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生物选择性必修3第4节 蛋白质工程的原理和应用课时训练
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这是一份生物选择性必修3第4节 蛋白质工程的原理和应用课时训练，共9页。
1.下列关于蛋白质工程的叙述，错误的是（ ）
A．蛋白质工程是在基因工程的基础上，延伸出的第二代基因工程
B．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的
C．蛋白质工程的实质是改造或合成基因
D．蛋白质工程只能生产自然界中已经存在的蛋白质
2．玉米的赖氨酸含量比较低，科学家将合成赖氨酸的关键酶——天冬氨酸激酶中第352位的苏氨酸变成异亮氨酸，二氢吡啶二羧酸合成酶中第104位的天冬氨酸变成异亮氨酸后，可大大提高玉米中的赖氨酸含量。下列有关蛋白质工程的叙述正确的是（ ）
A．改造后的两种酶是自然界中已经存在的物质
B．在分子水平上直接对两种酶的氨基酸进行改造
C．蛋白质工程不需要从预期蛋白质功能出发，可直接设计其结构
D．蛋白质工程的目的是获得满足人类生产和生活需求的蛋白质
3．蛋白质工程的最终目的是（ ）
A．分析蛋白质的三维结构
B．研究蛋白质的氨基酸组成
C．获取编码蛋白质的基因序列信息
D．改造现有蛋白质或制造新的蛋白质，满足人类的需求
4.下列关于蛋白质工程的叙述，正确的是（ ）
A．蛋白质工程应先设计蛋白质的结构后再预期其功能
B．与天然蛋白质合成相比，蛋白质工程不遵循中心法则
C.对蛋白质的改造是通过直接改造相应的mRNA来实现的
D．蛋白质工程能生产出自然界中不曾存在过的新型蛋白质分子
5．下列哪项不是蛋白质工程的基本思路（ ）
A．通过改造或合成基因获得所需要的蛋白质
B．从预期的蛋白质功能出发，设计预期的蛋白质结构
C．根据推测的氨基酸序列，便能确定唯一对应的脱氧核苷酸序列
D．根据所预期的蛋白质结构，推测相应的氨基酸序列
6．蛋白质工程的基本流程是（ ）
A．基因→转录→翻译→多肽链→蛋白质→生物功能
B．设计蛋白质的结构→改造蛋白质分子→行使功能
C．预期蛋白质功能→推测氨基酸序列→设计蛋白质结构→合成相应mRNA
D．预期蛋白质功能→设计蛋白质结构→推测氨基酸序列→找到并改变对应的脱氧核苷酸序列或合成新的基因→获得所需要的蛋白质
7．蛋白质工程是新崛起的一项生物工程，又称第二代基因工程。下图示意蛋白质工程流程，图中a、b在遗传学上依次表示（ ）
A．DNA合成和分子设计
B．转录和翻译
C.复制和转录
D．传递和表达
8.下列关于蛋白质工程的基本途径的叙述错误的是（ ）
A．从蛋白质的功能推测蛋白质应有的结构
B．从蛋白质的结构推测氨基酸的排列顺序
C．从脱氧核苷酸的排列顺序推测氨基酸的排列顺序
D．从氨基酸的排列顺序推测脱氧核苷酸的排列顺序
9．目前科学家们通过蛋白质工程制造出了蓝色荧光蛋白、黄色荧光蛋白等。采用蛋白质工程技术制造出蓝色荧光蛋白过程的正确顺序是（ ）
①推测蓝色荧光蛋白的氨基酸序列和确定相对应的脱氧核苷酸序列 ②根据预期的蓝色荧光蛋白的功能设计其结构 ③合成蓝色荧光蛋白基因 ④表达出蓝色荧光蛋白
A．①②③④B．②①③④
C．②③①④D．④②①③
10.蛋白质工程取得的进展，向人们展示出诱人的前景。下列叙述错误的是（ ）
A．可以改造现有蛋白质或制造一种新的蛋白质
B．基本思路是从预期蛋白质功能出发的
C．直接操作对象是蛋白质
D．蛋白质工程的实现需要多学科技术支撑
11．蛋白质工程中目前已成功的是（ ）
A．对胰岛素进行改造，生产速效型药品
B．蛋白质工程应用于微电子方面
C．体外耐保存的干扰素
D．用蛋白质工程生产高产赖氨酸玉米
12．蛋白质工程在实施中最大的难题是（ ）
A．生产的蛋白质无法应用
B．发展前景太窄
C．对于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
13．下列不属于蛋白质工程成果的是（ ）
A．改造酶的结构，提高酶的热稳定性
B．生产出鼠—人嵌合抗体
C．将tPA分子中的天门冬酰胺替换为谷氨酰胺
D．将人的胰岛素基因整合到大肠杆菌体内生产胰岛素
14．研究者试图通过蛋白质工程技术改造中华鲟体内的某些蛋白质，使其更加适应现在的水域环境。以下说法错误的是（ ）
A．改造过程中需要用到限制酶和DNA连接酶
B．该过程核心技术是基因工程
C．改造后的中华鲟和现有中华鲟仍是同一物种
D．改造后的中华鲟产生的后代不具有改造后的蛋白质
15．下列关于蛋白质工程应用的叙述，不正确的是（ ）
A．通过蛋白质工程生产更符合人类需要的产品
B．通过蛋白质工程可以改变蛋白质的活性
C．通过蛋白质工程制成体积小、耗电少、效率高的电子元件
D．利用蛋白质工程可以在大肠杆菌细胞中得到人干扰素
1．Kampen等科学家为研究脂肪酶突变体对底物专一性的影响，将其蛋白质第356位的丝氨酸替换为缬氨酸，发现其活性降低了12倍，下列叙述错误的是（ ）
A．上述过程属于蛋白质工程
B．蛋白质工程需要构建重组DNA分子
C．该过程的实质是对脂肪酶在分子水平上进行改造
D．常用化学方法直接将脂肪酶第356位的丝氨酸替换为缬氨酸
2．下列哪项不是蛋白质工程中的分子设计（ ）
A．对已知结构的蛋白质进行少数氨基酸的替换
B．对氨基酸结构进行改造
C．从氨基酸的排列顺序开始设计全新蛋白质
D．设计控制蛋白质合成的基因中的核苷酸序列
3．下列关于蛋白质工程的说法正确的是（ ）
A．蛋白质工程无需构建基因表达载体
B．蛋白质工程需要限制性内切核酸酶和DNA连接酶
