《3.4 蛋白質(zhì)工程的原理和應(yīng)用》講義案

學(xué)而優(yōu)·教有方PAGE試卷第=1頁(yè)，共=sectionpages33頁(yè)P(yáng)AGE13.4蛋白質(zhì)工程的原理和應(yīng)用目標(biāo)導(dǎo)航目標(biāo)導(dǎo)航課程標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)解讀蛋白質(zhì)工程是基因工程的延伸。概述人們根據(jù)基因工程原理，進(jìn)行蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)和改造，可以獲得性狀和功能更符合人類需求的蛋白質(zhì)。舉例說明依據(jù)人類需要對(duì)原有蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行基因改造、生產(chǎn)目標(biāo)蛋白的過程。1.說出蛋白質(zhì)工程崛起的緣由。2.概述蛋白質(zhì)工程的基本原理。3.舉例說明依據(jù)人類需對(duì)原有蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行基因改造、生產(chǎn)目標(biāo)蛋白的過程。課前預(yù)習(xí)課前預(yù)習(xí)一.蛋白質(zhì)工程的概念理解①基礎(chǔ)：蛋白質(zhì)分子的及其與的關(guān)系。②手段：改造或合成。③結(jié)果：對(duì)現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行或制造出。二、蛋白質(zhì)工程崛起的緣由1.基因工程的實(shí)質(zhì)和不足：(1)實(shí)質(zhì)：將一種生物的基因轉(zhuǎn)移到,后者可以產(chǎn)生它本不能產(chǎn)生的，進(jìn)而表現(xiàn)出。(2)基因工程存在的不足：原則上只能生產(chǎn)自然界的蛋白質(zhì)。2.蛋白質(zhì)工程的崛起：(1)理論和技術(shù)條件：、晶體學(xué)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展。(2)天然蛋白質(zhì)存在不足：天然蛋白質(zhì)的符合特定物種生存的需要，卻不一定完全符合的需要。(3)實(shí)例：玉米中賴氨酸的含量比較低，將賴氨酸合成過程中兩種酶的替換，就可以使玉米葉片和種子中游離賴氨酸的含量分別提高5倍和2倍。三、蛋白質(zhì)工程的基本原理1.目標(biāo)：根據(jù)人們對(duì)功能的特定需求，對(duì)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)改造。2.方法：或。3.流程：從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)→設(shè)計(jì)預(yù)期的→推測(cè)應(yīng)有的序列→找到并改變相對(duì)應(yīng)的序列（基因）或合成新的→獲得所需要的蛋白質(zhì)。四、蛋白質(zhì)工程的應(yīng)用1.在醫(yī)藥工業(yè)方面的應(yīng)用(1)研發(fā)速效胰島素類似物：科學(xué)家通過改造使B28位脯氨酸替換為天冬氨酸或者將它與B29位的賴氨酸交換位置，從而有效抑制了，研發(fā)出速效胰島素類似物。(2)提高干擾素的保存期：將干擾素分子上的一個(gè)變成，提高了干擾素的保存時(shí)間。(3)改造抗體：將小鼠單克隆抗體上“嫁接”到人的抗體上，降低了誘發(fā)人體免疫反應(yīng)的強(qiáng)度。2.在其他工業(yè)和農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用(1)改進(jìn)酶的性能或開發(fā)新的工業(yè)用酶：利用蛋白質(zhì)工程獲得蛋白酶的多種。(2)改造某些重要的酶：利用蛋白質(zhì)工程改造參與的酶，以提高植物光合作用的效率。易錯(cuò)易混辨析(1)蛋白質(zhì)工程的目的是改造或合成人類需要的蛋白質(zhì)。（）(2)蛋白質(zhì)工程以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系為基礎(chǔ)。（）(3)基因工程在分子水平對(duì)基因進(jìn)行操作，蛋白質(zhì)工程在分子水平對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行操作。（）(4)蛋白質(zhì)工程可以改造酶，提高酶的熱穩(wěn)定性。（）(5)蛋白質(zhì)工程最終要達(dá)到的目的是獲取編碼蛋白質(zhì)的基因序列信息。（）(6)蛋白質(zhì)工程需要改變蛋白質(zhì)分子的所有氨基酸序列。（）一.①結(jié)構(gòu)規(guī)律生物功能②基因③改造新的蛋白質(zhì)二、1.(1)另一種生物體內(nèi)蛋白質(zhì)新的性狀（2)已存在2.(1)分子生物學(xué)（2)結(jié)構(gòu)和功能人類生產(chǎn)和生活（3）氨基酸三、1.蛋白質(zhì)2.改造合成基因3.蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)氨基酸脫氧核苷酸基因四、1.(1)胰島素基因胰島素的聚合(2)半胱氨酸絲氨酸(3)結(jié)合抗原的區(qū)域2.(1)突變體（2)調(diào)控光合作用易錯(cuò)易混辨析：提示(1)√(2)√(3)×(4)√(5)×(6)×知識(shí)講解知識(shí)講解知識(shí)點(diǎn)一蛋白質(zhì)工程崛起的緣由1．基因工程的實(shí)質(zhì)及缺陷(1)實(shí)質(zhì)：基因工程是將一種生物的基因轉(zhuǎn)移到另一種生物體內(nèi)，使后者可以產(chǎn)生它原本不能產(chǎn)生的蛋白質(zhì)，進(jìn)而表現(xiàn)出新性狀。(2)缺陷：原則上，基因工程只能生產(chǎn)自然界中已經(jīng)存在的蛋白質(zhì)。2．蛋白質(zhì)工程崛起的緣由：蛋白質(zhì)工程的崛起主要是由于工業(yè)生產(chǎn)和基礎(chǔ)理論研究的需要。(1)天然蛋白質(zhì)的缺陷：天然蛋白質(zhì)是生物在長(zhǎng)期進(jìn)化過程中形成的，它們的結(jié)構(gòu)和功能符合特定物種生存的需要，卻不一定完全符合人類生產(chǎn)和生活的需要。(2)蛋白質(zhì)工程的目的：生產(chǎn)符合人類生產(chǎn)和生活需要的非天然蛋白質(zhì)。3．蛋白質(zhì)工程的成果(1)干擾素的體外保存：干擾素是動(dòng)物體內(nèi)的一種蛋白質(zhì)，可以用于治療病毒感染性疾病和癌癥，但在體外保存相當(dāng)困難，通過蛋白質(zhì)工程對(duì)其進(jìn)行改造，可以在－70℃條件下保存半年。(2)富含賴氨酸的玉米新品種的培育：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種關(guān)鍵酶—天冬氨酸激酶和二氫吡啶二羧酸合成酶的活性，受細(xì)胞內(nèi)賴氨酸濃度的影響較大。當(dāng)賴氨酸濃度達(dá)到一定量時(shí)，就會(huì)抑制這兩種酶的活性，從而影響賴氨酸含量的提高。通過蛋白質(zhì)工程改造這兩種酶后，玉米葉片和種子中的游離賴氨酸含量分別提高了5倍和2倍。知識(shí)點(diǎn)二蛋白質(zhì)工程的基本原理1．蛋白質(zhì)工程的概念：蛋白質(zhì)工程是指以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過改造或合成基因，來改造現(xiàn)有蛋白質(zhì)，或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類生產(chǎn)和生活的需求。可以說，蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上，延伸出來的第二代基因工程，是包含多學(xué)科的綜合科技工程。2．蛋白質(zhì)工程的目標(biāo)根據(jù)人們對(duì)蛋白質(zhì)功能的特定需求，對(duì)蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)改造，生產(chǎn)符合人們需求的、自然界中不存在的蛋白質(zhì)。3．蛋白質(zhì)工程的實(shí)質(zhì)由于基因決定蛋白質(zhì)，因此要對(duì)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)改造，最終還必須通過改造或合成基因來完成。4．蛋白質(zhì)工程的基本途徑(1)蛋白質(zhì)工程的內(nèi)容：一是根據(jù)需要設(shè)計(jì)具有特定氨基酸序列和空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)；二是確定蛋白質(zhì)的化學(xué)組成及空間結(jié)構(gòu)與生物功能之間的關(guān)系。在此基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)從氨基酸序列推測(cè)蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)和生理功能，設(shè)計(jì)合成具有特定生理功能的全新蛋白質(zhì)，而氨基酸的排列順序由基因決定，所以還需要改造控制蛋白質(zhì)合成的相應(yīng)基因中的脫氧核苷酸序列或人工合成所需要的自然界原本不存在的基因片段，用于蛋白質(zhì)工程。