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人教版 (2019)选择性必修3第3章 基因工程第4节 蛋白质工程的原理和应用课后测评
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这是一份人教版 (2019)选择性必修3第3章 基因工程第4节 蛋白质工程的原理和应用课后测评，共7页。试卷主要包含了蛋白质工程制造的蛋白质是，下列说法不正确的是，凝乳酶是奶酪生产中的关键酶等内容，欢迎下载使用。
A.天然蛋白质
B.稀有蛋白质
C.自然界中不存在的蛋白质
D.尚没有制造出来
【答案】C
【解析】蛋白质工程是对基因进行改造进而产生符合人们需要的蛋白质，因此不再是天然的蛋白质。
2.下列说法不正确的是（ ）
A.天然蛋白质是生物在长期进化过程中形成的
B.天然蛋白质都能符合人类生产和生活的需要
C.天然干扰素在体外保存相当困难
D.许多工业用酶是由天然酶改造出来的
【答案】B
3.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
【答案】B
【解析】基因的结构决定蛋白质的结构，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基因来完成，而不是直接对蛋白质分子进行操作。
4.蛋白质工程中对蛋白质分子进行设计时，主要包括（ ）
①进行少数氨基酸的替换 ②对不同来源的蛋白质进行拼接 ③从氨基酸的排列顺序出发设计全新的蛋白质 ④直接改变蛋白质的空间结构
A.①② B.①②③ C.②③④ D.①②④
【答案】B
【解析】蛋白质工程中对蛋白质分子进行设计时，不能直接改变蛋白质的空间结构，但是能进行少数氨基酸的替换，能对不同来源的蛋白质进行拼接，能够从氨基酸的排列顺序出发设计全新的蛋白质。
5.下列关于蛋白质工程和基因工程的比较，不合理的是（ ）
A.基因工程原则上只能生产自然界已存在的蛋白质，而蛋白质工程可以对现有蛋白质进行改造，从而制造一种新的蛋白质
B.蛋白质工程是在基因工程的基础上发展起来的，蛋白质工程最终还是要通过基因修饰或基因合成来完成
C.当得到可以在-70℃条件下保存半年的干扰素后，在相关酶、氨基酸和适宜的温度、pH条件下，干扰素可以大量自我合成
D.基因工程和蛋白质工程产生的变异都是可遗传的
【答案】C
6.猪的胰岛素用于人体降低血糖浓度效果不明显，原因是猪的胰岛素分子中有一个氨基酸与人的不同。为了使猪的胰岛素用于临床治疗人的糖尿病，用蛋白质工程对蛋白质分子进行设计的最佳方案是（ ）
A.对猪的胰岛素进行一个不同氨基酸的替换
B.将猪的胰岛素和人的胰岛素进行拼接，组成新的膀岛素
C.将猪的胰岛素和人的胰岛素混合在一起治疗人的糖尿病
D.根据人的胰岛素设计制造一种新的胰岛素
【答案】A
【解析】由于猪的胰岛素分子中只有一个氨基酸与人的胰岛素不同，所以可通过蛋白质工程中蛋白质的分子设计，只需替换这一个不同的氨基酸即可。虽然根据人胰岛素分子的结构设计一种全新的胰岛素也可以用于临床治疗，但在分子设计和胰岛素的生产方面都存在着很多困难，所以不是最佳方案。
7.下列有关基因工程与蛋白质工程的叙述，正确的是（ ）
A.蛋白质工程与基因工程的目的都是获得人类需要的蛋白质，所以二者没有区别
B.基因工程是蛋白质工程的关键技术
C.通过蛋白质工程改造后的蛋白质仍然是天然的蛋白质
D.蛋白质工程是在蛋白质分子水平上直接改造蛋白质的
【答案】B
【解析】基因工程原则上只能生产自然界中已有的蛋白质，而蛋白质工程可以生产自然界中没有的新的蛋白质，两者存在区别，A项错误;蛋白质工程本质上是通过基因修饰或基因合成来完成对蛋白质分子的改造，是在基因工程的基础上发展出的第二代基因工程，B项正确;蛋白质工程改造后的蛋白质可能是自然界中没有的新的蛋白质，C项错误;蛋白质工程本质上是改造基因，不是直接改造蛋白质分子，D项错误。
8.凝乳酶是奶酪生产中的关键酶。通过蛋白质工程生产高效凝乳酶，不需要的步骤是（ ）
A.蛋白质的结构设计
B.蛋白质的结构和功能分析
C.凝乳酶基因的定向改造
D.将定向改造的凝乳酶导入受体细胞
【答案】D
【解析】蛋白质的结构设计属于蛋白质工程的步骤，A项正确;蛋白质的结构和功能分析属于蛋白质工程的步骤，B项正确;蛋白质工程通过改造或合成基因来实现对蛋白质的改造，C项正确;需要将定向改造的凝乳酶基因导入受体细胞，而不是将定向改造的凝乳酶导入受体细胞，D项错误。
9.下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
【答案】C
【解析】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项错误;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项错误;据图可知，过程a、b分别是转录、翻译，C项正确;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项错误。
10.科学家为提高玉米中赖氨酸含量，计划将天冬氨酸激酶的第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位的氨基酸由天冬氨酸变为异亮氨酸。为此，下列操作正确的是（ ）
A.直接改造上述两种蛋白质的空间结构
B.对指导上述两种酶合成的mRNA进行改造
C.利用诱变育种技术促使上述两种酶的基因突变
D.利用基因工程技术，对控制上述两种酶的基因进行改造
【答案】D
【解析】蛋白质的功能与其高级结构密切相关，而蛋白质的高级结构又非常复杂，所以直接对蛋白质改造非常困难，且即使改造成功也不能遗传，A项错误;直接改造相应的mRNA，不一定能够表达产生所需要的蛋白质，且即使成功也不能遗传，B项错误;由于基因突变具有不定向性和低频性，所以使用诱变育种的方法不易获得符合要求的基因，C项错误;基因工程可定向改造生物的遗传性状，所以可利用基因工程技术，对控制这两种酶的基因进行改造，D项正确。
11.蛋白质工程就是通过对蛋白质化学、蛋白质晶体学和蛋白质动力学的研究，获得有关蛋白质理化特性和分子特性的信息，在此基础上对编码蛋白质的基因进行有目的的设计和改造，通过基因工程技术获得可以表达目标蛋白质的转基因生物。中华鲟是一种濒危野生动物。研究者试图通过蛋白质工程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。下列有关说法不正确的是（ ）
A.蛋白质工程可定向改变蛋白质分子的结构
B.改造蛋白质可通过改变基因结构实现
C.改造后的中华鲟和现有中华鲟仍是同一物种
D.改造后的中华鲟的后代不具有改造的蛋白质
【答案】D
【解析】蛋白质工程能按照人们的意愿定向改造蛋白质分子的结构，使之更加符合人类的需要，A项正确;蛋白质工程的实质是通过改造或合成基因实现对蛋白质的改造，B项正确;改造后的中华鲟和现有中华鲟之间没有产生生殖隔离，仍然属于同一物种，C项正确;蛋白质工程操作的直接对象是基因，可以遗传给后代，因此改造后的中华鲟的后代可能具有改造的蛋白质，D项错误。
二、非选择题
12.赖氨酸是人体必需氨基酸，具有促进人体发育、增强免疫的功能，并能起到提高中枢神经组织功能的作用。某农科所的科技人员欲将玉米种子的某种蛋白酶改造成“M酶”，从而大大提高玉米种子中赖氨酸的含量，以培育出高赖氨酸的玉米新品种。请回答下列问题。
（1）科技人员先从“提升玉米种子中赖氨酸的含量”这一功能出发，设计预期的“M酶”的 ，再推测出相对应的目的基因的 序列，最终合成出“M酶”基因。
（2）科技人员获得“M酶”基因后，常利用PCR技术在体外将其大量扩增，此过程需要一种特殊的酶是 ，原料是 。
（3）“M酶”基因只有插入 ，才能确保“M酶”基因在玉米细胞中得以稳定遗传。
（4）依据植物细胞具有 的原理，可将含有“M酶”基因的玉米细胞培育成转“M酶”基因的玉米植株。为了确保育种成功，科技人员需要测定玉米种子中 的含量。
【答案】（1）结构 脱氧核苷酸 （2）耐高温的DNA聚合酶 4种脱氧核苷酸 （3）玉米细胞中染色体的DNA上 （4）全能性 赖氨酸
【解析】（1）根据题干信息可知，某农科所科技人员欲将玉米某种蛋白酶改造成“M酶”，则应该利用蛋白质工程，先根据预期构建出“M酶”（蛋白质）的结构，再推测出相对应目的基因的脱氧核苷酸序列，最终合成出“M酶”基因。（2）基因工程中，获取的目的基因一般利用PCR技术进行扩增，过程中需要耐高温的DNA聚合酶的催化，原料是4种脱氧核苷酸。（3）要想确保“M酶”基因在玉米细胞中得以稳定遗传，必须将“M酶”基因插入玉米细胞的染色体DNA中。（4）利用植物组织培养技术，依据植物细胞的全能性原理，可将含有“M酶”基因的玉米细胞培育成转“M酶”基因的玉米植株。科技人员需要测定玉米种子中赖氨酸含量，从个体水平加以鉴定，以确保育种成功。
13.如图为蛋白质工程操作的基本思路，请据图回答下列问题。
（1）蛋白质工程操作思路的特有过程是 ，代表中心法则内容的过程是 。（填图中序号）
（2）写出图中数字代表的生物学过程的名称或内容。
① ;② ;③ 。
（3）从图中可以看出蛋白质工程的基本思路与中心法则方向 。
（4）功能是由其结构决定的，直接决定蛋白质多样性的因素有 ，从根本上说，蛋白质的结构是由 决定的。
（5）根据蛋白质的氨基酸序列推测的mRNA的碱基序列是否唯一? ，为什么 。
（6）将氨基酸合成为多肽链的场所是 。真核细胞中将多肽链转变为具有一定空间结构的蛋白质的场所是 。
（7）蛋白质工程中的目的基因一般通过 获得。
【答案】（1）④⑤ ①② （2）转录 翻译 折叠 （3）相反 （4）氨基酸的种类、数目、排列顺序和蛋白质的空间结构 基因（DNA） （5）否 一种氨基酸可能具有多种密码子 （6）核糖体 内质网 （7）人工合成
【解析】图中①②③分别表示转录、翻译、折叠，①②过程与中心法则方向一致。④⑤过程与中心法则方向相反，属于蛋白质工程基本思路。蛋白质结构的多样性由组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序和蛋白质的空间结构共同决定;从根本上说，蛋白质的结构是由基因（DNA）决定的。一种氨基酸可能具有多种密码子，根据蛋白质的氨基酸序列推测的mRNA的碱基序列可能有多种。蛋白质的合成场所为核糖体，在内质网中将多肽链折叠成具有一定空间结构的蛋白质。蛋白质工程的目的基因的碱基序列已知，可以通过DNA合成仪进行人工合成。
14.已知生物体内有一种蛋白质（P），该蛋白质是一种转运蛋白，由305个氨基酸组成。如果将P分子中第158位的丝氨酸变成亮氨酸，第240位的谷氨酰胺变成苯丙氨酸，改变后的蛋白质（P1）不但保留P的功能，而且具有了酶的催化活性。回答下列问题。
（1）从上述资料可知，若要改变蛋白质的功能，可以考虑对蛋白质的 进行改造。
（2）以P基因序列为基础，获得P1基因的途径有修饰 基因或合成 基因。所获得的基因在表达时是遵循中心法则的，中心法则的全部内容包括（以图表示） 。
（3）蛋白质工程也被称为第二代基因工程，其基本途径是从预期蛋白质功能出发，通过 ，进而确定相对应的脱氧核苷酸序列，据此获得目的基因，再经表达、纯化获得目标蛋白质，之后还需要对该蛋白质的生物 进行鉴定。
【答案】（1）氨基酸序列（或结构）（其他合理答案也可） （2）P P1
（3）设计蛋白质的结构 推测相应氨基酸序列 功能