C．对蛋白质的改造是通过直接改造相应的mRNA来实现的
D．蛋白质工程的直接操作对象是蛋白质，不需要对基因进行操作
4．科学家利用蛋白质工程技术将葡萄糖异构酶的第138位甘氨酸用脯氨酸替代，结果它的最适温度提高了10～12℃。下列说法正确的是（ ）
A．蛋白质工程在设计蛋白质结构时的依据是现有基因的脱氧核苷酸序列
B．蛋白质工程和基因工程的根本区别是操作对象的差异
C．蛋白质工程的目的是获得满足人类生产和生活需求的蛋白质
D．蛋白质工程的流程和天然蛋白质合成的过程是相同的
5．蛛丝的强度和柔韧度得益于蛛丝蛋白的特殊布局。有人试图通过破解蛛丝蛋白的结构推测出相应的基因结构，用以指导对蚕丝蛋白的修改，让蚕也吐出坚韧的丝。下列有关说法正确的是（ ）
A．蚕合成像蛛丝蛋白一样坚韧的丝的过程不遵循“中心法则”
B．上述过程运用的蛋白质工程技术是基因工程的延伸
C．可以利用核酸分子杂交技术检测是否有目标蛋白的合成
D．利用基因工程技术不能改变基因上特定位点的核苷酸序列
6．蛋白质工程的研究，将对生命科学产生重大影响。下列关于蛋白质工程的叙述，正确的是（ ）
A．蛋白质工程能将人抗体的某些区段替代鼠单克隆抗体的区段，降低鼠单克隆抗体的免疫原性
B．理论上对关键氨基酸的置换和增删是进行蛋白质工程的唯一方法
C．蛋白质工程是对蛋白质分子的直接改造
D．蛋白质工程只能生产天然的蛋白质
7．科学家选取纤维素酶分子中若干个氨基酸位点作为改造点，结合中心法则原理，构建了“小而精”的突变体文库，最终获得催化效率更高的纤维素酶分子。下列说法错误的是（ ）
A．改造纤维素酶分子的前提是已知纤维素酶的氨基酸序列及其空间结构
B．该过程设计出的高效纤维素酶分子可能是自然界中不存在的蛋白质
C．该过程的实质是对纤维素酶基因在分子水平上进行改造
D．纤维素酶和高效纤维素酶在细胞内合成过程中遗传信息的流向不同
8．（不定项）胰岛素可用于治疗糖尿病，天然胰岛素制剂容易形成二聚体或六聚体，皮下注射往往要经历一个逐渐解离为单体的过程，这在一定程度上延缓了疗效。科学家希望对胰岛素进行改造，下图是新的速效胰岛素的生产过程。有关叙述正确的是（ ）
A．该过程属于蛋白质工程，最终还必须通过改造或合成基因来完成
B．构建新的胰岛素首先要从预期新的胰岛素基因功能开始
C．新的胰岛素生产过程依然遵循中心法则
D．新的胰岛素基因的脱氧核苷酸序列可能有多种
9.枯草杆菌产生的蛋白酶具有催化分解蛋白质的特性，但其极易被氧化而失效。科学家将枯草杆菌蛋白酶分子中的第222位氨基酸替换后，虽然其水解活性有所下降，但抗氧化能力大大提高。用这种水解酶作为洗涤剂，可以有效地除去血渍、奶渍等蛋白质污渍。它的改造过程如下：预期蛋白质功能→①设计预期的蛋白质结构→②推测应有氨基酸序列→③找到并改变相对应的脱氧核苷酸序列（基因）→④生产相应蛋白质。回答下列问题：
（1）改造枯草杆菌蛋白酶的生物技术是 。
（2）改造后的枯草杆菌中控制合成蛋白酶的基因与原来相比，至少有 个碱基对发生变化。
（3）科学家对枯草杆菌蛋白酶分子所做的改造工作，是对已知蛋白质进行 。
（4）通过③过程获得的脱氧核苷酸序列不是完整的基因，要使这一序列能够表达并发挥作用，还必须在序列的上、下游加上 和 ，在这个过程中需要 酶的参与。
10．干扰素是动物体内合成的一种蛋白质，可以用于治疗病毒感染和癌症，但体外保存相当困难，如果将其分子上的一个半胱氨酸变成丝氨酸，在一定条件下可以延长保存时间。给广大患者带来福音。回答下列问题：
（1）蛋白质的合成是受基因控制的，因此获得能够控制合成“可以保存的干扰素”的基因是生产的关键，依据蛋白质工程原理，设计实验流程，让动物生产“可以保存的干扰素”：
eq \x(①)eq \(――→,\s\up7(设计))eq \x(②)eq \(――→,\s\up7(推测))eq \x(③)eq \(――→,\s\up7(合成))eq \x(④)eq \(――→,\s\up7(获得))可以保存的干扰素
① ；② ；
③ ；④ 。
（2）基因工程和蛋白质工程相比较，基因工程在原则上只能生产 的蛋白质，不一定符合 需要。而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 或 ，来改造现有蛋白质或制造一种新的 ，以满足人类的生产和生活需要。
（3）蛋白质工程实施的难度很大，原因是蛋白质具有十分复杂的 结构。
11．[2023·辽宁阜新高二校考期末]水蛭是我国的传统中药材，主要药理成分水蛭素为水蛭蛋白中的重要成分之一，具有良好的抗凝血作用。拟通过蛋白质工程改造水蛭素结构，提高其抗凝血活性。回答下列问题：
（1）蛋白质工程流程如图所示，物质a是 ，物质b是 。
（2）蛋白质工程是基因工程的延伸，基因工程中获取目的基因的常用方法有 、 。
（3）将提取的水蛭蛋白经甲、乙两种蛋白酶水解后，分析水解产物中的肽含量及其抗凝血活性，结果如图所示。推测两种处理后酶解产物的抗凝血活性差异主要与肽的 （填“种类”或“含量”）有关。
第4节 蛋白质工程的原理和应用
必备知识基础练
1．答案：D
解析：基因指导蛋白质的合成，蛋白质工程以基因工程为基础，A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的，从功能入手，设计出需要的蛋白质，进而获得基因，B正确；蛋白质工程能通过基因修饰或基因合成来改造现有蛋白质，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错误。
2．答案：D
解析：两种酶的改造是通过蛋白质工程实现的，蛋白质工程可以产生新的蛋白质，A错误；由于基因决定蛋白质，因此要对蛋白质的结构进行改造，最终还必须通过改造或合成基因来完成，B错误；蛋白质工程的基本思路是：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→找到并改变相对应的脱氧核苷酸序列或合成新的基因→获得所需要的蛋白质，C错误；蛋白质工程的目标是根据人们对蛋白质功能的特定需求，对蛋白质的结构进行设计改造，D正确。
3．答案：D
解析：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，它最终要达到的目的是改造现有蛋白质或制造新的蛋白质，满足人类的需求，D正确。
4．答案：D
解析：蛋白质工程应先预期其功能，再根据功能确定其结构，A错误；蛋白质工程也遵循中心法则，B错误；对蛋白质的改造是通过直接改造现有蛋白质的基因来实现的，C错误；蛋白质工程能生产出自然界中不曾存在过的新型蛋白质分子，D正确。
5．答案：C
解析：基因控制蛋白质的合成，通过改造或合成基因获得所需要的蛋白质，属于蛋白质工程的范畴，A正确；结构决定功能，功能反映结构，从预期的蛋白质功能出发，设计预期的蛋白质结构，B正确；由于密码子的简并性，根据推测的氨基酸序列，不能确定唯一对应的脱氧核苷酸序列，C错误；氨基酸是蛋白质的基本组成单位，根据所预期的蛋白质结构，可推测相应的氨基酸序列，D正确。
6．答案：D
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→推测应有的氨基酸序列→找到并改变对应的脱氧核苷酸序列(基因)或合成新的基因→获得所需要的蛋白质，D正确，A、B、C错误。
7．答案：A
解析：由图可知，结构决定功能，根据蛋白质的功能，逆推出蛋白质的结构，从而进行分子设计出氨基酸的序列多肽链，进而通过碱基互补配对原则推出DNA的脱氧核苷酸序列，进而进行DNA的分子合成，所以a是DNA合成，b是分子设计，A正确。
8．答案：C
解析：从预期的蛋白质功能出发，设计预期的蛋白质结构，A正确；从预期的蛋白质结构，推测应有的氨基酸的排列顺序，B正确；通过基因修饰或基因合成获得相关基因，基因通过转录和翻译控制蛋白质的合成，不需要从脱氧核苷酸的排列顺序推测氨基酸的排列顺序，C错误；从氨基酸的排列顺序，找到相对应的脱氧核苷酸的排列顺序，合成DNA，表达合成蛋白质，D正确。
9．答案：B
解析：蛋白质工程的基本途径是：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→相应基因的修饰改造或人工合成→相应基因的表达。因此，采用蛋白质工程技术制造出蓝色荧光蛋白过程的正确顺序是：②根据预期的蓝色荧光蛋白的功能设计其结构→①推测蓝色荧光蛋白的氨基酸序列和确定相对应的脱氧核苷酸序列→③合成蓝色荧光蛋白基因→④表达出蓝色荧光蛋白，B正确。
10．答案：C
解析：蛋白质工程通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行基因改造，或制造一种新的蛋白质，A正确；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→获得所需要的蛋白质，B正确；蛋白质工程是在基因水平上改造蛋白质的，直接操作对象不是蛋白质，C错误；蛋白质工程是以基因工程为基础延伸出来的第二代基因工程，包含多学科的综合科技工程领域，D正确。
11．答案：A
解析：通过对胰岛素进行改造，已经使其成为速效型药品，A正确；通过蛋白质工程方法制造成电子元件正在探索中，还未成功，B错误；体外耐保存的干扰素目前还没成功，C错误；生产赖氨酸含量高的玉米尚未成功，D错误。
12．答案：C
解析：多数蛋白质除具有一级结构(即氨基酸顺序)外，还具有复杂的高级结构，即空间结构，而很多蛋白质的空间结构是人们目前还不清楚的，因而要设计出更加符合人类需要的蛋白质还需经过艰辛的探索。
13．答案：D
解析：A、B、C三项均是人类有目的地改造或制造蛋白质，是蛋白质工程的成果；将人的胰岛素基因整合到大肠杆菌体内生产胰岛素属于基因工程的成果，D错误。
14．答案：D
解析：蛋白质工程的核心是基因工程，所以改造过程中需用到限制酶和DNA连接酶，A正确；蛋白质工程是第二代基因工程，故基因工程是蛋白质工程的核心技术，B正确；改造后的中华鲟具有新的性状，但其和现有中华鲟仍是同一物种，它们之间没有生殖隔离，C正确；蛋白质工程改造的是基因，可以遗传给子代，因此改造后的中华鲟产生的后代也具有改造后的蛋白质，D错误。
15．答案：D
解析：根据蛋白质工程的概念可知，通过蛋白质工程可生产更符合人类需要的产品，A正确；通过蛋白质工程可以改变蛋白质的活性，B正确；利用蛋白质工程可制成体积小、耗电少、效率高的电子元件，C正确；利用基因工程可以在大肠杆菌细胞中得到人干扰素，D错误。
能力素养综合练
1．答案：D
解析：将蛋白质第356位的丝氨酸替换为缬氨酸，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，属于蛋白质工程，A正确；蛋白质工程是通过改造或合成基因，然后进行表达，需构建重组DNA分子，B正确；蛋白质工程是在分子水平上对现有蛋白质的基因分子进行操作，对蛋白质在分子水平上进行改造，C正确；蛋白质工程不是直接对氨基酸进行替换，而是从预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有氨基酸序列→找到并改变相对应的脱氧核苷酸序列(基因)或合成新的基因→最终还是回到基因工程上来解决蛋白质的合成，D错误。
2．答案：B
