蛋白質工程的崛起
1．下列哪項不是蛋白質工程的研究內容( )
A．分析蛋白質分子的精細結構
B．對蛋白質進行有目的的改造
C．分析氨基酸的化學組成
D．按照人的意愿將天然蛋白質改造成新的蛋白質
解析：選C。蛋白質工程就是指根據蛋白質的精細結構和功能之間的關系，按照人的意愿改造蛋白質分子。為了改造某種蛋白質分子，必須對其精細結構進行分析，但不包括對組成蛋白質的氨基酸的化學成分的分析。
2．蛋白質工程中需要直接進行操作的對象是( )
A．氨基酸結構 B．蛋白質空間結構
C．肽鏈結構 D．基因結構
解析：選D。蛋白質工程是指以蛋白質分子的結構規律及其與生物功能的關系作為基礎，通過基因修飾或基因合成，對現有蛋白質進行改造或制造一種新的蛋白質，以滿足人類的生產和生活的需求。其目標是根據人們對蛋白質功能的特定需求，對蛋白質結構進行分子設計，但因為基因決定蛋白質，因此對蛋白質的結構進行設計改造，歸根到底，還需對相應的基因進行操作，按要求進行修飾、加工、改造，使之能控制合成人類需要的蛋白質。
3．(2011年甘肅蘭州高二檢測)科學家將β－干擾素基因進行定點突變導入大腸桿菌表達，使干擾素第17位的半胱氨酸變成絲氨酸，結果大大提高了β－干擾素的抗病活性，并且提高了儲存穩定性。該生物技術為( )
A．基因工程 B．蛋白質工程
C．基因突變 D．細胞工程
解析：選B�；蚬こ淌峭ㄟ^對基因的操作，將符合人們需要的目的基因導入適宜的生物體內，使其高效表達，從中提取所需蛋白質，或表現出某種性狀，蛋白質產品仍然為天然存在的蛋白質。而蛋白質工程卻是對控制蛋白質合成的基因進行改造，從而實現對其編碼的蛋白質的改變，所得到的已不是天然蛋白質。題目中的操作涉及的基因顯然不再是原來的基因，其合成的β－干擾素也不是天然的β－干擾素，而是經過改造的、人類所需優點的蛋白質，因而整個過程利用的生物技術為蛋白質工程。
4．科學家為提高玉米中賴氨酸含量，計劃將天冬氨酸激酶的第352位的蘇氨酸變成異亮氨酸，將二氫吡啶二羧酸合成酶中104位的氨基酸由天冬氨酸變成異亮氨酸，就可以使玉米葉片和種子中的游離賴氨酸含量分別提高5倍和2倍，下列對蛋白質的改造，操作正確的是( )
A．直接通過分子水平改造蛋白質
B．直接改造相應的mRNA
C．對相應的基因進行操作
D．重新合成新的基因
解析：選C。蛋白質工程的目的是對蛋白質進行改造，從而使蛋白質功能可以滿足人們的需求。而蛋白質功能與其高級結構密切相關，蛋白質高級結構又非常復雜，所以直接對蛋白質改造非常困難，而蛋白質是由基因控制合成的，對基因進行操作卻容易得多。另外，改造后的基因可以遺傳，如對蛋白質直接改造，即使成功也不能遺傳。
5．下圖為蛋白質工程操作的基本思路，請據圖回答下列問題：
(1)代表蛋白質工程操作思路的過程是________；代表中心法則內容的是________。(填寫數字)
(2)寫出圖中各數字代表的生物學過程的名稱或內容：
③________；④________；⑤________。
(3)蛋白質工程的目的是
________________________________________________________________________，
通過________________________實現。
(4)從圖中可以看出蛋白質工程的基本途徑與中心法則是________的。
解析：蛋白質工程是根據具有相應功能的蛋白質結構推測氨基酸序列，進而推測出脫氧核苷酸序列，所以應為圖中的④⑤，①②③代表中心法則，與蛋白質工程的基本途徑相反。
答案：(1)④⑤�、佗冖邸�(2)折疊 分子設計 DNA合成
(3)對蛋白質的結構進行分子設計 基因合成或修飾 (4)相反
(緊扣教材，思考感悟)
