出 是生物界没有的 其基因中的脱氧核苷酸序列，然后利用DNA合 B.第①种方法要利用限制酶和DNA连接酶 成仪来合成新的胰岛素基因。 C.第②种方法合成的两种酶是自然界中没有的 (3)用基因工程的方法得到的能生产速效胰岛素 D.第②种方法也需要对DNA分子进行改造 的大肠杆菌叫做工程菌。 解析：A[基因工程是把其他生物的基因转移到 答案：(1)高级（空间）(2)根据新的胰岛素中氨 目标生物细胞中，因此合成的蛋白质在生物界中是 基酸的序列，推测出其基因中的脱氧核苷酸序列， 存在的，A错误。] 然后利用DNA合成仪来合成新的胰岛素基因 9.当前医学上，蛋白质工程药物正逐步取代第一代基 (3)工程菌 因工程多肽蛋白质类替代治疗剂，则基因工程药物 与蛋白质工程药物的区别是 拓展点提升 》 A.都与天然产物完全相同 1.干扰素是动物体内的一种蛋白质，可用于治疗病毒 B.基因工程药物与天然产物完全相同，蛋白质工程 的感染和癌症，但干扰素在体外保存很困难，若将 药物与天然产物不相同 其分子上的一个半胱氨酸变成丝氨酸，则在 C都与天然产物不相同 一70℃的条件下可保存半年。下列叙述正确的是 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 A.题干所述对干扰素进行改造的过程属于蛋白质 解析：B[基因工程只能生产自然界已存在的蛋白 工程的范畴 质，而蛋白质工程通过对基因修饰或基因合成，对 B.改造后的干扰素保存时间延长与该干扰素中氨 现有蛋白质进行改造或制造一种新的蛋白质。所 基酸的种类和数量发生改变有关 以基因工程药物与天然产物完全相同，而蛋白质工 C.通过该过程制造的蛋白质都是自然界中已经存 程药物与天然产物不相同。B正确。] 在的蛋白质 10.胰岛素可用于治疗糖尿病，但是胰岛素被注射入 D.该过程能够实现对蛋白质的结构进行设计和改 人体后，会堆积在皮下，经过较长时间才能进入血 造，不需要依赖基因 液，而进人血液的胰岛素又易分解，治疗效果受到 解析：A[题干所述为对现有蛋白质进行改造，属 影响。如图是用蛋白质工程设计的速效胰岛素的 于蛋白质工程的范畴，A正确；由题干信息可知，改 生产过程： 造后的干扰素与原干扰素相比，一个半胱氨酸变成 生化制备与重折叠 胰岛索结晶X射线晶体衍射 了丝氨酸，氨基酸的数目没有改变，B错误；蛋白质 工程中，通过基因修饰或基因合成，可以对现有蛋 高级结构 新的胰岛索 白质进行改造，也可以制造一种新的蛋白质，C错 ↑在大肠 计算机设 误；蛋白质工程是根据人们对蛋白质功能的特定需 杆菌或其他 计及作图 细胞中表达 求，对蛋白质的结构进行设计改造，最终通过改造 新的胰岛素基因 人工合成DNA →新的胰岛素模型 基因来完成，D错误。] ·134 第三章基因工程 五维课堂兰 2.以下关于蛋白质工程的说法正确的是 C,蛋白质工程的目的是对基因的结构进行分子 A.蛋白质工程以基因工程为基础 设计 B.蛋白质工程就是酶工程的延伸 D.从图中可以看出蛋白质工程的基本途径与中心 C.蛋白质工程就是用蛋白酶对蛋白质进行改造 法则是相反的 D.蛋白质工程只能生产天然的蛋白质 解析：C[分析题图可知，图中①代表转录，②代表 解析：A[基因指导蛋白质的合成，蛋白质工程以基 翻译，④代表推测，⑤代表改造或合成，A正确；蛋 因工程为基础，A正确；蛋白质工程能通过基因修饰或 白质发挥功能必须依赖于正确的高级结构，因此蛋 基因合成，定向对现有蛋白质分子的结构进行改造，而 白质工程中对蛋白质高级结构的了解是非常关键 酶工程是利用酶的催化功能，在一定条件下催化化学 的工作，B正确；蛋白质工程的目的是对蛋白质的 反应，生产人类需要的产品或服务于其它目的的一门 结构进行分子设计，通过基因合成或基因修饰实 应用技术，B错误；蛋白质工程的实质是改造基因，C 错误；蛋白质工程可以通过基因合成，制造自然界不曾 现，C错误；从图中可以看出蛋白质工程的基本途 存在过的新型蛋白质分子，D错误。] 径与中心法则是相反的，D正确。] 3.从自然界中的生物体内分离得到的天然酶，在工业 5.(多选)某生物制品公司用如图方法生产干扰素。 生产环境中催化效率往往较低。科研人员对酶的 下列说法错误的是 改造包括理性设计方法和非理性设计方法。理性 ◎ 设计方法是通过定点诱变改变蛋白质中的个别氨 细菌质粒重组移植 分泌 基酸，以产生更加理想的酶；非理性设计方法主要 淋巴细胞 干扰素基因 带干扰素基因 的质粒 通过易错PCR技术实现，该技术是利用低保真的 酵母菌 TaqDNA聚合酶和改变PCR的反应条件，降低 A.能产生干扰素的酵母菌是基因工程创造的新 DNA复制的保真度，从而使扩增产物出现较多点 物种 突变的一种体外诱导DNA序列变异的方法。下列 B.干扰素是由淋巴细胞产生的，所以只有淋巴细胞 相关叙述错误的是 ( 中才有干扰素基因 A.通过理性设计以产生更加理想的酶的技术属于 C.该过程所运用的生物学原理是基因重组 蛋白质工程 D.若要获得更耐储存的干扰素则利用蛋白质工程 B.低保真的TagDNA聚合酶会增加新DNA链合 来直接改造蛋白质 成过程中碱基的错配率 解析：ABD[新物种产生的标志是形成生殖隔离， C.利用易错PCR技术扩增产物时在PCR反应缓 能产生干扰素的酵母菌并未创造新物种，A错误； 冲液中一般会添加Mg2+ 干扰素基因除了存在于淋巴细胞中，其他体细胞也 D.易错PCR技术的扩增过程中50℃处理的目的 存在，只是干扰素基因只在淋巴细胞中表达，B错 是使DNA分子彻底变性 误；将干扰素基因导入酵母细胞中，属于基因工程 解析：D[通过理性设计，产生更加理想的酶，属 的应用，基因工程运用的原理是基因重组，C正确； 于蛋白质工程，A正确：低保真的TagDNA聚合酶 利用蛋白质工程对千干扰素进行改造，基本途径是： 会增加新DNA链合成过程中碱基的错配率，产生 较多的突变点，B正确；镁离子可以使非互补碱基 预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测 的稳定性提高，从而有利于易错PCR的进行，故利 应有的氨基酸序列→找到对应的脱氧核苷酸序列， 用易错PCR技术扩增产物时在PCR反应缓冲液 D错误。] 中一般会添加Mg+,C正确；易错PCR扩增时， 6.(多选)胰岛素可用于治疗糖尿病，但胰岛素注射后 50℃处理的目的是使引物与模板结合，D错误。] 易在皮下堆积，需较长时间才能进人血液，进人血 4.如图为蛋白质工程操作的基本思路，下列叙述不正 液后又易被分解，因此治疗效果受到影响。下图是 确的是 新的速效胰岛素的生产过程，有关叙述正确的是 ⑤ ④ 胸 氨基酸序 蛋白质预期功能 列多肽链 ② 了③结构 →生物功能 生化制备与重折叠胰岛素结品X射线品休衍射 A.图中①代表转录，②代表翻译，④代表推测， 新的胰岛素 高级结构 ⑤代表改造或合成 在大肠杆菌或其 计算机设 B.蛋白质工程中对蛋白质高级结构的了解是非常 他细胞中表达 计及作图 新的胰岛素基因 人工合成DNA 关键的工作 新的胰岛素模型 ·135 世五维课堂 生物·选择性必修3 A.新的胰岛素的预期功能是构建新胰岛素模型的 (1)人体内合成前胰岛素原的细胞是 主要依据 合成胰高血糖素的细胞是 B.新的胰岛素生产过程中不涉及中心法则 (2)可根据胰岛素原的氨基酸序列，设计并合成编 C.