解析：对已知结构的蛋白质进行少数氨基酸的替换，属于蛋白质工程中的分子设计，A不符合题意；蛋白质工程中并不直接对氨基酸结构进行改造，B符合题意；从氨基酸的排列顺序开始设计全新蛋白质，属于蛋白质工程的基本途径，C不符合题意；根据预期的蛋白质的功能设计控制蛋白质合成的基因中的核苷酸序列，属于蛋白质工程的分子设计，D不符合题意。
3．答案：B
解析：蛋白质工程是以基因工程为基础的，蛋白质工程需要构建基因表达载体，A错误；蛋白质工程需要限制性内切核酸酶(切割目的基因和载体)和DNA连接酶(连接切割后的目的基因和载体)，B正确；对蛋白质的改造是通过直接改造相应的基因来实现的，C错误；蛋白质工程是通过改造或修饰基因来实现的，D错误。
4．答案：C
解析：蛋白质工程在设计蛋白质结构时的依据是预期的蛋白质功能，A错误；蛋白质工程和基因工程都要对基因进行操作，其操作对象相同，B错误；蛋白质工程的实质是定向改造或生产人类所需蛋白质，故蛋白质工程可以获得满足人类生产和生活需求的蛋白质，C正确；蛋白质工程是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，获得所需要的蛋白质，故蛋白质工程的流程和天然蛋白质合成的过程是不完全相同的，D错误。
5．答案：B
解析：蚕合成像蛛丝蛋白一样坚韧的丝，遵循“中心法则”，A错误；基因决定蛋白质，因此要对蛋白质的结构进行设计改造，最终还必须通过改造或合成基因来完成，故上述过程运用的蛋白质工程技术是基因工程的延伸，B正确；核酸分子杂交技术不能检测蛋白质，可用抗原—抗体杂交技术检测蛋白质，C错误；利用基因工程技术可以改变基因上特定位点的核苷酸序列，进而实现对蛋白质的改造，D错误。
6．答案：A
解析：蛋白质工程能产生自然界没有的人—鼠抗体，减少过敏等免疫反应的发生，A正确；蛋白质工程是通过对基因的改造或合成实现的，而不是对氨基酸的置换和增删，B错误；蛋白质工程通过基因改造或合成基因，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，是在基因水平上改造蛋白质，C、D错误。
7．答案：D
解析：改造纤维素酶分子，属于蛋白质工程，蛋白质工程的前提是已知纤维素酶的氨基酸序列及其空间结构，以便推测相应基因中的碱基序列，A正确；设计出的高效纤维素酶分子可能是自然界中不存在的蛋白质，B正确；该过程的实质是对纤维素酶基因在分子水平上进行改造，C正确；纤维素酶和高效纤维素酶在细胞内合成过程中遗传信息的流向相同，D错误。
8．答案：ACD
解析：生产新的胰岛素属于蛋白质工程，根据蛋白质工程的流程可知，最终还必须通过改造或合成基因来完成，因此蛋白质工程被称为第二代基因工程，A正确；构建新的胰岛素首先要从预期新的胰岛素功能开始，进而推测相应的蛋白质结构，分析所需的基因结构，然后合成相应的基因，B错误；蛋白质的合成受基因的调控，因此，新的胰岛素生产过程依然遵循中心法则，C正确；由于密码子的简并性，据此推测出新的胰岛素基因的脱氧核苷酸序列可能有多种，D正确。
9．答案：(1)蛋白质工程
(2)1
(3)少数氨基酸的替换
(4)启动子 终止子 DNA连接
解析：(1)题干所述技术是对蛋白质分子进行改造，因此属于蛋白质工程。(2)枯草杆菌蛋白酶分子改造的方向是替换蛋白酶分子中第222位的氨基酸，需要进行碱基对的替换，至少有1个碱基对发生变化。(3)科学家所做的改造工作是对已知的枯草杆菌蛋白酶这种蛋白质进行少数氨基酸的替换。(4)若要使脱氧核苷酸序列得以表达，需要在序列上游加上启动子，下游加上终止子，在这个过程中需要DNA连接酶参与。
10．答案：(1)预期蛋白质的功能 蛋白质(三维)结构 应有的氨基酸序列 相对应的脱氧核苷酸序列(基因)或合成新的基因
(2)自然界已存在 人类生产和生活 改造 合成基因 蛋白质
(3)空间(或高级)
解析：(1)由蛋白质工程的基本途径可知图中的①为预期蛋白质的功能；②为设计蛋白质的(三维)结构；③为推测应有的氨基酸序列，④为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。(2)基因工程和蛋白质工程相比较，基因工程将一种生物已有的基因转移到另一种生物中，在原则上只能生产自然界中存在的蛋白质，且不一定符合人类生产生活的需要。而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，以满足人类的生产和生活需要。蛋白质工程实质上也是对基因进行操作，因而蛋白质工程又被称为“第二代基因工程”。(3)蛋白质工程实施的难度很大，原因是蛋白质具有十分复杂的空间结构，而且蛋白质的功能也具有多样性。
11．答案：(1)多肽链 mRNA
(2)从基因文库中获取 利用PCR技术扩增
(3)种类
解析：(1)蛋白质工程的基本流程：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→获得所需要的蛋白质，因此，物质a为氨基酸序列多肽链，物质b是mRNA。(2)在基因工程中，获取目的基因的常用方法包括，①从基因文库中获取目的基因，②利用PCR技术扩增目的基因，③通过DNA合成仪用化学方法直接人工合成目的基因。(3)据图可知，水蛭蛋白经甲、乙两种蛋白酶水解后，水解产物中的肽含量随着时间的延长均上升，且差别不大；而水解产物中抗凝血活性有差异，经酶甲处理后，随着酶解时间延长，抗凝血活性先上升后相对稳定，经酶乙处理后，随着酶解时间的延长，抗凝血活性先上升后下降，且酶甲处理后的酶解产物的抗凝血活性最终明显高于经酶乙处理的酶解产物的抗凝血活性；据此推测两种处理后酶解产物的抗凝血活性差异主要与肽的种类有关，导致其活性不同的原因可能是对水蛭蛋白进行酶解时所用酶的种类不同，导致水蛭蛋白水解产物的空间结构不同。必备知识基础练
进阶训练第一层
知识点1