【旁欄思考】
1．你知道國際人類蛋白質組計劃嗎？它與蛋白質工程有什么關系？我國科學家承擔了什么任務？(教材P26)
答案：人類蛋白質組計劃是繼人類基因組計劃之后，生命科學乃至自然科學領域一項重大的科學命題。2001年，國際人類蛋白質組織宣告成立。之后，該組織正式提出啟動了兩項重大國際合作行動：一項是由中國科學家牽頭執行的“人類肝臟蛋白質組計劃”；另一項是以美國科學家牽頭執行的“人類血漿蛋白質組計劃”，由此拉開了人類蛋白質組計劃的帷幕。
“人類肝臟蛋白質組計劃”是國際上第一個人類器官的蛋白質組計劃，由我國賀福初院士牽頭，這是中國科學家第一次領銜的重大國際科研協作計劃，總部設在北京，目前有16個國家和地區的80多個實驗室報名參加。它的科學目標是揭示并確認肝臟的蛋白質，為重大肝病預防、診斷、治療和新藥研發的突破提供重要的科學基礎。
人類蛋白質組計劃的深入研究將是對蛋白質工程的有力推動和理論支持。
2．對天然蛋白質進行改造，你認為應該直接對蛋白質分子進行操作，還是通過對基因的操作來實現？(教材P26)
答案：毫無疑問應該從對基因的操作來實現對天然蛋白質的改造，主要原因如下：
(1)任何一種天然蛋白質都是由基因編碼的，改造了基因即對蛋白質進行了改造，而且改造過的基因可以遺傳下去。如果對蛋白質直接改造，即使改造成功，被改造過的蛋白質分子還是無法遺傳。
(2)對基因進行改造比對蛋白質直接改造要容易操作，難度要小得多。
1．蛋白質工程的基礎是( )
A．發酵工程 B．細胞工程
C．胚胎工程 D．基因工程
解析：選D。蛋白質工程被稱為第二代基因工程，蛋白質是基因表達的產物，基因工程是蛋白質工程的基礎。
2．蛋白質工程的實質是( )
A．改造蛋白質 B．改造mRNA
C．改造基因 D．改造氨基酸
解析：選C。蛋白質工程一般是先創造出適合人類需求的新基因，然后使其表達出具有特定結構和功能的蛋白質。
3．關于蛋白質工程的說法，正確的是( )
A．蛋白質工程是在分子水平上對蛋白質分子直接進行操作
B．蛋白質工程能生產出自然界中不曾存在的新型蛋白質分子
C．對蛋白質的改造是通過直接改造相應的mRNA來實現的
D．蛋白質工程的流程和天然蛋白質合成的過程是相同的
解析：選B。蛋白質工程是根據人們的需求，設計并生產出自然界不存在的蛋白質分子。
4．(2011河北保定高二檢測)蛋白質工程的基本流程正確的是( )
①蛋白質分子結構設計�、贒NA合成 ③預期蛋白質功能�、軗被嵝蛄型瞥雒撗鹾塑账嵝蛄�
A．①②③④ B．④②①③
C．③①④② D．③④①②
解析：選C。蛋白質工程的基本流程為：預期蛋白質功能→蛋白質分子結構設計→據氨基酸序列推出脫氧核苷酸序列→DNA合成。
5．基因工程與蛋白質工程的區別是( )
A．基因工程需對基因進行分子水平操作，蛋白質工程不對基因進行操作
B．基因工程合成的是天然存在的蛋白質，蛋白質工程合成的可以是天然不存在的蛋白質
C．基因工程是分子水平操作，蛋白質工程是細胞水平(或性狀水平)操作
D．基因工程完全不同于蛋白質工程
解析：選B。蛋白質工程是在基因工程的基礎上，延伸出來的第二代基因工程。蛋白質工程從分子水平對蛋白質進行改造設計，通過對相應的基因進行修飾加工甚至人工進行基因合成，從而對現有蛋白質進行改造，或制造一種新的蛋白質以滿足人類生產和生活需求。而基因工程只是將外源基因導入另一生物體內，并使之表達，體現人類所需的性狀，或者獲取所需的產品。因此，基因工程在原則上只能生產自然界已存在的蛋白質。
6．下列有關蛋白質工程的說法正確的是( )
A．蛋白質工程無需構建基因表達載體
B．通過蛋白質工程改造后的蛋白質的性狀不遺傳給子代
C．蛋白質工程需要限制性核酸內切酶和DNA連接酶