若用大肠杆菌生产新的胰岛素，常用感受态法导 码胰岛素原的 序列，用该序列与质粒载体 入目的基因 构建胰岛素原基因重组表达载体。再经过细菌转 D.新的胰岛素功能的发挥必须依赖于蛋白质正确 化、筛选及鉴定，即可建立能稳定合成 的 的高级结构 基因工程菌。 解析：ACD[构建新胰岛素模型主要是从新胰岛 (3)用胰岛素原抗体检测该工程菌的培养物时，培 素预期的功能出发，A正确；新的胰岛素生产过程 养液无抗原一抗体反应，菌体有抗原一抗体反应， 中，涉及转录、翻译等过程，涉及中心法则，B错误； 则用该工程菌进行工业发酵时，应从 中分 若用大肠杆菌生产新的胰岛素，需要用钙离子处理 大肠杆菌，使其处于感受态，导入目的基因，C正 离、纯化胰岛素原。胰岛素原经酶处理便可转变为 确；结构决定功能，新的胰岛素功能的发挥必须依 胰岛素。 赖于蛋白质正确的高级结构，D正确。] 解析：(1)由题干信息可知，前胰岛素原在细胞内经 7.(多选)如图是科学家对鼠源杂交瘤抗体进行改造， 加工后成为胰岛素，人体合成胰岛素的细胞是胰岛 生产出效果更好的鼠一人嵌合抗体的过程。下列 B细胞，所以合成前胰岛素原的细胞也是胰岛B细 说法错误的是 ( 胞；而胰岛A细胞合成的激素是胰高血糖素。 (2)真核生物的目的基因可用人工合成的方法合 可变区 成，可根据胰岛素原的氨基酸序列，设计并合成编 码胰岛素原的DNA序列（即目的基因）；合成的 恒定区 DNA序列经过修饰与质粒构建胰岛素原基因表达 鼠抗体 载体，导入细菌体内，经转化后筛选、鉴定，最终得 可变区 到能稳定合成胰岛素原的基因工程菌。 嵌合抗体 (3)由题目信息可知，培养液无抗原抗体反应，菌体 恒定区 有抗原抗体反应，说明所合成的胰岛素原存在于菌 人抗体 体内，所以用该工程菌进行工业发酵时，应从菌体 A.生产鼠一人嵌合抗体的过程属于基因工程 中分离、纯化胰岛素原，经酶处理便可转变为胰 B.对鼠源杂交瘤抗体进行改造的难点是设计嵌合 岛素。 抗体的空间结构 答案：(1)胰岛B细胞胰岛A细胞 C.对鼠源杂交瘤抗体进行改造，是通过基因定点诱 (2)DNA胰岛素原(3)菌体 变技术改造基因实现 易错点警示 D.鼠一人嵌合抗体的使用对人体不会产生任何不 》 良反应 蛋白质工程对生物的改变 解析：ACD[生产鼠一人嵌合抗体的过程属于蛋 研究者试图通过蛋白质工程改造中华鲟体内的某 白质工程，A错误；对鼠源杂交瘤抗体进行改造的 些蛋白质，使其更加适应现在的水域环境。以下说 难点是设计嵌合抗体的空间结构，B正确；对鼠源 法错误的是 ( 杂交瘤抗体进行改造，可通过其氨基酸序列推测相 A.该工程可以定向改变蛋白质分子的结构 应基因中的碱基序列，通过人工合成的方法获得相 B.改造蛋白质是通过改造基因结构来实现的 关基因，C错误；鼠一人嵌合抗体的使用会降低对 C.改造后的中华鲟和现有中华鲟仍是同一物种 人体的不良反应，D错误。] D.改造后的中华鲟的后代不具有改造的蛋白质 8.在体内，人胰岛素基因表达可合成出一条称为前胰 解析：D[蛋白质工程可以定向改造蛋白质分子 岛素原的肽链，此肽链在内质网中经酶甲切割掉氨 的结构，A正确；改造蛋白质是通过改造基因结构 基端一段短肽后成为胰岛素原，进人高尔基体的胰 进而改变蛋白质的结构而实现的，B正确；改造后 岛素原经酶乙切割去除中间片段C后，产生A、B 的中华鲟具有新的性状，但其和现有中华鲟仍是同 两条肽链，再经酶丙作用生成由51个氨基酸残基 一物种，他们之间没有生殖隔离，C正确；蛋白质工 组成的胰岛素。目前，利用基因工程技术可大量生 程改造的是基因，可以遗传给子代，因此改造后的 产胰岛素。回答下列问题： 中华鲟的后代也具有改造的蛋白质，D错误。] ·136·