蛋白质工程崛起的缘由
知识点2
蛋白质工程的基本原理
知识点3
蛋白质工程的应用
能力素养综合练
进阶训练第二层
1.下列关于蛋白质工程的叙述，错误的是（ ）
A．蛋白质工程是在基因工程的基础上，延伸出的第二代基因工程
B．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的
C．蛋白质工程的实质是改造或合成基因
D．蛋白质工程只能生产自然界中已经存在的蛋白质
2．玉米的赖氨酸含量比较低，科学家将合成赖氨酸的关键酶——天冬氨酸激酶中第352位的苏氨酸变成异亮氨酸，二氢吡啶二羧酸合成酶中第104位的天冬氨酸变成异亮氨酸后，可大大提高玉米中的赖氨酸含量。下列有关蛋白质工程的叙述正确的是（ ）
A．改造后的两种酶是自然界中已经存在的物质
B．在分子水平上直接对两种酶的氨基酸进行改造
C．蛋白质工程不需要从预期蛋白质功能出发，可直接设计其结构
D．蛋白质工程的目的是获得满足人类生产和生活需求的蛋白质
3．蛋白质工程的最终目的是（ ）
A．分析蛋白质的三维结构
B．研究蛋白质的氨基酸组成
C．获取编码蛋白质的基因序列信息
D．改造现有蛋白质或制造新的蛋白质，满足人类的需求
4.下列关于蛋白质工程的叙述，正确的是（ ）
A．蛋白质工程应先设计蛋白质的结构后再预期其功能
B．与天然蛋白质合成相比，蛋白质工程不遵循中心法则
C.对蛋白质的改造是通过直接改造相应的mRNA来实现的
D．蛋白质工程能生产出自然界中不曾存在过的新型蛋白质分子
5．下列哪项不是蛋白质工程的基本思路（ ）
A．通过改造或合成基因获得所需要的蛋白质
B．从预期的蛋白质功能出发，设计预期的蛋白质结构
C．根据推测的氨基酸序列，便能确定唯一对应的脱氧核苷酸序列
D．根据所预期的蛋白质结构，推测相应的氨基酸序列
6．蛋白质工程的基本流程是（ ）
A．基因→转录→翻译→多肽链→蛋白质→生物功能
B．设计蛋白质的结构→改造蛋白质分子→行使功能
C．预期蛋白质功能→推测氨基酸序列→设计蛋白质结构→合成相应mRNA
D．预期蛋白质功能→设计蛋白质结构→推测氨基酸序列→找到并改变对应的脱氧核苷酸序列或合成新的基因→获得所需要的蛋白质
7．蛋白质工程是新崛起的一项生物工程，又称第二代基因工程。下图示意蛋白质工程流程，图中a、b在遗传学上依次表示（ ）
A．DNA合成和分子设计
B．转录和翻译
C.复制和转录
D．传递和表达
8.下列关于蛋白质工程的基本途径的叙述错误的是（ ）
A．从蛋白质的功能推测蛋白质应有的结构
B．从蛋白质的结构推测氨基酸的排列顺序
C．从脱氧核苷酸的排列顺序推测氨基酸的排列顺序
D．从氨基酸的排列顺序推测脱氧核苷酸的排列顺序
9．目前科学家们通过蛋白质工程制造出了蓝色荧光蛋白、黄色荧光蛋白等。采用蛋白质工程技术制造出蓝色荧光蛋白过程的正确顺序是（ ）
①推测蓝色荧光蛋白的氨基酸序列和确定相对应的脱氧核苷酸序列 ②根据预期的蓝色荧光蛋白的功能设计其结构 ③合成蓝色荧光蛋白基因 ④表达出蓝色荧光蛋白
A．①②③④B．②①③④
C．②③①④D．④②①③
10.蛋白质工程取得的进展，向人们展示出诱人的前景。下列叙述错误的是（ ）
A．可以改造现有蛋白质或制造一种新的蛋白质
B．基本思路是从预期蛋白质功能出发的
C．直接操作对象是蛋白质
D．蛋白质工程的实现需要多学科技术支撑
11．蛋白质工程中目前已成功的是（ ）
A．对胰岛素进行改造，生产速效型药品
B．蛋白质工程应用于微电子方面
C．体外耐保存的干扰素
D．用蛋白质工程生产高产赖氨酸玉米
12．蛋白质工程在实施中最大的难题是（ ）
A．生产的蛋白质无法应用
B．发展前景太窄
C．对于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
13．下列不属于蛋白质工程成果的是（ ）
A．改造酶的结构，提高酶的热稳定性
B．生产出鼠—人嵌合抗体
C．将tPA分子中的天门冬酰胺替换为谷氨酰胺
D．将人的胰岛素基因整合到大肠杆菌体内生产胰岛素
14．研究者试图通过蛋白质工程技术改造中华鲟体内的某些蛋白质，使其更加适应现在的水域环境。以下说法错误的是（ ）
A．改造过程中需要用到限制酶和DNA连接酶
B．该过程核心技术是基因工程
C．改造后的中华鲟和现有中华鲟仍是同一物种
D．改造后的中华鲟产生的后代不具有改造后的蛋白质
15．下列关于蛋白质工程应用的叙述，不正确的是（ ）
A．通过蛋白质工程生产更符合人类需要的产品
B．通过蛋白质工程可以改变蛋白质的活性
C．通过蛋白质工程制成体积小、耗电少、效率高的电子元件
D．利用蛋白质工程可以在大肠杆菌细胞中得到人干扰素
1．Kampen等科学家为研究脂肪酶突变体对底物专一性的影响，将其蛋白质第356位的丝氨酸替换为缬氨酸，发现其活性降低了12倍，下列叙述错误的是（ ）
A．上述过程属于蛋白质工程
B．蛋白质工程需要构建重组DNA分子
C．该过程的实质是对脂肪酶在分子水平上进行改造
D．常用化学方法直接将脂肪酶第356位的丝氨酸替换为缬氨酸
2．下列哪项不是蛋白质工程中的分子设计（ ）
A．对已知结构的蛋白质进行少数氨基酸的替换
B．对氨基酸结构进行改造
C．从氨基酸的排列顺序开始设计全新蛋白质
D．设计控制蛋白质合成的基因中的核苷酸序列
3．下列关于蛋白质工程的说法正确的是（ ）
A．蛋白质工程无需构建基因表达载体
B．蛋白质工程需要限制性内切核酸酶和DNA连接酶
C．对蛋白质的改造是通过直接改造相应的mRNA来实现的
D．蛋白质工程的直接操作对象是蛋白质，不需要对基因进行操作
4．科学家利用蛋白质工程技术将葡萄糖异构酶的第138位甘氨酸用脯氨酸替代，结果它的最适温度提高了10～12℃。下列说法正确的是（ ）