D．蛋白質工程是在蛋白質分子水平上改造蛋白質的
答案：C
7．(2011年河南三門峽高二檢測)某種微生物合成的蛋白酶與人體消化液中的蛋白酶的結構和功能很相似，只有對熱穩定性較差，進入人體后容易失效�，F要將此酶開發成一種片劑，臨床治療食物的消化不良，最佳方案是( )
A．對此酶中的少數氨基酸替換，以改善其功能
B．將此酶與人蛋白酶進行拼接，形成新的蛋白酶
C．重新設計與創造一種全新的蛋白酶
D．減少此酶在片劑中的含量
解析：選A。本題考查蛋白質工程的進展與前景。蛋白質的結構包括一級結構和空間結構，一級結構是指組成蛋白質的氨基酸的種類、數量、排列順序，蛋白質的功能是由一級結構和空間結構共同決定的，特別是空間結構與蛋白質的功能關系更密切。要想使蛋白酶熱穩定性有所提高，就要改變蛋白質的結構，此類問題一般是對蛋白質中的個別氨基酸進行替換。
8．蛋白質工程中目前已成功的是( )
A．對胰島素進行改造，使其成為速效型藥品
B．蛋白質工程應用于微電子方面
C．室溫下可保存半年的干擾素
D．耐儲存的番茄
解析：選A�？茖W家通過對胰島素的改造，已使其成為速效型藥品。B、C兩項還未獲得成功，D項成果屬于基因工程。
9．下列有關蛋白質工程的說法正確的是( )
A．蛋白質工程無需構建基因表達載體
B．通過蛋白質工程改造后的蛋白質的性狀不遺傳給子代
C．蛋白質工程需要限制性核酸內切酶和DNA連接酶
D．蛋白質工程是在蛋白質分子水平上改造蛋白質的
答案：C
10．增加玉米細胞中賴氨酸含量最有效的途徑是( )
A．將富含賴氨酸的蛋白質編碼基因導入玉米細胞
B．切除玉米細胞中天冬氨酸激酶基因和二氫吡啶二羧酸合成酶基因
C．修飾天冬氨酸激酶基因和二氫吡啶二羧酸合成酶基因的個別堿基
D．將根瘤菌的固氮基因導入玉米細胞
解析：選C。玉米中賴氨酸的含量比較低，原因是賴氨酸合成過程中的兩個關鍵酶——天冬氨酸激酶和二氫吡啶二羧酸合成酶，其活性受細胞內賴氨酸濃度的影響較大，當賴氨酸濃度達到一定量時，就會抑制這兩個酶的活性。如果我們將天冬氨酸激酶的第352位的蘇氨酸變成異亮氨酸，將二氫吡啶二羧酸合成酶中104位的天冬酰胺變成異亮氨酸，就可以使玉米葉片和種子中的游離賴氨酸分別提高5倍和2倍。此題易錯選A，要認真分析賴氨酸含量低的真正原因，通過改變有關基因的個別堿基，從而改變基因控制合成的蛋白質(酶)的結構而達到目的，屬于蛋白質工程。
11．人類正常血紅蛋白(HbA)β鏈第63位氨基酸是組氨酸，其密碼子為CAU或CAC。當β鏈第63位組氨酸被酪氨酸(UAU或UAC)替代后，出現異常血紅蛋白(HbM)，導致一種貧血癥，β鏈第63位組氨酸被精氨酸(CGU或CGC)所替代產生的異常血紅蛋白(HbZ)將引起另一種貧血癥。
(1)寫出正常血紅蛋白基因中，決定β鏈第63位組氨酸密碼子的堿基對組成。
(2)在決定β鏈第63位組氨酸密碼子的DNA的三個堿基對中，任一個堿基對發生變化都將產生異常的血紅蛋白嗎？為什么？
(3)若將正常的基因片段導入貧血癥患者的骨髓造血干細胞中，則可以達到治療疾病的目的。請問，此操作屬于蛋白質工程嗎？為什么？
解析：(1)基因中的堿基對的排列順序決定信使RNA中堿基的排列順序，信使RNA進入細胞質后與核糖體結合起來，指導蛋白質的合成。血紅蛋白異常，歸根到底是由于基因中堿基對的排列順序改變引起的，由于蛋白質中的氨基酸主要有20種，而決定氨基酸的密碼子有61種，所以一種密碼子決定一種氨基酸，而一種氨基酸可以由幾種密碼子決定。
(2)決定組氨酸密碼子的DNA的三個堿基對中任意一個堿基發生變化，不一定都產生異常的血紅蛋白，這是因為一種密碼子決定一種氨基酸，而一種氨基酸可以由幾種不同的密碼子來決定。