【解析】（1）从题中所述资料可知，将P分子中第158位的丝氨酸变成亮氨酸，第240位的谷氨酰胺变成苯丙氨酸后，该蛋白质的功能发生了改变，此过程是通过对蛋白质的氨基酸的序列进行改造，进而改变了蛋白质的结构，从而改变了蛋白质的功能。（2）在蛋白质工程中，目的基因可以以P基因序列为基础，对生物体内原有P基因进行修饰，也可以通过人工合成法合成新的P1基因。中心法则的内容如下图所示:
（3）蛋白质工程的基本途径是:预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测相应的氨基酸序列→确定相应脱氧核苷酸序列→目的基因→表达出蛋白质，经过该过程得到的蛋白质，需要对该蛋白质的生物功能进行鉴定，以保证其发挥正常作用。
15.已知生物体内有一种蛋白质（P），该蛋白质是一种转运蛋白，由305个氨基酸组成。如果将P分子中158位的丝氨酸变成亮氨酸，240位的谷氨酰胺变成苯丙氨酸，改变后的蛋白质（P1）不但保留P的功能，而且具有了酶的催化活性。回答下列问题: （ ）
（1）从上述资料可知，若要改变蛋白质的功能，可以考虑对蛋白质的 进行改造。
（2）以P基因序列为基础，获得P1基因的途径有修饰 基因或合成 基因，所获得的基因表达时是遵循中心法则的，中心法则的全部内容包括的复制，以及遗传信息在不同分子之间的流动，即: 。
（3）蛋白质工程也被称为第二代基因工程，其基本途径是从预期蛋白质功能出发，通过 和 ，进而确定相对应的脱氧核苷酸序列，据此获得基因，再经表达、纯化获得蛋白质，之后还需要对蛋白质的生物 进行鉴定。
【答案】（1）氨基酸序列（或结构）（其他答案合理也可）
（2）P P1 DNA和RNA（或遗传物质） DNA→RNA、RNA→DNA、RNA→蛋白质（或转录、逆转录、翻译） （3）设计蛋白质的结构 推测氨基酸序列 功能
【解析】（1）对蛋白质的氨基酸序列（或结构）进行改造，可达到改变蛋白质的功能的目的。（2）以P基因序列为基础，获得P1基因，可以对P基因进行修饰改造，也可以用人工方法合成P1基因;中心法则的全部内容包括
即DNA、RNA的复制、DNA→RNA、RNA→DNA、RNA→蛋白质（或转录、逆转录、翻译）。（3）蛋白质工程的基本途径是从预期蛋白质功能出发，通过设计蛋白质结构和推测氨基酸序列，推测相对应的脱氧核苷酸序列，并获取基因。经表达的蛋白质，要对其进行生物功能鉴定。
A.天然蛋白质
B.稀有蛋白质
C.自然界中不存在的蛋白质
D.尚没有制造出来
【答案】C
【解析】蛋白质工程是对基因进行改造进而产生符合人们需要的蛋白质，因此不再是天然的蛋白质。
2.下列说法不正确的是（ ）
A.天然蛋白质是生物在长期进化过程中形成的
B.天然蛋白质都能符合人类生产和生活的需要
C.天然干扰素在体外保存相当困难
D.许多工业用酶是由天然酶改造出来的
【答案】B
3.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
【答案】B
【解析】基因的结构决定蛋白质的结构，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基因来完成，而不是直接对蛋白质分子进行操作。
4.蛋白质工程中对蛋白质分子进行设计时，主要包括（ ）
①进行少数氨基酸的替换 ②对不同来源的蛋白质进行拼接 ③从氨基酸的排列顺序出发设计全新的蛋白质 ④直接改变蛋白质的空间结构
A.①② B.①②③ C.②③④ D.①②④
【答案】B
【解析】蛋白质工程中对蛋白质分子进行设计时，不能直接改变蛋白质的空间结构，但是能进行少数氨基酸的替换，能对不同来源的蛋白质进行拼接，能够从氨基酸的排列顺序出发设计全新的蛋白质。
5.下列关于蛋白质工程和基因工程的比较，不合理的是（ ）
A.基因工程原则上只能生产自然界已存在的蛋白质，而蛋白质工程可以对现有蛋白质进行改造，从而制造一种新的蛋白质
B.蛋白质工程是在基因工程的基础上发展起来的，蛋白质工程最终还是要通过基因修饰或基因合成来完成
C.当得到可以在-70℃条件下保存半年的干扰素后，在相关酶、氨基酸和适宜的温度、pH条件下，干扰素可以大量自我合成