(2)蛋白質(zhì)工程的流程(下圖)：從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)→設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)→推測(cè)應(yīng)有的氨基酸序列→找到并改變相對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列(基因)或合成新的基因→獲得所需要的蛋白質(zhì)。實(shí)施蛋白質(zhì)工程的前提是了解蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能之間的關(guān)系。利用X射線衍射技術(shù)，可測(cè)定蛋白質(zhì)分子的三維空間結(jié)構(gòu)；利用核磁共振法，可了解蛋白質(zhì)的溶液構(gòu)象。知識(shí)點(diǎn)三蛋白質(zhì)工程的應(yīng)用1．在醫(yī)藥方面的應(yīng)用天然蛋白質(zhì)的缺陷蛋白質(zhì)工程的改造成果天然胰島素制劑容易形成二聚體或六聚體，皮下注射胰島素后往往要經(jīng)歷一個(gè)逐漸解離為單體的過程，這在一定程度上延緩了療效科學(xué)家已通過改造胰島素基因?qū)崿F(xiàn)了對(duì)相應(yīng)氨基酸序列的改造，使B28位脯氨酸替換為天冬氨酸或者將它與B29位的賴氨酸交換位置，從而有效抑制了胰島素的聚合，由此研發(fā)出的速效胰島素類似物產(chǎn)品已經(jīng)在臨床上廣泛應(yīng)用干擾素在體外保存相當(dāng)困難如果將干擾素分子上的一個(gè)半胱氨酸變成絲氨酸，那么在－70℃的條件下，干擾素可以保存半年小鼠單克隆抗體會(huì)使人產(chǎn)生免疫反應(yīng)，從而導(dǎo)致它的治療效果大大降低科學(xué)家將小鼠抗體上結(jié)合抗原的區(qū)域“嫁接”到人的抗體上，經(jīng)過這樣改造的抗體誘發(fā)免疫反應(yīng)的強(qiáng)度就會(huì)降低很多2．在工業(yè)方面的應(yīng)用(1)改進(jìn)酶的特性，從而提高其使用價(jià)值。如利用蛋白質(zhì)工程獲得枯草桿菌蛋白酶的突變體，從中篩選出符合工業(yè)化生產(chǎn)需求的突變體，從而提高這種酶的使用價(jià)值。(2)開發(fā)新的工業(yè)用酶。3．在農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用(1)嘗試改造某些參與調(diào)控光合作用的酶，以提高植物光合作用的效率，增加糧食的產(chǎn)量。(2)改造微生物蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，使其防治病蟲害的效果增強(qiáng)。4．蛋白質(zhì)工程面臨的困難：因?yàn)榈鞍踪|(zhì)發(fā)揮功能必須依賴于正確的高級(jí)結(jié)構(gòu)，而這種高級(jí)結(jié)構(gòu)往往十分復(fù)雜。要設(shè)計(jì)出更加符合人類需要的蛋白質(zhì)，還需要不斷地攻堅(jiān)克難。課后拓展課后拓展拓展01蛋白質(zhì)工程的基本原理天然蛋白質(zhì)，有的往往不盡人意，需要進(jìn)行改造。由于蛋白質(zhì)是由許多氨基酸按一定順序連接而成的，每一種蛋白質(zhì)有自己獨(dú)特的氨基酸順序，所以改變其中關(guān)鍵的氨基酸就能改變蛋白質(zhì)的性質(zhì)。而氨基酸是由三聯(lián)體密碼決定的，只要改變構(gòu)成遺傳密碼的一個(gè)或兩個(gè)堿基就能達(dá)到改造蛋白質(zhì)的目的。蛋白質(zhì)工程的一個(gè)重要途徑就是根據(jù)人們的需要，對(duì)負(fù)責(zé)編碼某種蛋白質(zhì)的基因重新進(jìn)行設(shè)計(jì)，使合成的蛋白質(zhì)變得更符合人類的需要。所以，蛋白質(zhì)工程是在基因重組技術(shù)、生物化學(xué)、分子生物學(xué)、分子遺傳學(xué)等學(xué)科的基礎(chǔ)之上，融合了蛋白質(zhì)晶體學(xué)、蛋白質(zhì)動(dòng)力學(xué)、蛋白質(zhì)化學(xué)和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)等多學(xué)科而發(fā)展起來的新興研究領(lǐng)域。其內(nèi)容主要有兩個(gè)方面：根據(jù)需要合成具有特定氨基酸序列和空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)；確定蛋白質(zhì)化學(xué)組成、空間結(jié)構(gòu)與生物功能之間的關(guān)系。在此基礎(chǔ)之上，實(shí)現(xiàn)從氨基酸序列預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)和生物功能，設(shè)計(jì)合成具有特定生物功能的全新的蛋白質(zhì)。在蛋白質(zhì)工程中最常采用的技術(shù)是定點(diǎn)誘變技術(shù)，即在特定的位點(diǎn)改變基因上核苷酸的種類，從而達(dá)到改變蛋白質(zhì)性狀的目的。三維空間結(jié)構(gòu)的測(cè)定是驗(yàn)證蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)的假設(shè)，即證明是新結(jié)構(gòu)改變了原有生物功能的必需手段。當(dāng)前，蛋白質(zhì)工程是發(fā)展較好、較快的分子工程。這是因?yàn)樵谶M(jìn)行蛋白質(zhì)分子設(shè)計(jì)后，已可應(yīng)用高效的基因工程來進(jìn)行蛋白的合成。在醫(yī)藥方面，許多蛋白質(zhì)工程的目標(biāo)是設(shè)法提高蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性。在農(nóng)業(yè)方面，蛋白質(zhì)工程成為改造農(nóng)業(yè)、大幅提高糧食產(chǎn)量的新途徑。美國(guó)以蛋白質(zhì)工程作為設(shè)計(jì)優(yōu)良微生物農(nóng)藥的新思路，對(duì)微生物蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行修改，提高了微生物農(nóng)藥的殺蟲率。在工業(yè)方面，通過改變酶的動(dòng)力學(xué)特性研制出高效除污酶。另外，利用蛋白質(zhì)工程研制生物元件來取代“硅芯片”、研制生物計(jì)算機(jī)開發(fā)生物傳感器的蛋白質(zhì)都有重大進(jìn)展。背誦筆記背誦筆記筆記01蛋白質(zhì)工程及蛋白質(zhì)工程崛起的緣由1.蛋白質(zhì)工程是指以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過改造或合成基因，來改造現(xiàn)有蛋白質(zhì)，或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類生產(chǎn)和生活的需求。2．基因工程的實(shí)質(zhì)：將一種生物的基因轉(zhuǎn)移到另一種生物體內(nèi)，后者可以產(chǎn)生它本不能產(chǎn)生的蛋白質(zhì)，進(jìn)而表現(xiàn)出新的性狀。3．基因工程的不足：基因工程在原則上只能產(chǎn)生自然界中已存在的蛋白質(zhì)。4．天然蛋白質(zhì)的不足：天然蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能符合特定物種生存的需要，卻不一定完全符合人類生產(chǎn)和生活的需要。5．實(shí)例：玉米中賴氨酸的含量比較低，賴氨酸合成中兩種酶的氨基酸被替換，就可以使玉米葉片和種子中游離賴氨酸分別提高5倍和2倍。筆記02蛋白質(zhì)工程的基本原理及應(yīng)用1．蛋白質(zhì)工程的基本原理。（1）目標(biāo)：根據(jù)人們對(duì)蛋白質(zhì)功能的特定需求，對(duì)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)改造。（2）方法：改造基因或合成基因。（3）流程：預(yù)期蛋白質(zhì)功能→設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)→推測(cè)應(yīng)有的氨基酸序列→找到相對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列(基因)或合成新的基因→獲得所需要的蛋白質(zhì)。2.蛋白質(zhì)工程的應(yīng)用。（1）在醫(yī)藥工業(yè)方面的應(yīng)用。①研發(fā)速效胰島素類似物：科學(xué)家通過改造胰島素基因使B鏈28位脯氨酸替換為天冬氨酸或者將它與29位的賴氨酸交換位置，從而有效抑制了胰島素的聚合，研發(fā)出速效胰島素類似物。②提高干擾素的保存期：將干擾素分子上的一個(gè)半胱氨酸變成絲氨酸，提高了干擾素的保存時(shí)間。③改造抗體：將小鼠單克隆抗體上結(jié)合抗原的區(qū)域“嫁接”到人的抗體上，降低了誘發(fā)人體免疫反應(yīng)的強(qiáng)度。（2）在其他工業(yè)和農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用。①改進(jìn)酶的性能或開發(fā)新的工業(yè)用酶：利用蛋白質(zhì)工程獲得蛋白酶的多種突變體。②改造某些重要的酶：利用蛋白質(zhì)工程改造參與調(diào)控光合作用的酶，以提高植物光合作用的效率。課后自測(cè)課后自測(cè)1．葡萄糖異構(gòu)酶能將葡萄糖轉(zhuǎn)化為果糖，其最適溫度約為60℃，生產(chǎn)上常用于高果糖漿的生產(chǎn)。科學(xué)家將葡萄糖異構(gòu)酶的第138位甘氨酸用脯氨酸替代，結(jié)果它的最適溫度提高了約10℃。下列有關(guān)敘述正確的是（

）A．蛋白質(zhì)工程直接對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行操作，從而改造或制造自然界沒有的蛋白質(zhì)B．編碼葡萄糖異構(gòu)酶的基因的脫氧核苷酸序列會(huì)有相應(yīng)的改變C．經(jīng)改造后的葡萄糖異構(gòu)酶熱穩(wěn)定性提高這一性狀不可遺傳D．改造后的葡萄糖異構(gòu)酶在60℃時(shí)催化活性高于70℃時(shí)的2．蛋白質(zhì)工程中對(duì)蛋白質(zhì)分子進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，主要包括（

）①?gòu)念A(yù)期的蛋白質(zhì)的功能出發(fā)②進(jìn)行少數(shù)氨基酸的替換

③設(shè)計(jì)全新的蛋白質(zhì)④直接改變蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)A．①② B．①②③ C．②③④ D．①②④3．快速、準(zhǔn)確地確定蛋白質(zhì)的三維空間結(jié)構(gòu)，一直是生命科學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)和難點(diǎn)。人工智能程序AlphaFold2對(duì)大部分蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的預(yù)測(cè)極為精準(zhǔn)，接近真實(shí)的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，達(dá)到了人類利用冷凍電鏡等復(fù)雜儀器觀察預(yù)測(cè)的水平。下列相關(guān)敘述不正確的是（）A．蛋白質(zhì)的氨基酸序列是預(yù)測(cè)其空間結(jié)構(gòu)的重要基礎(chǔ)B．預(yù)測(cè)、設(shè)計(jì)并制造新蛋白質(zhì)的技術(shù)屬于蛋白質(zhì)工程C．結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)能幫助揭示蛋白質(zhì)分子間相互作用的機(jī)制D．依據(jù)新蛋白質(zhì)的氨基酸序列能推出唯一的基因序列4．下列有關(guān)蛋白質(zhì)工程的敘述，錯(cuò)誤的是（）A．蛋白質(zhì)工程發(fā)展的基礎(chǔ)是基因工程B．蛋白質(zhì)工程是從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)，找到并改變相對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列，獲得所需要的蛋白質(zhì)的過程C．T4溶菌酶中引入二硫鍵提高了它的熱穩(wěn)定性，是蛋白質(zhì)工程應(yīng)用的體現(xiàn)D．蛋白質(zhì)工程只能改造現(xiàn)有的蛋白質(zhì)，不能制造新的蛋白質(zhì)5．如圖為蛋白質(zhì)工程操作的基本思路，下列敘述不正確的是（

）A．圖中①代表轉(zhuǎn)錄，②代表翻譯，④代表分子設(shè)計(jì)，⑤代表改造或合成DNAB．代表蛋白質(zhì)工程操作思路的過程是④⑤，代表中心法則內(nèi)容的是①②C．蛋白質(zhì)工程的目的是對(duì)基因的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分子設(shè)計(jì)D．從圖中可以看出蛋白質(zhì)工程的基本途徑與中心法則是相反的6．科學(xué)家設(shè)計(jì)了一種自然界中不存在的蛋白質(zhì)LCB1，可與新冠病毒表面S蛋白的受體結(jié)合域（RBD）緊密結(jié)合，以干擾新冠病毒的感染。下列說法不合理的是（）A．LCB1的作用機(jī)理與S蛋白的抗體類似B．可依據(jù)S蛋白的RBD結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)LCB1C．LCB1可以通過細(xì)胞中原有基因表達(dá)產(chǎn)生D．LCB1的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)屬于蛋白質(zhì)工程7．組織型纖溶酶原激活物（t-PA）能激活纖溶酶原轉(zhuǎn)化為纖溶酶，將沉積在血管內(nèi)外的纖維蛋白溶解，從而保持血管暢通。T-PA進(jìn)入血漿后大部分與纖溶酶原激活劑抑制物形成復(fù)合物，并迅速失去活性。科學(xué)家對(duì)其進(jìn)行改造，增加溶栓效能、減少藥用劑量和降低副作用等。下列敘述錯(cuò)誤的是（

）A．改造t-PA可通過改造基因或合成基因來實(shí)現(xiàn)B．改造t-PA的過程不需要構(gòu)建基因表達(dá)載體C．需根據(jù)t-Pa氨基酸序列合成出相應(yīng)的基因D．利用蛋白質(zhì)工程生產(chǎn)的改造t-PA在自然界中不存在8．蛋白質(zhì)工程是指以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過化學(xué)、物理和分子生物學(xué)的手段進(jìn)行基因修飾或基因合成，對(duì)現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類對(duì)生產(chǎn)和生活的需求。按照蛋白質(zhì)工程的定義，以下說法錯(cuò)誤的是（

）A．蛋白質(zhì)工程是一項(xiàng)綜合性很強(qiáng)的現(xiàn)代生物技術(shù)B．蛋白質(zhì)工程的目的性非常強(qiáng)C．蛋白質(zhì)工程對(duì)表達(dá)出該新型蛋白質(zhì)的生物不一定有利D．蛋白質(zhì)工程不需要對(duì)基因改造9．下列有關(guān)基因工程與蛋白質(zhì)工程的說法，正確的是

（

）A．基因工程需要對(duì)基因進(jìn)行分子水平操作，蛋白質(zhì)工程不對(duì)基因進(jìn)行操作B．基因工程合成的是天然的蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)工程合成的不一定是天然存在的蛋白質(zhì)C．基因工程是分子水平操作，蛋白質(zhì)工程是在蛋白質(zhì)分子水平上改造蛋白質(zhì)的D．蛋白質(zhì)工程無須構(gòu)建基因表達(dá)載體，改造后的蛋白質(zhì)的性狀不遺傳給子代10．新冠病毒的表面棘突蛋白（S蛋白）的受體結(jié)合域（RBD）與人體細(xì)胞表面的ACE2受體相互作用感染細(xì)胞。科學(xué)家設(shè)計(jì)了一種自然界中不存在的蛋白質(zhì)LCB1，可與S蛋白上的RBD緊密結(jié)合，以干擾新冠病毒的感染。下列說法不合理的是（）A．LCB1的作用機(jī)理與S蛋白的抗體類似B．康復(fù)病人體內(nèi)會(huì)有相應(yīng)的抗體、記憶T細(xì)胞、記憶B細(xì)胞C．能產(chǎn)生抗體或淋巴因子的細(xì)胞都能通過S蛋白對(duì)該病毒進(jìn)行識(shí)別D．巨噬細(xì)胞不能依賴其細(xì)胞膜上的S蛋白特異性吞噬新型冠狀病毒11．圖為蛋白質(zhì)工程操作的基本思路，下列相關(guān)敘述正確的是（

）

A．圖中⑤、⑥過程分別在細(xì)胞核和核糖體中進(jìn)行B．根據(jù)蛋白質(zhì)的氨基酸序列推測(cè)出的mRNA堿基序列是唯一的C．蛋白質(zhì)工程的直接操作對(duì)象是蛋白質(zhì)，不需要對(duì)基因進(jìn)行操作D．蛋白質(zhì)工程的目的是改造現(xiàn)有蛋白質(zhì)或制造新的蛋白質(zhì)，滿足人類的需求12．下列關(guān)于蛋白質(zhì)工程的說法，錯(cuò)誤的是（

）A．蛋白質(zhì)工程在分子水平上對(duì)蛋白質(zhì)分子直接進(jìn)行操作B．蛋白質(zhì)工程能產(chǎn)生自然界中不存在的新型蛋白質(zhì)分子C．蛋白質(zhì)工程的基礎(chǔ)是蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)規(guī)律與生物功能的關(guān)系D．蛋白質(zhì)工程與天然蛋白質(zhì)合成過程都遵循中心法則13．已知某水生動(dòng)物體內(nèi)存在一種蛋白質(zhì)類的酶X，由363個(gè)氨基酸構(gòu)成?？茖W(xué)家利用蛋白質(zhì)工程技術(shù)將X中133位的蘇氨酸變?yōu)榻z氨酸，254位的精氨酸變?yōu)楦拾彼?。改變后的蛋白質(zhì)不僅具有原來X的催化功能，還具有轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的新功能，最終改變了該水生動(dòng)物的某些性狀。下列相關(guān)說法正確的是（

）A．蛋白質(zhì)工程和基因工程的根本區(qū)別是操作對(duì)象存在明顯差異B．通過蛋白質(zhì)工程使該水生動(dòng)物的性狀改變，屬于可遺傳變異C．蛋白質(zhì)工程合成蛋白質(zhì)過程的遺傳信息流向與中心法則相反D．當(dāng)前限制蛋白質(zhì)工程發(fā)展的主要原因是基因復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)14．基因疫苗是將編碼外源性抗原的基因插入到質(zhì)粒上，然后將質(zhì)粒直接導(dǎo)入人或動(dòng)物體內(nèi)，讓其在宿主細(xì)胞中表達(dá)抗原蛋白，誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生免疫應(yīng)答。下列敘述正確的是（

）A．接種基因疫苗只能預(yù)防特定微生物的感染B．疫苗經(jīng)注射進(jìn)入人體后，可被人體的漿細(xì)胞識(shí)別C．利用蛋白質(zhì)工程生產(chǎn)的蛋白質(zhì)疫苗就是基因疫苗D．基因疫苗是指機(jī)體能識(shí)別特定的基因，從而引起機(jī)體產(chǎn)生免疫反應(yīng)15．下列有關(guān)生物工程的敘述，不正確的有（

）①基因工程的核心步驟是構(gòu)建基因表達(dá)載體②蛋白質(zhì)工程可通過直接改造蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)從而改變其功能③克隆羊的培育涉及細(xì)胞核移植、早期胚胎培養(yǎng)和胚胎移植等技術(shù)④PCR技術(shù)需要酶打開DNA雙鏈⑤利用核移植技術(shù)可以培育試管嬰兒⑥牛胚胎發(fā)育的歷程是：受精卵→桑椹胚→囊胚→原腸胚→幼體⑦利用動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)和細(xì)胞融合技術(shù)可以制備單克隆抗體③利用植物莖尖培養(yǎng)脫毒苗時(shí)，需要對(duì)離體的莖尖、培養(yǎng)基等進(jìn)行滅菌A．一項(xiàng) B．兩項(xiàng) C．三項(xiàng) D．四項(xiàng)16．基因工程原則上只能生產(chǎn)自然界中，這些天然蛋白質(zhì)是生物在長(zhǎng)期進(jìn)化過程中形成的，它們的結(jié)構(gòu)和功能符合需要，卻不一定完全符合人類需要。17．蛋白質(zhì)工程的實(shí)質(zhì)：通過或，來現(xiàn)有蛋白質(zhì)或制造新的蛋白質(zhì)。18．有關(guān)蛋白質(zhì)工程的兩點(diǎn)提醒：（1）改造對(duì)象是基因：任何一種天然蛋白質(zhì)都是由的，改造了即對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行了改造，而且改造過的蛋白質(zhì)可以遺傳下去。（2）基因突變的新基因中含有不編碼蛋白質(zhì)的序列，而蛋白質(zhì)工程中的則沒有。（3）19．天然蛋白質(zhì)合成的過程：天然蛋白質(zhì)合成的過程是按照進(jìn)行的?；颉磉_(dá)（轉(zhuǎn)錄和翻譯）→形成具有的多肽鏈→形成具有的蛋白質(zhì)→行使生物功能。20．蛋白質(zhì)工程被廣泛用于或開發(fā)新的工業(yè)用酶。如枯草桿菌蛋白酶具有水解蛋白質(zhì)的作用，常被用于洗滌劑工業(yè)、絲綢工業(yè)等。迄今為止，利用蛋白質(zhì)工程獲得的該酶的突變體已有上百種，從中可能篩選出一些符合工業(yè)化生產(chǎn)需求的，從而提高這種酶的使用價(jià)值。

3.4蛋白質(zhì)工程的原理和應(yīng)用目標(biāo)導(dǎo)航目標(biāo)導(dǎo)航課程標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)解讀蛋白質(zhì)工程是基因工程的延伸。概述人們根據(jù)基因工程原理，進(jìn)行蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)和改造，可以獲得性狀和功能更符合人類需求的蛋白質(zhì)。舉例說明依據(jù)人類需要對(duì)原有蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行基因改造、生產(chǎn)目標(biāo)蛋白的過程。1.說出蛋白質(zhì)工程崛起的緣由。2.概述蛋白質(zhì)工程的基本原理。3.舉例說明依據(jù)人類需對(duì)原有蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行基因改造、生產(chǎn)目標(biāo)蛋白的過程。課前預(yù)習(xí)課前預(yù)習(xí)一.蛋白質(zhì)工程的概念理解①基礎(chǔ)：蛋白質(zhì)分子的及其與的關(guān)系。②手段：改造或合成。③結(jié)果：對(duì)現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行或制造出。二、蛋白質(zhì)工程崛起的緣由1.基因工程的實(shí)質(zhì)和不足：(1)實(shí)質(zhì)：將一種生物的基因轉(zhuǎn)移到,后者可以產(chǎn)生它本不能產(chǎn)生的，進(jìn)而表現(xiàn)出。(2)基因工程存在的不足：原則上只能生產(chǎn)自然界的蛋白質(zhì)。2.蛋白質(zhì)工程的崛起：(1)理論和技術(shù)條件：、晶體學(xué)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展。(2)天然蛋白質(zhì)存在不足：天然蛋白質(zhì)的符合特定物種生存的需要，卻不一定完全符合的需要。(3)實(shí)例：玉米中賴氨酸的含量比較低，將賴氨酸合成過程中兩種酶的替換，就可以使玉米葉片和種子中游離賴氨酸的含量分別提高5倍和2倍。三、蛋白質(zhì)工程的基本原理1.目標(biāo)：根據(jù)人們對(duì)功能的特定需求，對(duì)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)改造。2.方法：或。3.流程：從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)→設(shè)計(jì)預(yù)期的→推測(cè)應(yīng)有的序列→找到并改變相對(duì)應(yīng)的序列（基因）或合成新的→獲得所需要的蛋白質(zhì)。四、蛋白質(zhì)工程的應(yīng)用1.在醫(yī)藥工業(yè)方面的應(yīng)用(1)研發(fā)速效胰島素類似物：科學(xué)家通過改造使B28位脯氨酸替換為天冬氨酸或者將它與B29位的賴氨酸交換位置，從而有效抑制了，研發(fā)出速效胰島素類似物。(2)提高干擾素的保存期：將干擾素分子上的一個(gè)變成，提高了干擾素的保存時(shí)間。(3)改造抗體：將小鼠單克隆抗體上“嫁接”到人的抗體上，降低了誘發(fā)人體免疫反應(yīng)的強(qiáng)度。2.在其他工業(yè)和農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用(1)改進(jìn)酶的性能或開發(fā)新的工業(yè)用酶：利用蛋白質(zhì)工程獲得蛋白酶的多種。(2)改造某些重要的酶：利用蛋白質(zhì)工程改造參與的酶，以提高植物光合作用的效率。易錯(cuò)易混辨析(1)蛋白質(zhì)工程的目的是改造或合成人類需要的蛋白質(zhì)。（）(2)蛋白質(zhì)工程以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系為基礎(chǔ)。（）(3)基因工程在分子水平對(duì)基因進(jìn)行操作，蛋白質(zhì)工程在分子水平對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行操作。（）(4)蛋白質(zhì)工程可以改造酶，提高酶的熱穩(wěn)定性。（）(5)蛋白質(zhì)工程最終要達(dá)到的目的是獲取編碼蛋白質(zhì)的基因序列信息。（）(6)蛋白質(zhì)工程需要改變蛋白質(zhì)分子的所有氨基酸序列。（）一.①結(jié)構(gòu)規(guī)律生物功能②基因③改造新的蛋白質(zhì)二、1.(1)另一種生物體內(nèi)蛋白質(zhì)新的性狀（2)已存在2.(1)分子生物學(xué)（2)結(jié)構(gòu)和功能人類生產(chǎn)和生活（3）氨基酸三、1.蛋白質(zhì)2.改造合成基因3.蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)氨基酸脫氧核苷酸基因四、1.(1)胰島素基因胰島素的聚合(2)半胱氨酸絲氨酸(3)結(jié)合抗原的區(qū)域2.(1)突變體（2)調(diào)控光合作用易錯(cuò)易混辨析：提示(1)√(2)√(3)×(4)√(5)×(6)×知識(shí)講解知識(shí)講解知識(shí)點(diǎn)一蛋白質(zhì)工程崛起的緣由1．基因工程的實(shí)質(zhì)及缺陷(1)實(shí)質(zhì)：基因工程是將一種生物的基因轉(zhuǎn)移到另一種生物體內(nèi)，使后者可以產(chǎn)生它原本不能產(chǎn)生的蛋白質(zhì)，進(jìn)而表現(xiàn)出新性狀。(2)缺陷：原則上，基因工程只能生產(chǎn)自然界中已經(jīng)存在的蛋白質(zhì)。2．蛋白質(zhì)工程崛起的緣由：蛋白質(zhì)工程的崛起主要是由于工業(yè)生產(chǎn)和基礎(chǔ)理論研究的需要。(1)天然蛋白質(zhì)的缺陷：天然蛋白質(zhì)是生物在長(zhǎng)期進(jìn)化過程中形成的，它們的結(jié)構(gòu)和功能符合特定物種生存的需要，卻不一定完全符合人類生產(chǎn)和生活的需要。(2)蛋白質(zhì)工程的目的：生產(chǎn)符合人類生產(chǎn)和生活需要的非天然蛋白質(zhì)。3．蛋白質(zhì)工程的成果(1)干擾素的體外保存：干擾素是動(dòng)物體內(nèi)的一種蛋白質(zhì)，可以用于治療病毒感染性疾病和癌癥，但在體外保存相當(dāng)困難，通過蛋白質(zhì)工程對(duì)其進(jìn)行改造，可以在－70℃條件下保存半年。(2)富含賴氨酸的玉米新品種的培育：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種關(guān)鍵酶—天冬氨酸激酶和二氫吡啶二羧酸合成酶的活性，受細(xì)胞內(nèi)賴氨酸濃度的影響較大。當(dāng)賴氨酸濃度達(dá)到一定量時(shí)，就會(huì)抑制這兩種酶的活性，從而影響賴氨酸含量的提高。通過蛋白質(zhì)工程改造這兩種酶后，玉米葉片和種子中的游離賴氨酸含量分別提高了5倍和2倍。知識(shí)點(diǎn)二蛋白質(zhì)工程的基本原理1．蛋白質(zhì)工程的概念：蛋白質(zhì)工程是指以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過改造或合成基因，來改造現(xiàn)有蛋白質(zhì)，或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類生產(chǎn)和生活的需求。可以說，蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上，延伸出來的第二代基因工程，是包含多學(xué)科的綜合科技工程。2．蛋白質(zhì)工程的目標(biāo)根據(jù)人們對(duì)蛋白質(zhì)功能的特定需求，對(duì)蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)改造，生產(chǎn)符合人們需求的、自然界中不存在的蛋白質(zhì)。3．蛋白質(zhì)工程的實(shí)質(zhì)由于基因決定蛋白質(zhì)，因此要對(duì)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)改造，最終還必須通過改造或合成基因來完成。4．蛋白質(zhì)工程的基本途徑(1)蛋白質(zhì)工程的內(nèi)容：一是根據(jù)需要設(shè)計(jì)具有特定氨基酸序列和空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)；二是確定蛋白質(zhì)的化學(xué)組成及空間結(jié)構(gòu)與生物功能之間的關(guān)系。在此基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)從氨基酸序列推測(cè)蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)和生理功能，設(shè)計(jì)合成具有特定生理功能的全新蛋白質(zhì)，而氨基酸的排列順序由基因決定，所以還需要改造控制蛋白質(zhì)合成的相應(yīng)基因中的脫氧核苷酸序列或人工合成所需要的自然界原本不存在的基因片段，用于蛋白質(zhì)工程。(2)蛋白質(zhì)工程的流程(下圖)：從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)→設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)→推測(cè)應(yīng)有的氨基酸序列→找到并改變相對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列(基因)或合成新的基因→獲得所需要的蛋白質(zhì)。實(shí)施蛋白質(zhì)工程的前提是了解蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能之間的關(guān)系。利用X射線衍射技術(shù)，可測(cè)定蛋白質(zhì)分子的三維空間結(jié)構(gòu)；利用核磁共振法，可了解蛋白質(zhì)的溶液構(gòu)象。知識(shí)點(diǎn)三蛋白質(zhì)工程的應(yīng)用1．在醫(yī)藥方面的應(yīng)用天然蛋白質(zhì)的缺陷蛋白質(zhì)工程的改造成果天然胰島素制劑容易形成二聚體或六聚體，皮下注射胰島素后往往要經(jīng)歷一個(gè)逐漸解離為單體的過程，這在一定程度上延緩了療效科學(xué)家已通過改造胰島素基因?qū)崿F(xiàn)了對(duì)相應(yīng)氨基酸序列的改造，使B28位脯氨酸替換為天冬氨酸或者將它與B29位的賴氨酸交換位置，從而有效抑制了胰島素的聚合，由此研發(fā)出的速效胰島素類似物產(chǎn)品已經(jīng)在臨床上廣泛應(yīng)用干擾素在體外保存相當(dāng)困難如果將干擾素分子上的一個(gè)半胱氨酸變成絲氨酸，那么在－70℃的條件下，干擾素可以保存半年小鼠單克隆抗體會(huì)使人產(chǎn)生免疫反應(yīng)，從而導(dǎo)致它的治療效果大大降低科學(xué)家將小鼠抗體上結(jié)合抗原的區(qū)域“嫁接”到人的抗體上，經(jīng)過這樣改造的抗體誘發(fā)免疫反應(yīng)的強(qiáng)度就會(huì)降低很多2．在工業(yè)方面的應(yīng)用(1)改進(jìn)酶的特性，從而提高其使用價(jià)值。如利用蛋白質(zhì)工程獲得枯草桿菌蛋白酶的突變體，從中篩選出符合工業(yè)化生產(chǎn)需求的突變體，從而提高這種酶的使用價(jià)值。(2)開發(fā)新的工業(yè)用酶。3．在農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用(1)嘗試改造某些參與調(diào)控光合作用的酶，以提高植物光合作用的效率，增加糧食的產(chǎn)量。(2)改造微生物蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，使其防治病蟲害的效果增強(qiáng)。4．蛋白質(zhì)工程面臨的困難：因?yàn)榈鞍踪|(zhì)發(fā)揮功能必須依賴于正確的高級(jí)結(jié)構(gòu)，而這種高級(jí)結(jié)構(gòu)往往十分復(fù)雜。要設(shè)計(jì)出更加符合人類需要的蛋白質(zhì)，還需要不斷地攻堅(jiān)克難。課后拓展課后拓展拓展01蛋白質(zhì)工程的基本原理天然蛋白質(zhì)，有的往往不盡人意，需要進(jìn)行改造。由于蛋白質(zhì)是由許多氨基酸按一定順序連接而成的，每一種蛋白質(zhì)有自己獨(dú)特的氨基酸順序，所以改變其中關(guān)鍵的氨基酸就能改變蛋白質(zhì)的性質(zhì)。而氨基酸是由三聯(lián)體密碼決定的，只要改變構(gòu)成遺傳密碼的一個(gè)或兩個(gè)堿基就能達(dá)到改造蛋白質(zhì)的目的。蛋白質(zhì)工程的一個(gè)重要途徑就是根據(jù)人們的需要，對(duì)負(fù)責(zé)編碼某種蛋白質(zhì)的基因重新進(jìn)行設(shè)計(jì)，使合成的蛋白質(zhì)變得更符合人類的需要。所以，蛋白質(zhì)工程是在基因重組技術(shù)、生物化學(xué)、分子生物學(xué)、分子遺傳學(xué)等學(xué)科的基礎(chǔ)之上，融合了蛋白質(zhì)晶體學(xué)、蛋白質(zhì)動(dòng)力學(xué)、蛋白質(zhì)化學(xué)和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)等多學(xué)科而發(fā)展起來的新興研究領(lǐng)域。其內(nèi)容主要有兩個(gè)方面：根據(jù)需要合成具有特定氨基酸序列和空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)；確定蛋白質(zhì)化學(xué)組成、空間結(jié)構(gòu)與生物功能之間的關(guān)系。在此基礎(chǔ)之上，實(shí)現(xiàn)從氨基酸序列預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)和生物功能，設(shè)計(jì)合成具有特定生物功能的全新的蛋白質(zhì)。在蛋白質(zhì)工程中最常采用的技術(shù)是定點(diǎn)誘變技術(shù)，即在特定的位點(diǎn)改變基因上核苷酸的種類，從而達(dá)到改變蛋白質(zhì)性狀的目的。三維空間結(jié)構(gòu)的測(cè)定是驗(yàn)證蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)的假設(shè)，即證明是新結(jié)構(gòu)改變了原有生物功能的必需手段。當(dāng)前，蛋白質(zhì)工程是發(fā)展較好、較快的分子工程。這是因?yàn)樵谶M(jìn)行蛋白質(zhì)分子設(shè)計(jì)后，已可應(yīng)用高效的基因工程來進(jìn)行蛋白的合成。在醫(yī)藥方面，許多蛋白質(zhì)工程的目標(biāo)是設(shè)法提高蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性。在農(nóng)業(yè)方面，蛋白質(zhì)工程成為改造農(nóng)業(yè)、大幅提高糧食產(chǎn)量的新途徑。美國(guó)以蛋白質(zhì)工程作為設(shè)計(jì)優(yōu)良微生物農(nóng)藥的新思路，對(duì)微生物蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行修改，提高了微生物農(nóng)藥的殺蟲率。在工業(yè)方面，通過改變酶的動(dòng)力學(xué)特性研制出高效除污酶。另外，利用蛋白質(zhì)工程研制生物元件來取代“硅芯片”、研制生物計(jì)算機(jī)開發(fā)生物傳感器的蛋白質(zhì)都有重大進(jìn)展。背誦筆記背誦筆記筆記01蛋白質(zhì)工程及蛋白質(zhì)工程崛起的緣由1.蛋白質(zhì)工程是指以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過改造或合成基因，來改造現(xiàn)有蛋白質(zhì)，或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類生產(chǎn)和生活的需求。2．基因工程的實(shí)質(zhì)：將一種生物的基因轉(zhuǎn)移到另一種生物體內(nèi)，后者可以產(chǎn)生它本不能產(chǎn)生的蛋白質(zhì)，進(jìn)而表現(xiàn)出新的性狀。3．基因工程的不足：基因工程在原則上只能產(chǎn)生自然界中已存在的蛋白質(zhì)。4．天然蛋白質(zhì)的不足：天然蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能符合特定物種生存的需要，卻不一定完全符合人類生產(chǎn)和生活的需要。5．實(shí)例：玉米中賴氨酸的含量比較低，賴氨酸合成中兩種酶的氨基酸被替換，就可以使玉米葉片和種子中游離賴氨酸分別提高5倍和2倍。筆記02蛋白質(zhì)工程的基本原理及應(yīng)用1．蛋白質(zhì)工程的基本原理。（1）目標(biāo)：根據(jù)人們對(duì)蛋白質(zhì)功能的特定需求，對(duì)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)改造。（2）方法：改造基因或合成基因。（3）流程：預(yù)期蛋白質(zhì)功能→設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)→推測(cè)應(yīng)有的氨基酸序列→找到相對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列(基因)或合成新的基因→獲得所需要的蛋白質(zhì)。課后自測(cè)2.蛋白質(zhì)工程的應(yīng)用。（1）在醫(yī)藥工業(yè)方面的應(yīng)用。①研發(fā)速效胰島素類似物：科學(xué)家通過改造胰島素基因使B鏈28位脯氨酸替換為天冬氨酸或者將它與29位的賴氨酸交換位置，從而有效抑制了胰島素的聚合，研發(fā)出速效胰島素類似物。②提高干擾素的保存期：將干擾素分子上的一個(gè)半胱氨酸變成絲氨酸，提高了干擾素的保存時(shí)間。③改造抗體：將小鼠單克隆抗體上結(jié)合抗原的區(qū)域“嫁接”到人的抗體上，降低了誘發(fā)人體免疫反應(yīng)的強(qiáng)度。（2）在其他工業(yè)和農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用。①改進(jìn)酶的性能或開發(fā)新的工業(yè)用酶：利用蛋白質(zhì)工程獲得蛋白酶的多種突變體。②改造某些重要的酶：利用蛋白質(zhì)工程改造參與調(diào)控光合作用的酶，以提高植物光合作用的效率。課后自測(cè)1．葡萄糖異構(gòu)酶能將葡萄糖轉(zhuǎn)化為果糖，其最適溫度約為60℃，生產(chǎn)上常用于高果糖漿的生產(chǎn)?？茖W(xué)家將葡萄糖異構(gòu)酶的第138位甘氨酸用脯氨酸替代，結(jié)果它的最適溫度提高了約10℃。下列有關(guān)敘述正確的是（

）A．蛋白質(zhì)工程直接對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行操作，從而改造或制造自然界沒有的蛋白質(zhì)B．編碼葡萄糖異構(gòu)酶的基因的脫氧核苷酸序列會(huì)有相應(yīng)的改變C．經(jīng)改造后的葡萄糖異構(gòu)酶熱穩(wěn)定性提高這一性狀不可遺傳D．改造后的葡萄糖異構(gòu)酶在60℃時(shí)催化活性高于70℃時(shí)的【答案】B【分析】蛋白質(zhì)工程指以蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過基因修飾或基因合成，對(duì)現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行基因改造，或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類的生產(chǎn)和生活的需要?！驹斀狻緼、蛋白質(zhì)工程不是通過改造蛋白質(zhì)來實(shí)現(xiàn)的，而是通過對(duì)基因進(jìn)行操作來實(shí)現(xiàn)對(duì)蛋白質(zhì)的改造，A錯(cuò)誤；B、編碼葡萄糖異構(gòu)酶的基因是DNA上的片段，故經(jīng)改造后編碼葡萄糖異構(gòu)酶的基因的脫氧核苷酸序列會(huì)有相應(yīng)的改變，B正確；C、葡萄糖異構(gòu)酶熱穩(wěn)定性提高這一性狀，是通過改變基因的序列獲得的，可以遺傳，C錯(cuò)誤；D、改造后的葡萄糖異構(gòu)酶最適溫度約為70℃，在60℃時(shí)活性較低，生產(chǎn)高果糖漿的效率可能低于70℃時(shí)的，D錯(cuò)誤。故選B。2．蛋白質(zhì)工程中對(duì)蛋白質(zhì)分子進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，主要包括（