(3)基因工程是將外源基因轉移到受體細胞后，可以產生它本來不能產生的蛋白質，從而表現出新的性狀，實質上，基因工程產生的只能是自然界已經存在的蛋白質，而蛋白質工程則是通過對基因進行加工修飾或進行基因合成，對現有的蛋白質進行改造，或制造出一種新的蛋白質，而題目中只將正常的外源基因導入病人細胞中，合成的都是天然存在的正常蛋白質，所以不屬于蛋白質工程，而應屬于基因工程。
答案：(1)=====GTACAT或=====GTGCAC。
(2)不一定。原因是當=====GTACAT或=====GTGCAC中的第三對堿基發生=====AT→=====GC或=====GC→=====AT的變化后，產生的密碼子分別為CAC或CAU，仍為組氨酸的密碼子，因而不會影響產生正常的血紅蛋白。
(3)不屬于蛋白質工程，因為此操作是將健康的正常的目的基因導入有缺陷的受體細胞，合成的蛋白質仍為天然存在的蛋白質，所以，不屬于蛋白質工程，而是屬于基因工程。
12．(2011年廣西桂林高二檢測)枯草桿菌產生的蛋白酶具有催化分解蛋白質的特性，但極易被氧化而失效。1985年，美國的埃斯特爾將枯草桿菌蛋白酶分子中的第222位氨基酸替換后，雖然其水解活性有所下降，但抗氧化能力大大提高。用這種水解酶作為洗滌劑，可以有效地除去血漬、奶漬等蛋白質污漬。
(1)改造枯草桿菌蛋白酶的生物技術是________。
(2)改造后的枯草桿菌中控制合成蛋白酶的基因與原來相比，至少有________個堿基對發生變化。
(3)利用生物技術改造蛋白質，提高了蛋白質的________性，埃斯特爾所做的工作，是對已知蛋白質進行________________________。
解析：本題考查蛋白質工程的有關問題。基因中的3個堿基對決定mRNA上3個堿基，mRNA上3個堿基決定一個氨基酸。利用生物技術改造蛋白質能夠提高蛋白質的穩定性。
答案：(1)蛋白質工程 (2)1
(3)穩定 少數氨基酸的替換
13．蛋白質工程是指根據人們對蛋白質功能的特定需求，對蛋白質的結構進行分子設計、生產的過程。下圖是蛋白質工程的基本途徑，試回答下列有關問題：
預期蛋白質功能??→①設計預期蛋白質結構??→②推測應有氨基酸序列??→③推測相應基因中脫氧核苷酸序列??→④生產相應蛋白質
(1)圖中③過程的主要依據是每種氨基酸都有其對應的________，后者位于________分子上，其上的核苷酸序列與基因中的脫氧核苷酸序列之間存在著________關系。
(2)通過③過程獲得的脫氧核苷酸序列不是完整的基因，要使這一序列能夠表達、發揮作用，還必須在序列的上、下游加上________和________，在這個過程中需要________酶的參與。
(3)完成④過程需要涉及________技術。
解析：(1)蛋白質工程從氨基酸序列推測基因中的脫氧核苷酸序列，氨基酸與脫氧核苷酸之間的聯系樞紐是信使RNA，信使RNA由脫氧核酸轉錄形成，而密碼子是信使RNA上特定的能決定一個氨基酸的三個相鄰的堿基序列。
(2)由人工合成的基因只是基因的編碼序列，完整的基因還包括啟動子、終止子等結構，把啟動子、終止子等DN *** 段連接到基因的編碼區需要DNA連接酶。
(3)由基因合成蛋白質涉及基因工程。
答案：(1)密碼子 信使RNA 堿基互補配對
(2)啟動子 終止子 DNA連接
(3)基因工程
本文來自：逍遙右腦記憶 /gaoer/51144.html
相關閱讀：【名師解析】廣東省東莞市南開實驗學校2013-2014學年高二上學期
安徽省安慶市五校聯盟2019-2019學年高二上期中生物解析版
高二生物下冊開學初考試題（文科）(含答案)
與遺傳和變異相關的探究題型的解法及思維方法
河南省唐河一中高二上學期10月第三次月考生物試題