第3章 第4节 蛋白质工程的原理和应用(课时跟踪检测)(学用Word)-【优学精讲】2025-2026学年高中生物选择性必修3 生物技术与工程（人教版 多选版）

第4节　蛋白质工程的原理和应用 1.B　基因的结构决定蛋白质的结构，对蛋白质的结构进行设计改造是通过改造或合成基因来完成的，而不是直接对蛋白质分子进行操作，B错误。 2.C　蛋白质工程的基本流程：③预期蛋白质功能→①蛋白质分子结构设计→④据氨基酸序列推出脱氧核苷酸序列→②DNA改造或合成。 3.C　基因工程原则上只能生产自然界已经存在的蛋白质，蛋白质工程可以生产自然界中不存在的蛋白质，A错误；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，B错误；据图可知，过程a、b分别是转录、翻译，C正确；蛋白质工程中可根据预期蛋白质的结构构建出一种全新的基因，D错误。 4.C　对天然蛋白质进行改造，是通过对基因的操作来实现的。 5.D　蛋白质工程的操作对象是基因，应对控制题述两种酶合成的基因进行改造，D正确。 6.B　蛋白质工程和基因工程的根本区别是蛋白质工程可产生自然界没有的蛋白质，A错误；蛋白质工程操作过程中，需要酶和载体作为工具，C错误；细胞内合成Y1蛋白与Y蛋白的过程中遗传信息的流向是相同的，D错误。 7.B　蛋白质发挥功能依赖于其高级结构，而蛋白质的高级结构十分复杂，目前科学家对大多数蛋白质高级结构的了解还很不够，这是蛋白质工程在实施中的最大难题，A正确；将人的胰岛素基因导入大肠杆菌细胞内，使大肠杆菌产生人的胰岛素的技术属于基因工程，B错误；蛋白质工程实质是通过基因修饰或基因合成来改变蛋白质的活性，C正确；蛋白质工程可以通过改造胰岛素基因来对胰岛素进行改造和修饰，从而合成速效型胰岛素制剂，D正确。 8.C　蛋白质工程的过程：预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→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→获得所需蛋白质。因此，预期蛋白质功能的下一步要做的是设计预期的蛋白质结构，即设计抗菌性强但溶血性弱的蛋白质结构。 9.D　由题干可知，构建新的干扰素模型要利用蛋白质工程，而蛋白质工程的主要依据就是预期的蛋白质功能，A正确；新的干扰素基因合成之后，要在受体细胞中表达，必须构建基因表达载体，基因表达载体的组成包括启动子和终止子等，B正确；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，通过改造或合成基因，来改造现有蛋白质，或制造一种新的蛋白质，因此题图中改造干扰素结构的实质是改造干扰素基因的结构，C正确；题图中，合成新的干扰素基因后，要构建基因表达载体，并将其导入受体细胞中才能表达，这属于基因工程技术，D错误。 10.B　生产鼠—人嵌合抗体的过程属于蛋白质工程，A错误；对鼠源杂交瘤抗体进行改造，首先要根据预期嵌合抗体功能（或蛋白质功能），设计嵌合抗体结构，然后通过基因拼接，将鼠源抗体基因改造成鼠—人嵌合抗体基因，最后导入鼠淋巴细胞中表达，而不是通过基因定点诱变技术改造基因实现的，C错误；从免疫的角度考虑，对人体来说鼠源抗体为抗原，若利用人的抗体与之嵌合，则排斥作用会减轻，对人体的副作用会减少，而不是不会产生任何不良反应，D错误。 11.BC　将t-PA第84位的半胱氨酸换成丝氨酸需要采用蛋白质工程技术，该技术的关键是了解t-PA蛋白质分子的结构，A正确；该技术生产改良t-PA蛋白的过程遵循中心法则，B错误；该技术是在分子水平上通过改造基因来改造蛋白质的，C错误；该技术中进行了基因改造，构建出了一种自然界中原先不存在的全新的基因，D正确。 12.（1）蛋白质　④→⑤→①→②→③　（2）基因改造　以DNA为模板，根据碱基互补配对原则，将脱氧核苷酸逐个加到引物上延伸DNA分子，从而形成一条子链DNA　72 ℃左右　（3）大肠杆菌是原核生物，没有内质网和高尔基体，不能对蛋白质进行加工 解析：（1）新的胰岛素生产过程属于蛋白质工程，图中所示该工程的操作步骤为④→⑤→①→②→③。（2）获取新的胰岛素基因除图示的人工合成方法外，还可以通过基因改造获得；在体外利用PCR技术对人工合成的新的胰岛素基因进行扩增时，需向反应体系中加入Taq DNA聚合酶，其作用是以DNA为模板，根据碱基互补配对原则，将脱氧核苷酸逐个加到引物上延伸DNA分子，从而形成一条子链DNA。Taq DNA聚合酶作用的温度为72 ℃左右。（3）在大肠杆菌细胞中合成的新的胰岛素，需通过生化制备与重折叠才具备预期的功能，原因是大肠杆菌是原核生物，没有内质网和高尔基体，不能对蛋白质进行加工，因此得到的人胰岛素需要体外加工才具有生物活性。 3 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $ 第4节　蛋白质工程的原理和应用 知识点一　蛋白质工程崛起的缘由及基本原理 1.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.蛋白质工程的操作起点是从预期的蛋白质功能出发，设计出相应的基因，并借助基因工程实现 2.