D.基因工程和蛋白质工程产生的变异都是可遗传的
【答案】C
6.猪的胰岛素用于人体降低血糖浓度效果不明显，原因是猪的胰岛素分子中有一个氨基酸与人的不同。为了使猪的胰岛素用于临床治疗人的糖尿病，用蛋白质工程对蛋白质分子进行设计的最佳方案是（ ）
A.对猪的胰岛素进行一个不同氨基酸的替换
B.将猪的胰岛素和人的胰岛素进行拼接，组成新的膀岛素
C.将猪的胰岛素和人的胰岛素混合在一起治疗人的糖尿病
D.根据人的胰岛素设计制造一种新的胰岛素
【答案】A
【解析】由于猪的胰岛素分子中只有一个氨基酸与人的胰岛素不同，所以可通过蛋白质工程中蛋白质的分子设计，只需替换这一个不同的氨基酸即可。虽然根据人胰岛素分子的结构设计一种全新的胰岛素也可以用于临床治疗，但在分子设计和胰岛素的生产方面都存在着很多困难，所以不是最佳方案。
7.下列有关基因工程与蛋白质工程的叙述，正确的是（ ）
A.蛋白质工程与基因工程的目的都是获得人类需要的蛋白质，所以二者没有区别
B.基因工程是蛋白质工程的关键技术
C.通过蛋白质工程改造后的蛋白质仍然是天然的蛋白质
D.蛋白质工程是在蛋白质分子水平上直接改造蛋白质的
【答案】B
【解析】基因工程原则上只能生产自然界中已有的蛋白质，而蛋白质工程可以生产自然界中没有的新的蛋白质，两者存在区别，A项错误;蛋白质工程本质上是通过基因修饰或基因合成来完成对蛋白质分子的改造，是在基因工程的基础上发展出的第二代基因工程，B项正确;蛋白质工程改造后的蛋白质可能是自然界中没有的新的蛋白质，C项错误;蛋白质工程本质上是改造基因，不是直接改造蛋白质分子，D项错误。
8.凝乳酶是奶酪生产中的关键酶。通过蛋白质工程生产高效凝乳酶，不需要的步骤是（ ）
A.蛋白质的结构设计
B.蛋白质的结构和功能分析
C.凝乳酶基因的定向改造
D.将定向改造的凝乳酶导入受体细胞
【答案】D
【解析】蛋白质的结构设计属于蛋白质工程的步骤，A项正确;蛋白质的结构和功能分析属于蛋白质工程的步骤，B项正确;蛋白质工程通过改造或合成基因来实现对蛋白质的改造，C项正确;需要将定向改造的凝乳酶基因导入受体细胞，而不是将定向改造的凝乳酶导入受体细胞，D项错误。
9.下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
【答案】C
【解析】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项错误;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项错误;据图可知，过程a、b分别是转录、翻译，C项正确;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项错误。
10.科学家为提高玉米中赖氨酸含量，计划将天冬氨酸激酶的第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位的氨基酸由天冬氨酸变为异亮氨酸。为此，下列操作正确的是（ ）
A.直接改造上述两种蛋白质的空间结构
B.对指导上述两种酶合成的mRNA进行改造
C.利用诱变育种技术促使上述两种酶的基因突变
D.利用基因工程技术，对控制上述两种酶的基因进行改造
【答案】D
【解析】蛋白质的功能与其高级结构密切相关，而蛋白质的高级结构又非常复杂，所以直接对蛋白质改造非常困难，且即使改造成功也不能遗传，A项错误;直接改造相应的mRNA，不一定能够表达产生所需要的蛋白质，且即使成功也不能遗传，B项错误;由于基因突变具有不定向性和低频性，所以使用诱变育种的方法不易获得符合要求的基因，C项错误;基因工程可定向改造生物的遗传性状，所以可利用基因工程技术，对控制这两种酶的基因进行改造，D项正确。
11.蛋白质工程就是通过对蛋白质化学、蛋白质晶体学和蛋白质动力学的研究，获得有关蛋白质理化特性和分子特性的信息，在此基础上对编码蛋白质的基因进行有目的的设计和改造，通过基因工程技术获得可以表达目标蛋白质的转基因生物。中华鲟是一种濒危野生动物。研究者试图通过蛋白质工程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。下列有关说法不正确的是（ ）
A.蛋白质工程可定向改变蛋白质分子的结构
B.改造蛋白质可通过改变基因结构实现
C.改造后的中华鲟和现有中华鲟仍是同一物种
D.改造后的中华鲟的后代不具有改造的蛋白质
【答案】D
【解析】蛋白质工程能按照人们的意愿定向改造蛋白质分子的结构，使之更加符合人类的需要，A项正确;蛋白质工程的实质是通过改造或合成基因实现对蛋白质的改造，B项正确;改造后的中华鲟和现有中华鲟之间没有产生生殖隔离，仍然属于同一物种，C项正确;蛋白质工程操作的直接对象是基因，可以遗传给后代，因此改造后的中华鲟的后代可能具有改造的蛋白质，D项错误。
二、非选择题
12.赖氨酸是人体必需氨基酸，具有促进人体发育、增强免疫的功能，并能起到提高中枢神经组织功能的作用。某农科所的科技人员欲将玉米种子的某种蛋白酶改造成“M酶”，从而大大提高玉米种子中赖氨酸的含量，以培育出高赖氨酸的玉米新品种。请回答下列问题。
（1）科技人员先从“提升玉米种子中赖氨酸的含量”这一功能出发，设计预期的“M酶”的 ，再推测出相对应的目的基因的 序列，最终合成出“M酶”基因。
（2）科技人员获得“M酶”基因后，常利用PCR技术在体外将其大量扩增，此过程需要一种特殊的酶是 ，原料是 。
（3）“M酶”基因只有插入 ，才能确保“M酶”基因在玉米细胞中得以稳定遗传。
（4）依据植物细胞具有 的原理，可将含有“M酶”基因的玉米细胞培育成转“M酶”基因的玉米植株。为了确保育种成功，科技人员需要测定玉米种子中 的含量。
【答案】（1）结构 脱氧核苷酸 （2）耐高温的DNA聚合酶 4种脱氧核苷酸 （3）玉米细胞中染色体的DNA上 （4）全能性 赖氨酸
【解析】（1）根据题干信息可知，某农科所科技人员欲将玉米某种蛋白酶改造成“M酶”，则应该利用蛋白质工程，先根据预期构建出“M酶”（蛋白质）的结构，再推测出相对应目的基因的脱氧核苷酸序列，最终合成出“M酶”基因。（2）基因工程中，获取的目的基因一般利用PCR技术进行扩增，过程中需要耐高温的DNA聚合酶的催化，原料是4种脱氧核苷酸。（3）要想确保“M酶”基因在玉米细胞中得以稳定遗传，必须将“M酶”基因插入玉米细胞的染色体DNA中。（4）利用植物组织培养技术，依据植物细胞的全能性原理，可将含有“M酶”基因的玉米细胞培育成转“M酶”基因的玉米植株。科技人员需要测定玉米种子中赖氨酸含量，从个体水平加以鉴定，以确保育种成功。
13.如图为蛋白质工程操作的基本思路，请据图回答下列问题。
（1）蛋白质工程操作思路的特有过程是 ，代表中心法则内容的过程是 。（填图中序号）
（2）写出图中数字代表的生物学过程的名称或内容。
① ;② ;③ 。
（3）从图中可以看出蛋白质工程的基本思路与中心法则方向 。
（4）功能是由其结构决定的，直接决定蛋白质多样性的因素有 ，从根本上说，蛋白质的结构是由 决定的。
（5）根据蛋白质的氨基酸序列推测的mRNA的碱基序列是否唯一? ，为什么 。
（6）将氨基酸合成为多肽链的场所是 。真核细胞中将多肽链转变为具有一定空间结构的蛋白质的场所是 。
（7）蛋白质工程中的目的基因一般通过 获得。
【答案】（1）④⑤ ①② （2）转录 翻译 折叠 （3）相反 （4）氨基酸的种类、数目、排列顺序和蛋白质的空间结构 基因（DNA） （5）否 一种氨基酸可能具有多种密码子 （6）核糖体 内质网 （7）人工合成
【解析】图中①②③分别表示转录、翻译、折叠，①②过程与中心法则方向一致。④⑤过程与中心法则方向相反，属于蛋白质工程基本思路。蛋白质结构的多样性由组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序和蛋白质的空间结构共同决定;从根本上说，蛋白质的结构是由基因（DNA）决定的。一种氨基酸可能具有多种密码子，根据蛋白质的氨基酸序列推测的mRNA的碱基序列可能有多种。蛋白质的合成场所为核糖体，在内质网中将多肽链折叠成具有一定空间结构的蛋白质。蛋白质工程的目的基因的碱基序列已知，可以通过DNA合成仪进行人工合成。
14.已知生物体内有一种蛋白质（P），该蛋白质是一种转运蛋白，由305个氨基酸组成。如果将P分子中第158位的丝氨酸变成亮氨酸，第240位的谷氨酰胺变成苯丙氨酸，改变后的蛋白质（P1）不但保留P的功能，而且具有了酶的催化活性。回答下列问题。
（1）从上述资料可知，若要改变蛋白质的功能，可以考虑对蛋白质的 进行改造。
（2）以P基因序列为基础，获得P1基因的途径有修饰 基因或合成 基因。所获得的基因在表达时是遵循中心法则的，中心法则的全部内容包括（以图表示） 。
（3）蛋白质工程也被称为第二代基因工程，其基本途径是从预期蛋白质功能出发，通过 ，进而确定相对应的脱氧核苷酸序列，据此获得目的基因，再经表达、纯化获得目标蛋白质，之后还需要对该蛋白质的生物 进行鉴定。
【答案】（1）氨基酸序列（或结构）（其他合理答案也可） （2）P P1
（3）设计蛋白质的结构 推测相应氨基酸序列 功能
【解析】（1）从题中所述资料可知，将P分子中第158位的丝氨酸变成亮氨酸，第240位的谷氨酰胺变成苯丙氨酸后，该蛋白质的功能发生了改变，此过程是通过对蛋白质的氨基酸的序列进行改造，进而改变了蛋白质的结构，从而改变了蛋白质的功能。（2）在蛋白质工程中，目的基因可以以P基因序列为基础，对生物体内原有P基因进行修饰，也可以通过人工合成法合成新的P1基因。中心法则的内容如下图所示:
（3）蛋白质工程的基本途径是:预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测相应的氨基酸序列→确定相应脱氧核苷酸序列→目的基因→表达出蛋白质，经过该过程得到的蛋白质，需要对该蛋白质的生物功能进行鉴定，以保证其发挥正常作用。
15.已知生物体内有一种蛋白质（P），该蛋白质是一种转运蛋白，由305个氨基酸组成。如果将P分子中158位的丝氨酸变成亮氨酸，240位的谷氨酰胺变成苯丙氨酸，改变后的蛋白质（P1）不但保留P的功能，而且具有了酶的催化活性。回答下列问题: （ ）
（1）从上述资料可知，若要改变蛋白质的功能，可以考虑对蛋白质的 进行改造。
（2）以P基因序列为基础，获得P1基因的途径有修饰 基因或合成 基因，所获得的基因表达时是遵循中心法则的，中心法则的全部内容包括的复制，以及遗传信息在不同分子之间的流动，即: 。
（3）蛋白质工程也被称为第二代基因工程，其基本途径是从预期蛋白质功能出发，通过 和 ，进而确定相对应的脱氧核苷酸序列，据此获得基因，再经表达、纯化获得蛋白质，之后还需要对蛋白质的生物 进行鉴定。
【答案】（1）氨基酸序列（或结构）（其他答案合理也可）
（2）P P1 DNA和RNA（或遗传物质） DNA→RNA、RNA→DNA、RNA→蛋白质（或转录、逆转录、翻译） （3）设计蛋白质的结构 推测氨基酸序列 功能
【解析】（1）对蛋白质的氨基酸序列（或结构）进行改造，可达到改变蛋白质的功能的目的。（2）以P基因序列为基础，获得P1基因，可以对P基因进行修饰改造，也可以用人工方法合成P1基因;中心法则的全部内容包括
即DNA、RNA的复制、DNA→RNA、RNA→DNA、RNA→蛋白质（或转录、逆转录、翻译）。（3）蛋白质工程的基本途径是从预期蛋白质功能出发，通过设计蛋白质结构和推测氨基酸序列，推测相对应的脱氧核苷酸序列，并获取基因。经表达的蛋白质，要对其进行生物功能鉴定。
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