A．蛋白质工程在设计蛋白质结构时的依据是现有基因的脱氧核苷酸序列
B．蛋白质工程和基因工程的根本区别是操作对象的差异
C．蛋白质工程的目的是获得满足人类生产和生活需求的蛋白质
D．蛋白质工程的流程和天然蛋白质合成的过程是相同的
5．蛛丝的强度和柔韧度得益于蛛丝蛋白的特殊布局。有人试图通过破解蛛丝蛋白的结构推测出相应的基因结构，用以指导对蚕丝蛋白的修改，让蚕也吐出坚韧的丝。下列有关说法正确的是（ ）
A．蚕合成像蛛丝蛋白一样坚韧的丝的过程不遵循“中心法则”
B．上述过程运用的蛋白质工程技术是基因工程的延伸
C．可以利用核酸分子杂交技术检测是否有目标蛋白的合成
D．利用基因工程技术不能改变基因上特定位点的核苷酸序列
6．蛋白质工程的研究，将对生命科学产生重大影响。下列关于蛋白质工程的叙述，正确的是（ ）
A．蛋白质工程能将人抗体的某些区段替代鼠单克隆抗体的区段，降低鼠单克隆抗体的免疫原性
B．理论上对关键氨基酸的置换和增删是进行蛋白质工程的唯一方法
C．蛋白质工程是对蛋白质分子的直接改造
D．蛋白质工程只能生产天然的蛋白质
7．科学家选取纤维素酶分子中若干个氨基酸位点作为改造点，结合中心法则原理，构建了“小而精”的突变体文库，最终获得催化效率更高的纤维素酶分子。下列说法错误的是（ ）
A．改造纤维素酶分子的前提是已知纤维素酶的氨基酸序列及其空间结构
B．该过程设计出的高效纤维素酶分子可能是自然界中不存在的蛋白质
C．该过程的实质是对纤维素酶基因在分子水平上进行改造
D．纤维素酶和高效纤维素酶在细胞内合成过程中遗传信息的流向不同
8．（不定项）胰岛素可用于治疗糖尿病，天然胰岛素制剂容易形成二聚体或六聚体，皮下注射往往要经历一个逐渐解离为单体的过程，这在一定程度上延缓了疗效。科学家希望对胰岛素进行改造，下图是新的速效胰岛素的生产过程。有关叙述正确的是（ ）
A．该过程属于蛋白质工程，最终还必须通过改造或合成基因来完成
B．构建新的胰岛素首先要从预期新的胰岛素基因功能开始
C．新的胰岛素生产过程依然遵循中心法则
D．新的胰岛素基因的脱氧核苷酸序列可能有多种
9.枯草杆菌产生的蛋白酶具有催化分解蛋白质的特性，但其极易被氧化而失效。科学家将枯草杆菌蛋白酶分子中的第222位氨基酸替换后，虽然其水解活性有所下降，但抗氧化能力大大提高。用这种水解酶作为洗涤剂，可以有效地除去血渍、奶渍等蛋白质污渍。它的改造过程如下：预期蛋白质功能→①设计预期的蛋白质结构→②推测应有氨基酸序列→③找到并改变相对应的脱氧核苷酸序列（基因）→④生产相应蛋白质。回答下列问题：
（1）改造枯草杆菌蛋白酶的生物技术是 。
（2）改造后的枯草杆菌中控制合成蛋白酶的基因与原来相比，至少有 个碱基对发生变化。
（3）科学家对枯草杆菌蛋白酶分子所做的改造工作，是对已知蛋白质进行 。
（4）通过③过程获得的脱氧核苷酸序列不是完整的基因，要使这一序列能够表达并发挥作用，还必须在序列的上、下游加上 和 ，在这个过程中需要 酶的参与。
10．干扰素是动物体内合成的一种蛋白质，可以用于治疗病毒感染和癌症，但体外保存相当困难，如果将其分子上的一个半胱氨酸变成丝氨酸，在一定条件下可以延长保存时间。给广大患者带来福音。回答下列问题：
（1）蛋白质的合成是受基因控制的，因此获得能够控制合成“可以保存的干扰素”的基因是生产的关键，依据蛋白质工程原理，设计实验流程，让动物生产“可以保存的干扰素”：
eq \x(①)eq \(――→,\s\up7(设计))eq \x(②)eq \(――→,\s\up7(推测))eq \x(③)eq \(――→,\s\up7(合成))eq \x(④)eq \(――→,\s\up7(获得))可以保存的干扰素
① ；② ；
③ ；④ 。
（2）基因工程和蛋白质工程相比较，基因工程在原则上只能生产 的蛋白质，不一定符合 需要。而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 或 ，来改造现有蛋白质或制造一种新的 ，以满足人类的生产和生活需要。
（3）蛋白质工程实施的难度很大，原因是蛋白质具有十分复杂的 结构。
11．[2023·辽宁阜新高二校考期末]水蛭是我国的传统中药材，主要药理成分水蛭素为水蛭蛋白中的重要成分之一，具有良好的抗凝血作用。拟通过蛋白质工程改造水蛭素结构，提高其抗凝血活性。回答下列问题：
（1）蛋白质工程流程如图所示，物质a是 ，物质b是 。
（2）蛋白质工程是基因工程的延伸，基因工程中获取目的基因的常用方法有 、 。
（3）将提取的水蛭蛋白经甲、乙两种蛋白酶水解后，分析水解产物中的肽含量及其抗凝血活性，结果如图所示。推测两种处理后酶解产物的抗凝血活性差异主要与肽的 （填“种类”或“含量”）有关。
第4节 蛋白质工程的原理和应用
必备知识基础练
1．答案：D
解析：基因指导蛋白质的合成，蛋白质工程以基因工程为基础，A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的，从功能入手，设计出需要的蛋白质，进而获得基因，B正确；蛋白质工程能通过基因修饰或基因合成来改造现有蛋白质，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错误。
2．答案：D
解析：两种酶的改造是通过蛋白质工程实现的，蛋白质工程可以产生新的蛋白质，A错误；由于基因决定蛋白质，因此要对蛋白质的结构进行改造，最终还必须通过改造或合成基因来完成，B错误；蛋白质工程的基本思路是：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→找到并改变相对应的脱氧核苷酸序列或合成新的基因→获得所需要的蛋白质，C错误；蛋白质工程的目标是根据人们对蛋白质功能的特定需求，对蛋白质的结构进行设计改造，D正确。
3．答案：D
解析：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，它最终要达到的目的是改造现有蛋白质或制造新的蛋白质，满足人类的需求，D正确。
4．答案：D
解析：蛋白质工程应先预期其功能，再根据功能确定其结构，A错误；蛋白质工程也遵循中心法则，B错误；对蛋白质的改造是通过直接改造现有蛋白质的基因来实现的，C错误；蛋白质工程能生产出自然界中不曾存在过的新型蛋白质分子，D正确。
5．答案：C
解析：基因控制蛋白质的合成，通过改造或合成基因获得所需要的蛋白质，属于蛋白质工程的范畴，A正确；结构决定功能，功能反映结构，从预期的蛋白质功能出发，设计预期的蛋白质结构，B正确；由于密码子的简并性，根据推测的氨基酸序列，不能确定唯一对应的脱氧核苷酸序列，C错误；氨基酸是蛋白质的基本组成单位，根据所预期的蛋白质结构，可推测相应的氨基酸序列，D正确。
6．答案：D
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→推测应有的氨基酸序列→找到并改变对应的脱氧核苷酸序列(基因)或合成新的基因→获得所需要的蛋白质，D正确，A、B、C错误。
7．答案：A
解析：由图可知，结构决定功能，根据蛋白质的功能，逆推出蛋白质的结构，从而进行分子设计出氨基酸的序列多肽链，进而通过碱基互补配对原则推出DNA的脱氧核苷酸序列，进而进行DNA的分子合成，所以a是DNA合成，b是分子设计，A正确。
8．答案：C
解析：从预期的蛋白质功能出发，设计预期的蛋白质结构，A正确；从预期的蛋白质结构，推测应有的氨基酸的排列顺序，B正确；通过基因修饰或基因合成获得相关基因，基因通过转录和翻译控制蛋白质的合成，不需要从脱氧核苷酸的排列顺序推测氨基酸的排列顺序，C错误；从氨基酸的排列顺序，找到相对应的脱氧核苷酸的排列顺序，合成DNA，表达合成蛋白质，D正确。
9．答案：B
解析：蛋白质工程的基本途径是：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→相应基因的修饰改造或人工合成→相应基因的表达。因此，采用蛋白质工程技术制造出蓝色荧光蛋白过程的正确顺序是：②根据预期的蓝色荧光蛋白的功能设计其结构→①推测蓝色荧光蛋白的氨基酸序列和确定相对应的脱氧核苷酸序列→③合成蓝色荧光蛋白基因→④表达出蓝色荧光蛋白，B正确。
10．答案：C
解析：蛋白质工程通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行基因改造，或制造一种新的蛋白质，A正确；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→获得所需要的蛋白质，B正确；蛋白质工程是在基因水平上改造蛋白质的，直接操作对象不是蛋白质，C错误；蛋白质工程是以基因工程为基础延伸出来的第二代基因工程，包含多学科的综合科技工程领域，D正确。
11．答案：A
解析：通过对胰岛素进行改造，已经使其成为速效型药品，A正确；通过蛋白质工程方法制造成电子元件正在探索中，还未成功，B错误；体外耐保存的干扰素目前还没成功，C错误；生产赖氨酸含量高的玉米尚未成功，D错误。
12．答案：C
解析：多数蛋白质除具有一级结构(即氨基酸顺序)外，还具有复杂的高级结构，即空间结构，而很多蛋白质的空间结构是人们目前还不清楚的，因而要设计出更加符合人类需要的蛋白质还需经过艰辛的探索。
13．答案：D
解析：A、B、C三项均是人类有目的地改造或制造蛋白质，是蛋白质工程的成果；将人的胰岛素基因整合到大肠杆菌体内生产胰岛素属于基因工程的成果，D错误。
14．答案：D
解析：蛋白质工程的核心是基因工程，所以改造过程中需用到限制酶和DNA连接酶，A正确；蛋白质工程是第二代基因工程，故基因工程是蛋白质工程的核心技术，B正确；改造后的中华鲟具有新的性状，但其和现有中华鲟仍是同一物种，它们之间没有生殖隔离，C正确；蛋白质工程改造的是基因，可以遗传给子代，因此改造后的中华鲟产生的后代也具有改造后的蛋白质，D错误。
15．答案：D
解析：根据蛋白质工程的概念可知，通过蛋白质工程可生产更符合人类需要的产品，A正确；通过蛋白质工程可以改变蛋白质的活性，B正确；利用蛋白质工程可制成体积小、耗电少、效率高的电子元件，C正确；利用基因工程可以在大肠杆菌细胞中得到人干扰素，D错误。
能力素养综合练
1．答案：D
解析：将蛋白质第356位的丝氨酸替换为缬氨酸，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，属于蛋白质工程，A正确；蛋白质工程是通过改造或合成基因，然后进行表达，需构建重组DNA分子，B正确；蛋白质工程是在分子水平上对现有蛋白质的基因分子进行操作，对蛋白质在分子水平上进行改造，C正确；蛋白质工程不是直接对氨基酸进行替换，而是从预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有氨基酸序列→找到并改变相对应的脱氧核苷酸序列(基因)或合成新的基因→最终还是回到基因工程上来解决蛋白质的合成，D错误。
2．答案：B
解析：对已知结构的蛋白质进行少数氨基酸的替换，属于蛋白质工程中的分子设计，A不符合题意；蛋白质工程中并不直接对氨基酸结构进行改造，B符合题意；从氨基酸的排列顺序开始设计全新蛋白质，属于蛋白质工程的基本途径，C不符合题意；根据预期的蛋白质的功能设计控制蛋白质合成的基因中的核苷酸序列，属于蛋白质工程的分子设计，D不符合题意。
3．答案：B