（2025·江苏盐城期中）蛋白质工程的主要流程顺序正确的是（　　） ①蛋白质分子结构设计　②DNA改造或合成 ③预期蛋白质功能　④据氨基酸序列推出脱氧核苷酸序列 A.①→②→③→④ B.④→②→①→③ C.③→①→④→② D.③→④→①→② 3.如图为蛋白质工程的流程图，下列说法正确的是（　　） A.利用蛋白质工程制造出的蛋白质都是自然界本来就有的 B.蛋白质工程是一项完全摆脱基因工程技术的全新的生物工程技术 C.过程a、b分别是转录、翻译 D.蛋白质工程不可能构建出一种新的基因 4.（2024·山东济南高二期末）科学家将胰岛素的第B28和B29位的氨基酸调换顺序，成功获得了速效胰岛素，生产速效胰岛素时需要定向改造的对象是（　　） A.胰岛素 B.胰岛素mRNA C.胰岛素基因 D.胰岛B细胞 5.（2024·福建晋江一中期中）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位的天冬酰胺变成异亮氨酸。为此，下列操作正确的是（　　） A.直接改造这两种酶的空间结构 B.对指导这两种酶合成的mRNA进行改造 C.利用诱变育种技术促使控制这两种酶合成的基因突变 D.利用蛋白质工程技术，对控制这两种酶合成的基因进行改造 6.（2025·山东师大附中高二期中）已知生物体内有一种转运蛋白Y，由300个氨基酸组成。如果将Y中第157位的异亮氨酸变成亮氨酸，第261位的酪氨酸变成丝氨酸，改变后的蛋白质Y1不但保留了原有Y的功能，且具备了催化活性。下列说法正确的是（　　） 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.可以通过对Y蛋白基因进行改造或人工合成获得Y1蛋白基因 C.蛋白质工程操作过程中，不需要酶和载体作为工具 D.细胞内合成Y1蛋白与Y蛋白的过程中，遗传信息的流向是相反的 知识点二　蛋白质工程的应用 7.（2025·广西河池高二月考）下列关于蛋白质工程应用的叙述，不正确的是（　　） A.蛋白质工程实施中最大的难题是对大多数蛋白质的高级结构不清楚 B.将人的胰岛素基因导入大肠杆菌细胞内，使大肠杆菌产生人的胰岛素的技术属于蛋白质工程 C.蛋白质工程可以改变蛋白质的活性，实质是通过基因修饰或基因合成来实现的 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 8.（2024·福建宁德高二期中）某生物中发现一种基因的表达产物是具有较强抗菌性和溶血性的多肽P1，科研人员预期在P1的基础上研发抗菌性强但溶血性弱的蛋白质药物，下一步要做的是（　　） A.构建含目的肽DNA片段的表达载体 B.合成编码多肽P1的DNA片段 C.设计抗菌性强但溶血性弱的蛋白质结构 D.利用抗原—抗体杂交的方法对表达产物进行检测 9.干扰素是动物体内的一种蛋白质，可以用于治疗病毒的感染和癌症，但在体外保存相当困难。如图是利用蛋白质工程设计干扰素的生产流程图。据图分析，下列叙述错误的是（　　） A.图中构建新的干扰素模型的主要依据是预期的蛋白质功能 B.图中新的干扰素基因必须加上启动子和终止子等才能表达 C.图中改造干扰素结构的实质是改造干扰素基因的结构 D.图中各项技术并没有涉及基因工程技术 10.如图是科学家对鼠源杂交瘤抗体进行改造，生产出效果更好的鼠—人嵌合抗体的过程。下列说法正确的是（　　） A.生产鼠—人嵌合抗体的过程属于基因工程 B.对鼠源杂交瘤抗体进行改造的难点是设计嵌合抗体的空间结构 C.对鼠源杂交瘤抗体进行改造，是通过基因定点诱变技术改造基因实现的 D.鼠—人嵌合抗体的使用对人体不会产生任何不良反应 11.〔多选〕（2024·山东青岛期中）人体内的t-PA蛋白能高效降解由血纤维蛋白凝聚而成的血栓，然而，为心梗患者注射大剂量的基因工程t-PA会诱发颅内出血，其原因在于t-PA与血纤维蛋白结合的特异性不高。研究证实，通过某技术，将t-PA第84位的半胱氨酸换成丝氨酸，可制造出性能优异的改良t-PA蛋白，进而显著降低出血。下列相关叙述错误的是（　　） A.该技术的关键是了解t-PA蛋白质分子的结构 B.该技术生产改良t-PA蛋白的过程不遵循中心法则 C.该技术是在分子水平上直接改造蛋白质的 D.该技术构建出了一种自然界中原先不存在的全新的基因 12.（2024·广东佛山一中高二月考）胰岛素可用于治疗糖尿病，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。如图是新的速效胰岛素的生产过程，回答下列问题。 （1）新的胰岛素生产过程属于　　　　　工程，该工程的操作步骤为　　　　　（用图示序号表示）。 （2）获取新的胰岛素基因除图示方法外，还可以通过　　　　　获得；在体外利用PCR技术对人工合成的新的胰岛素基因进行扩增时，需向反应体系中加入Taq DNA聚合酶，该酶的作用是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，作用的温度为　　　　　。 （3）在大肠杆菌细胞中合成的新的胰岛素，需通过生化制备与重折叠才具备预期的功能，原因是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 3 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $