高中生物学人教版（2019）选择性必修三 3.4 蛋白质工程的原理和应用 同步检测（含答案）

第第页高中生物学人教版（2019）选择性必修三3.4蛋白质工程的原理和应用同步检测一、单选题1．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2．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3．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．合成编码多肽P1的DMA片段B．构建含目的肽DNA片段的表达载体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4．猪的胰岛素用于人体降低血糖浓度效果不明显，原因是猪胰岛素分子中有一个氨基酸与人的不同。为了使猪胰岛素临床用于人治疗糖尿病，用蛋白质工程进行蛋白分子设计的最佳方案是（）A．对猪胰岛素进行一个不同氨基酸的替换B．将猪胰岛素和人胰岛素进行拼接组成新的胰岛素C．将猪和人的胰岛素混合在一起治疗糖尿病D．根据人的胰岛素设计制造一种全新的胰岛素5．蛋白质工程中目前已经实现的是（）A．对胰岛素进行改造，生产速效型药品B．蛋白质工程用于微电子方面C．生产体外耐储存的干扰素D．用蛋白质工程生产高产赖氨酸的玉米6．下列关于蛋白质工程应用的叙述不正确的是（）A．蛋白质工程可以改造酶的结构，提高酶的热稳定性B．通过蛋白质工程可以改变蛋白质的活性C．只有利用蛋白质工程才可以在大肠杆菌细胞中得到人的胰岛素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7．关于蛋白质工程的基本流程，下列叙述正确的是（）①蛋白质分子结构设计②DNA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→③C．③→①→④→② D．③→④→①→②8．关于蛋白质工程，说法正确的是（）A．蛋白质工程和基因工程的目的是获得人类需要的蛋白质，所以二者没有区别B．通过蛋白质工程改造后的蛋白质仍然是天然的蛋白质C．蛋白质工程是在基因水平上改造蛋白质D．蛋白质工程是在蛋白质分子水平上改造蛋白质的9．蛋白质工程中直接需要进行操作的对象是（）A．氨基酸结构 B．蛋白质空间结构C．肽链结构 D．基因结构10．科研人员将葡萄糖异构酶的第138位的甘氨酸替换为脯氨酸，使葡萄糖异构酶的热稳定性提高，最适反应温度提高10~12℃。下列有关对葡萄糖异构酶进行改造的叙述，错误的是()A．该技术为蛋白质工程，又称为第二代基因工程B．直接在蛋白质分子水平上对葡萄糖异构酶进行改造C．改造前可以先预期功能，再对蛋白质进行分子设计D．改造时需对葡萄糖异构酶基因的碱基对进行替换11．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12．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13．关于现代生物技术应用的叙述，错误的是()A．蛋白质工程可合成自然界中不存在的蛋白质B．体细胞杂交技术可用于克隆动物和制备单克隆抗体C．植物组织培养技术可用于植物茎尖脱毒D．动物细胞培养技术可用于转基因动物的培育14．下列有关基因工程和蛋白质工程的叙述，正确的是（）A．基因工程需对基因进行分子水平操作，蛋白质工程不对基因进行操作B．基因工程原则上合成的是天然存在的蛋白质，蛋白质工程只合成天然不存在的蛋白质C．基因工程与蛋白质工程都是在分子水平上进行操作D．基因工程完全不同于蛋白质工程15．科学家将控制某药物蛋白合成的基因转移到白色来亨鸡胚胎细胞的DNA中，发育后的雌鸡就能产出含该药物蛋白的鸡蛋，在每一只鸡蛋的蛋清中都含有大量的药物蛋白；而且这些含该药物蛋白的鸡蛋孵出的鸡，仍能产出含该药物蛋白的鸡蛋。据此分析不正确的一项是（）A．这些鸡是基因工程的产物 B．这种变异属于可遗传的变异C．该过程属于蛋白质工程技术 D．该种变异属于定向变异16．蛋白质工程制造的蛋白质是（）A．天然蛋白质 B．稀有蛋白质C．血红蛋白 D．自然界中不存在的蛋白质17．下列关于蛋白质工程的说法，正确的是（）A．蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作B．蛋白质工程能产生出自然界中不曾存在过的新型蛋白质分子C．对蛋白质的改造是通过直接改造相应的mRNA来实现的D．蛋白质工程的流程和天然蛋白质合成的过程是相同的18．科学家发现将人的干扰素的cDNA在大肠杆菌中进行表达，产生的干扰素的抗病毒活性为106μg／mL，只相当于天然产品的十分之一，通过基因定点突变将第17位的半胱氨酸改变成丝氨酸，结果使大肠杆菌中生产的β一干扰素的抗病性活性提高到108μg／mL，并且比天然β一干扰素的贮存稳定性高很多。此项技术属于（）A．细胞工程 B．蛋白质工程 C．胚胎工程 D．基因工程19．既可用于基因工程又可用于细胞工程的是（）A．病毒 B．氯化钙 C．质粒 D．聚乙二醇20．蛋白质工程中，不直接改造蛋白质的原因是（）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C．人类对大多数蛋白质高级结构知之甚少D．蛋白质中氨基酸的排列顺序千变万化，操作难度大二、综合题21．枯草杆菌产生的蛋白酶具有催化分解蛋白质的特性,但极易被氧化而失效。1985年,美国的埃斯特尔将枯草杆菌蛋白酶分子中的少数氨基酸替换后,虽然其水解活性有所下降,但抗氧化的能力大大提高。用这种水解酶作为洗涤剂的添加剂,可以有效地去除血渍、奶渍等蛋白质污渍。请回答下列问题。（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的控制合成蛋白酶的基因与原来相比,发生变化。（3）利用生物技术改造蛋白质,提高了蛋白质的稳定性,埃斯特尔所做的工作是对已知蛋白质进行。（4）若要获得新型蛋白质,需用到的生物工程有蛋白质工程、和发酵工程。22．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。23．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。24．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，通过和，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。25．科学家通过利用PCR定点突变技术改造Rubisco酶基因，提高了光合作用过程中Rubisco酶对CO2的亲和力，从而显著提高了植物的光合作用速率。请回答下列问题。（1）PCR过程所依据的原理是，该过程需要加入的酶是。利用PCR技术扩增目的基因的前提是要有目的基因的一段已知核苷酸序列，以便根据这一序列合成。（2）该技术不直接改造Rubisco酶，而通过对Rubisco酶基因进行改造，从而实现对Rubisco酶的改造，其原因是。和传统基因工程技术相比较，PCR定点突变技术在应用方面最突出的优点是，PCR定点突变技术属于(填“基因工程”“细胞工程”或“蛋白质工程”)的范畴。（3）可利用定点突变的DNA构建基因表达载体，常用将基因表达载体导入植物细胞，将该细胞经植物组织培养技术培育成幼苗，从细胞水平分析所依据的原理是。

答案解析部分1．【答案】C【解析】【解答】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。【分析】蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。（基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质）2．【答案】D【解析】【解答】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。【分析】蛋白质过程的基本步骤：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→找到相对应的脱氧核苷酸序列。3．【答案】C【解析】【解答】A、已经获得该目的基因片段，不需要合成编码目的肽的DNA片段，A不符合题意；B、需要构建含目的肽的DNA片段的表达载体，但这不是下一步，B不符合题意；C、蛋白质工程的第一步是根据蛋白质的功能，设计P1氨基酸序列，从而推出其基因序列，C符合题意；D、利用抗原-抗体杂交的方法对表达产物进行检测是蛋白质工程最后一步，D不符合题意。故答案为：C【分析】理清蛋白质工程的相关流程图

A．转录，B.翻译，C.分子设计，D.多肽链，E.预期功能。4．【答案】A【解析】【解答】基因定点诱变技术是蛋白质工程常用的技术，根据题干信息“猪胰岛素分子中有一个氨基酸与人的不同”可知，用蛋白质工程的蛋白质分子设计的最佳方案是对猪胰岛素进行一个不同氨基酸的替换。故答案为：A【分析】解答此题，要理清蛋白质工程的步骤，知道蛋白质分子设计的方法才能准确解答此题。5．【答案】A【解析】【解答】A、通过对胰岛素进行改造，已经使其成为速效性药品，A符合题意；B、通过蛋白质工程方法制造成电子元件正在探索中，B不符合题意；C、室温下可保存半年的干扰素目前还没实现，C不符合题意；D、生产赖氨酸含量高的玉米尚未成功，D不符合题意。故答案为：A【分析】解答此题要了解蛋白质工程的用于范围，现在主要集中应用于对现有蛋白质进行改造，改良生物性状。6．【答案】C【解析】【解答】A、蛋白质工程可以改造酶的结构，提高酶的热稳定性，A不符合题意。B、蛋白质工程可以改变蛋白质的活性，B不符合题意。C、蛋白质工程是依据人们设计的蛋白质分子结构，来改造基因，进而控制合成新的蛋白质或改变自然界中的蛋白质，而在大肠杆菌中生产人胰岛素利用基因工程技术便可达到。C符合题意。D、蛋白质工程可以对胰岛素进行改造和修饰，D不符合题意。故答案为：C【分析】解答此题，要理清蛋白质工程的步骤，流程图为：

7．【答案】C【解析】【解答】蛋白质工程的基本流程为：预期蛋白质功能→蛋白质分子结构设计→据氨基酸序列推出脱氧核苷酸序列→DNA合成。故答案为：C【分析】理清蛋白质工程的流程：

A．转录，B.翻译，C.分子设计，D.多肽链，E.预期功能。8．【答案】C【解析】【解答】A、蛋白质工程是指以蛋白质的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，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，以满足人类的生产和生活的需要。基因工程是通过DNA重组技术，定向改造生物的遗传特性，以获得人类所需的生物类型或生物产品，只能生产自然界已有的蛋白质，A不符合题意；B、通过蛋白质工程，可产生自然界没有的蛋白质，B不符合题意；C、蛋白质工程是指以蛋白质的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行基因改造，C符合题意；D、对蛋白质结构的改造是通过改造基因来实现的，所以蛋白质工程是在基因水平上改造蛋白质，D不符合题意。故答案为：C【分析】解答此题，要知道蛋白质工程可以改造了现有蛋白质或制造出新的蛋白质。9．【答案】D【解析】【解答】解：蛋白质工程是对控制蛋白质合成的基因进行改造，从而实现对相应蛋白质的改变，ABC错误，D正确．故选：D．【分析】蛋白质工程指以蛋白质的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，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，以满足人类的生产和生活的需要．据此答题．10．【答案】B【解析】【解答】该技术通过对葡萄糖异构酶的基因修饰，定向改造葡萄糖异构酶，属于蛋白质工程，又称为第二代基因工程，A项正确；该技术是通过对葡萄糖异构酶基因的修饰来改造蛋白质，不是直接在蛋白质分子水平上进行改造，B项错误；蛋白质工程的基本步骤是从预期蛋白质功能出发→设计预期蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列，进而获得目的基因，通过基因工程表达目标蛋白质，C项正确；改造后的葡萄糖异构酶上氨基酸发生了替换，因此改造时要对葡萄糖异构酶基因的相应碱基对进行替换，D项正确。【分析】蛋白质工程和基因工程的关系：蛋白质工程基因工程区别过程蛋白质过程基本步骤：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→找到相对应的脱氧核苷酸序列基因工程基本步骤：获取目的基因→构建基因表达载体→将目的基因导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定实质定向改造或生产人类所需的蛋白质定向改造生物的遗传特性，以获得人类所需的生物类型或生物产品结果可产生自然界没有的蛋白质只能生产自然界已有的蛋白质联系（1）蛋白质工程是在基因工程基础上延伸出来的第二代基因工程（2）基因工程中所利用的某些酶需要通过蛋白质进行修饰、改造11．【答案】D【解析】【解答】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。【分析】1、蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。2、基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外DNA重组和转基因技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，又叫做DNA重组技术。

12．【答案】D【解析】【解答】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。【分析】蛋白质工程和基因工程的关系：蛋白质工程基因工程区别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→找到相对应的脱氧核苷酸序列获取目的基因→构建基因表达载体→将目的基因导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定实质定向改造或生产人类所需的蛋白质定向改造生物的遗传特性，以获得人类所需的生物类型或生物产品结果可产生自然界没有的蛋白质只能生产自然界已有的蛋白质联系（1）蛋白质工程是在基因工程基础上延伸出来的第二代基因工程（2）基因工程中所利用的某些酶需要通过蛋白质进行修饰、改造13．【答案】B【解析】【解答】动物体细胞核移植技术可用于克隆动物，但动物体细胞杂交不能用来克隆动物。动物细胞融合可用于制备单克隆抗体，由此分析B选项是错误的。故答案为：B【分析】体细胞核移植技术的应用前景：①加速家畜遗传改良的进程；②保护濒危物种；③生产医用蛋白质；④转基因克隆动物作为异种移植的供体；⑤人核移植胚胎干细胞诱导分化后提供组织、器官用于移植；⑥研究克隆动物和克隆细胞，可使人类更深入了解胚胎发育及衰老过程；⑦用克隆动物做疾病模型。动物细胞融合的应用：制备单克隆抗体，诊断、治疗、预防疾病，例如“生物导弹”治疗癌症。14．【答案】C【解析】【解答】A、基因工程和蛋白质工程都需对基因进行分子水平操作，A不符合题意；B、基因工程原则上合成的是天然存在的蛋白质，蛋白质工程可以合成天然不存在的蛋白质，B不符合题意；C、基因工程与蛋白质工程的操作对象都是基因，因此都是在分子水平上进行操作，C符合题意；D、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，D不符合题意。故答案为：C【分析】蛋白质工程与基因工程的比较：

(1)区别

(2)联系

①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。

②基因工程中所利用的某些酶需要通过蛋白质工程进行修饰、改造。15．【答案】C【解析】【解答】A、根据题干信息分析，将目的基因（控制某药物蛋白合成的基因）导入了来亨鸡胚胎细胞的DNA中，发育成的鸡产生了该药物蛋白的鸡蛋，说明目的基因在这些鸡中表达了，A不符合题意；B、这些含该药物蛋白的鸡蛋孵出的鸡，仍能产出含该药物蛋白的鸡蛋，说明这种变异属于可遗传的变异，B不符合题意；C、该技术为第一代基因工程技术，并没有利用蛋白质工程对控制蛋白质合成的基因的结构进行改造，C符合题意；D、基因工程的原理是基因重组，且是对生物性状的定向改造，即这种变异是定向的，D不符合题意。故答案为：C【分析】解答D选项，要注意基因工程的原理是基因重组，具有方向性。16．【答案】D【解析】【解答】蛋白质工程是通过化学、物理和分子生物学的手段进行基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类对生产和生活的需求，所以D正确。【分析】本题考查蛋白质工程的内容，意在考查考生对所学知识的理解和掌握。17．【答案】B【解析】【解答】蛋白质工程实质是通过改变基因结构来改造蛋白质，操作水平是分子水平，操作对象为基因，故AC错误；蛋白质工程能产生出自然界中不曾存在过的新型蛋白质分子，故B正确；天然蛋白质是通过已有的基因控制合成的，故D错误。【分析】本题考查蛋白质工程的有关知识，意在考查考生识记能力和理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系的能力。18．【答案】B【解析】【解答】通过基因定点突变是在基因水平操作，进而改造形成新的蛋白质，为蛋白质工程，B正确。细胞工程在细胞水平进行操作，获取细胞产物和个体，A错。胚胎工程对动物早期胚胎或配子进行处理，获得的胚胎进行移植产生后代，C错。基因工程通过DNA重组和转基因技术，创造出符合要求的生物类型和产品，D错。【分析】本题考查蛋白质工程相关知识，意在考查考生能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系，形成知识的网络结构能力。19．【答案】A【解析】【解答】灭活的病毒可用于细胞工程技术中动物细胞融合，也可用于基因工程技术中的载体，A正确；在基因工程中，氯化钙用于处理微生物细胞，使之成为感受态细胞，便于目的基因的导入，B错误；质粒在基因工程中作为运载体，将目的基因导入受体细胞，并稳定存在，C错误；聚乙二醇在细胞工程中用于细胞融合，体现细胞膜的流动性，D错误。【分析】本题主要考查生物技术的相关知识，意在考查考生对所学知识的理解，把握知识间的内在联系的能力。20．【答案】B【解析】【解答】据题意分析，蛋白质工程中通过基因修饰或基因合成来完成对蛋白质结构进行设计改造的原因是改造基因易于操作且改造后能够遗传，所以B正确。【分析】本题考查蛋白质工程生物内容，意在考查考生对所学知识的理解并把握知识间的内在联系。21．【答案】（1）蛋白质工程（2）碱基对(或脱氧核苷酸序列)（3）少数氨基酸的替换（4）基因工程【解析】【解答】(1)题中改造枯草杆菌蛋白酶的生物技术是蛋白质工程。(2)将枯草杆菌蛋白酶分子中的少数氨基酸替换,改造后的枯草杆菌中的控制合成蛋白酶的基因与原来相比,碱基对或脱氧核苷酸序列发生变化。(3)利用生物技术改造蛋白质,提高了蛋白质的稳定性,埃斯特尔所做的工作是对已知蛋白质进行少数氨基酸的替换。(4)若要获得新型蛋白质,需用到的生物工程有蛋白质工程、基因工程和发酵工程。【分析】1、蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。2、埃斯特尔将枯草杆菌蛋白酶分子中的少数氨基酸替换后,虽然其水解活性有所下降,但抗氧化的能力大大提高。原因是基因的结构发生改变。22．【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】【解答】(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。【分析】1、蛋白质过程基本步骤：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→找到相对应的脱氧核苷酸序列。

2、PCR扩增技术中文名称为聚合酶链式反应，关于PCR技术扩增目的基因简介：

（1）原理：DNA双链可以进行半保留复制；

（2）过程：第一步：加热至90～95℃DNA解链；第二步：冷却到55～60℃，引物结合到互补DNA链；第三步：加热至70～75℃，热稳定DNA聚合酶从引物起始互补链的合成；

（3）条件：模板，引物（进行PCR操作的前提），热稳定DNA聚合酶（taqDNA聚合酶）；

（4）特点：使微量的DNA大幅增多。

23．【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】【解答】（1）（2）（3）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。（4）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。（5）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。（6）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。（7）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。【分析】1、蛋白质过程基本步骤：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→找到相对应的脱氧核苷酸序列。

2、中心法则内容：遗传信息可以从DNA流向DNA，即DNA的自我复制；也可以从DNA流向RNA，进而流向蛋白质，即遗传信息的转录和翻译。但是，遗传信息不能从蛋白质流向蛋白质，也不能从蛋白质流向DNA或RNA。在某些病毒体内，遗传信息也可由RNA传递给DNA，称为逆转录过程；在某些病毒体内也可以发生RNA自我复制过程。

24．【答案】（1）氨基酸序列(或结构)（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】【解答】(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。(