解析：蛋白质工程是以基因工程为基础的，蛋白质工程需要构建基因表达载体，A错误；蛋白质工程需要限制性内切核酸酶(切割目的基因和载体)和DNA连接酶(连接切割后的目的基因和载体)，B正确；对蛋白质的改造是通过直接改造相应的基因来实现的，C错误；蛋白质工程是通过改造或修饰基因来实现的，D错误。
4．答案：C
解析：蛋白质工程在设计蛋白质结构时的依据是预期的蛋白质功能，A错误；蛋白质工程和基因工程都要对基因进行操作，其操作对象相同，B错误；蛋白质工程的实质是定向改造或生产人类所需蛋白质，故蛋白质工程可以获得满足人类生产和生活需求的蛋白质，C正确；蛋白质工程是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，获得所需要的蛋白质，故蛋白质工程的流程和天然蛋白质合成的过程是不完全相同的，D错误。
5．答案：B
解析：蚕合成像蛛丝蛋白一样坚韧的丝，遵循“中心法则”，A错误；基因决定蛋白质，因此要对蛋白质的结构进行设计改造，最终还必须通过改造或合成基因来完成，故上述过程运用的蛋白质工程技术是基因工程的延伸，B正确；核酸分子杂交技术不能检测蛋白质，可用抗原—抗体杂交技术检测蛋白质，C错误；利用基因工程技术可以改变基因上特定位点的核苷酸序列，进而实现对蛋白质的改造，D错误。
6．答案：A
解析：蛋白质工程能产生自然界没有的人—鼠抗体，减少过敏等免疫反应的发生，A正确；蛋白质工程是通过对基因的改造或合成实现的，而不是对氨基酸的置换和增删，B错误；蛋白质工程通过基因改造或合成基因，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，是在基因水平上改造蛋白质，C、D错误。
7．答案：D
解析：改造纤维素酶分子，属于蛋白质工程，蛋白质工程的前提是已知纤维素酶的氨基酸序列及其空间结构，以便推测相应基因中的碱基序列，A正确；设计出的高效纤维素酶分子可能是自然界中不存在的蛋白质，B正确；该过程的实质是对纤维素酶基因在分子水平上进行改造，C正确；纤维素酶和高效纤维素酶在细胞内合成过程中遗传信息的流向相同，D错误。
8．答案：ACD
解析：生产新的胰岛素属于蛋白质工程，根据蛋白质工程的流程可知，最终还必须通过改造或合成基因来完成，因此蛋白质工程被称为第二代基因工程，A正确；构建新的胰岛素首先要从预期新的胰岛素功能开始，进而推测相应的蛋白质结构，分析所需的基因结构，然后合成相应的基因，B错误；蛋白质的合成受基因的调控，因此，新的胰岛素生产过程依然遵循中心法则，C正确；由于密码子的简并性，据此推测出新的胰岛素基因的脱氧核苷酸序列可能有多种，D正确。
9．答案：(1)蛋白质工程
(2)1
(3)少数氨基酸的替换
(4)启动子 终止子 DNA连接
解析：(1)题干所述技术是对蛋白质分子进行改造，因此属于蛋白质工程。(2)枯草杆菌蛋白酶分子改造的方向是替换蛋白酶分子中第222位的氨基酸，需要进行碱基对的替换，至少有1个碱基对发生变化。(3)科学家所做的改造工作是对已知的枯草杆菌蛋白酶这种蛋白质进行少数氨基酸的替换。(4)若要使脱氧核苷酸序列得以表达，需要在序列上游加上启动子，下游加上终止子，在这个过程中需要DNA连接酶参与。
10．答案：(1)预期蛋白质的功能 蛋白质(三维)结构 应有的氨基酸序列 相对应的脱氧核苷酸序列(基因)或合成新的基因
(2)自然界已存在 人类生产和生活 改造 合成基因 蛋白质
(3)空间(或高级)
解析：(1)由蛋白质工程的基本途径可知图中的①为预期蛋白质的功能；②为设计蛋白质的(三维)结构；③为推测应有的氨基酸序列，④为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。(2)基因工程和蛋白质工程相比较，基因工程将一种生物已有的基因转移到另一种生物中，在原则上只能生产自然界中存在的蛋白质，且不一定符合人类生产生活的需要。而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，以满足人类的生产和生活需要。蛋白质工程实质上也是对基因进行操作，因而蛋白质工程又被称为“第二代基因工程”。(3)蛋白质工程实施的难度很大，原因是蛋白质具有十分复杂的空间结构，而且蛋白质的功能也具有多样性。
11．答案：(1)多肽链 mRNA
(2)从基因文库中获取 利用PCR技术扩增
(3)种类
解析：(1)蛋白质工程的基本流程：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→获得所需要的蛋白质，因此，物质a为氨基酸序列多肽链，物质b是mRNA。(2)在基因工程中，获取目的基因的常用方法包括，①从基因文库中获取目的基因，②利用PCR技术扩增目的基因，③通过DNA合成仪用化学方法直接人工合成目的基因。(3)据图可知，水蛭蛋白经甲、乙两种蛋白酶水解后，水解产物中的肽含量随着时间的延长均上升，且差别不大；而水解产物中抗凝血活性有差异，经酶甲处理后，随着酶解时间延长，抗凝血活性先上升后相对稳定，经酶乙处理后，随着酶解时间的延长，抗凝血活性先上升后下降，且酶甲处理后的酶解产物的抗凝血活性最终明显高于经酶乙处理的酶解产物的抗凝血活性；据此推测两种处理后酶解产物的抗凝血活性差异主要与肽的种类有关，导致其活性不同的原因可能是对水蛭蛋白进行酶解时所用酶的种类不同，导致水蛭蛋白水解产物的空间结构不同。必备知识基础练
进阶训练第一层
知识点1
蛋白质工程崛起的缘由
知识点2
蛋白质工程的基本原理
知识点3
蛋白质工程的应用
能力素养综合练
进阶训练第二层
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