）①?gòu)念A(yù)期的蛋白質(zhì)的功能出發(fā)②進(jìn)行少數(shù)氨基酸的替換

③設(shè)計(jì)全新的蛋白質(zhì)④直接改變蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)A．①② B．①②③ C．②③④ D．①②④【答案】B【分析】蛋白質(zhì)工程指以蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過基因修飾或基因合成，對(duì)現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行基因改造，或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類的生產(chǎn)和生活的需要?！驹斀狻康鞍踪|(zhì)工程的基本途徑：①?gòu)念A(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)，設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，②推測(cè)應(yīng)有的氨基酸序列，③設(shè)計(jì)全新的蛋白質(zhì)，找到相對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列（基因），同通過基因工程來實(shí)施。B正確。故選B。3．快速、準(zhǔn)確地確定蛋白質(zhì)的三維空間結(jié)構(gòu)，一直是生命科學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)和難點(diǎn)。人工智能程序AlphaFold2對(duì)大部分蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的預(yù)測(cè)極為精準(zhǔn)，接近真實(shí)的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，達(dá)到了人類利用冷凍電鏡等復(fù)雜儀器觀察預(yù)測(cè)的水平。下列相關(guān)敘述不正確的是（）A．蛋白質(zhì)的氨基酸序列是預(yù)測(cè)其空間結(jié)構(gòu)的重要基礎(chǔ)B．預(yù)測(cè)、設(shè)計(jì)并制造新蛋白質(zhì)的技術(shù)屬于蛋白質(zhì)工程C．結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)能幫助揭示蛋白質(zhì)分子間相互作用的機(jī)制D．依據(jù)新蛋白質(zhì)的氨基酸序列能推出唯一的基因序列【答案】D【分析】蛋白質(zhì)工程的基本流程：根據(jù)中心法則逆推以確定目的基因的堿基序列：預(yù)期蛋白質(zhì)功能→設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)→推測(cè)應(yīng)有氨基酸序列→據(jù)氨基酸序列推出脫氧核苷酸序列（基因）→DNA合成，最終還是回到基因工程上來解決蛋白質(zhì)的合成。【詳解】A、蛋白質(zhì)多樣性與組成蛋白質(zhì)的氨基酸的種類、數(shù)目、排列順序及肽鏈盤曲折疊形成的蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)不同有關(guān)，因此蛋白質(zhì)的氨基酸序列是預(yù)測(cè)其空間結(jié)構(gòu)的重要基礎(chǔ)，A正確；B、蛋白質(zhì)工程是指以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過化學(xué)、物理和分子生物學(xué)的手段進(jìn)行基因修飾或基因合成，對(duì)現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類對(duì)生產(chǎn)和生活的需求，因此預(yù)測(cè)、設(shè)計(jì)并制造新蛋白質(zhì)的技術(shù)屬于蛋白質(zhì)工程，B正確；C、結(jié)構(gòu)決定功能，結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)能幫助揭示蛋白質(zhì)分子間相互作用的機(jī)制，C正確；D、一個(gè)氨基酸的密碼子可能有多個(gè)，因此依據(jù)新蛋白質(zhì)的氨基酸序列能推出多個(gè)基因序列，D錯(cuò)誤。故選D。4．下列有關(guān)蛋白質(zhì)工程的敘述，錯(cuò)誤的是（）A．蛋白質(zhì)工程發(fā)展的基礎(chǔ)是基因工程B．蛋白質(zhì)工程是從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)，找到并改變相對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列，獲得所需要的蛋白質(zhì)的過程C．T4溶菌酶中引入二硫鍵提高了它的熱穩(wěn)定性，是蛋白質(zhì)工程應(yīng)用的體現(xiàn)D．蛋白質(zhì)工程只能改造現(xiàn)有的蛋白質(zhì)，不能制造新的蛋白質(zhì)【答案】D【分析】蛋白質(zhì)工程指以蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過基因修飾或基因合成，對(duì)現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行基因改造，或制造一種新的蛋白質(zhì)以滿足人類的生產(chǎn)和生活的需要。蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上，延伸出來的第二代基因工程。蛋白質(zhì)工程的過程：預(yù)期蛋白質(zhì)功能→設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)→推測(cè)應(yīng)有氨基酸序列→找到對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列(基因)?！驹斀狻緼、蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上，延伸出來的第二代基因工程，A正確；B、蛋白質(zhì)工程的原理是從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)最終找到脫氧核苷酸序列的過程，B正確；C、蛋白質(zhì)工程可以通過改造酶的結(jié)構(gòu)，有目的地提高酶的熱穩(wěn)定性，如在T4溶菌酶中引入二硫鍵提高了它的熱穩(wěn)定性，C正確；D、蛋白質(zhì)工程可以合成新的蛋白質(zhì)，D錯(cuò)誤。故選D。5．如圖為蛋白質(zhì)工程操作的基本思路，下列敘述不正確的是（

）A．圖中①代表轉(zhuǎn)錄，②代表翻譯，④代表分子設(shè)計(jì)，⑤代表改造或合成DNAB．代表蛋白質(zhì)工程操作思路的過程是④⑤，代表中心法則內(nèi)容的是①②C．蛋白質(zhì)工程的目的是對(duì)基因的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分子設(shè)計(jì)D．從圖中可以看出蛋白質(zhì)工程的基本途徑與中心法則是相反的【答案】C【分析】1、蛋白質(zhì)工程是指以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過基因修飾或基因合成，對(duì)現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類的生產(chǎn)和生活的需求．（基因工程在原則上只能生產(chǎn)自然界已存在的蛋白質(zhì)）。2、蛋白質(zhì)工程的基本原理：它可以根據(jù)人的需求來設(shè)計(jì)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，又稱為第二代的基因工程。3、基本途徑：從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)，設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，推測(cè)應(yīng)有的氨基酸序列，找到相對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列（基因）以上是蛋白質(zhì)工程特有的途徑；以下按照基因工程的一般步驟進(jìn)行（注意：目的基因只能用人工合成的方法）?！驹斀狻緼、分析圖可知，①代表轉(zhuǎn)錄，②代表翻譯，④代表分子設(shè)計(jì)，⑤代表改造或合成DNA，A正確；B、④過程是根據(jù)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)推測(cè)相應(yīng)的氨基酸序列，進(jìn)而通過⑤過程推測(cè)應(yīng)有的基因序列，進(jìn)而合成相關(guān)的基因，即代表蛋白質(zhì)工程操作思路的過程是④⑤，中心法則包括DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯以及RNA復(fù)制、逆轉(zhuǎn)錄，圖中代表中心法則內(nèi)容的是①（轉(zhuǎn)錄）②（翻譯），B正確；C、蛋白質(zhì)工程的目的是對(duì)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分子設(shè)計(jì)，通過基因合成或修飾實(shí)現(xiàn)，C錯(cuò)誤；D、蛋白質(zhì)工程是根據(jù)具有相應(yīng)功能的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)推測(cè)氨基酸序列，進(jìn)而推測(cè)出脫氧核苷酸序列，因此蛋白質(zhì)工程的基本途徑與中心法則是相反的，D正確。故選C。6．科學(xué)家設(shè)計(jì)了一種自然界中不存在的蛋白質(zhì)LCB1，可與新冠病毒表面S蛋白的受體結(jié)合域（RBD）緊密結(jié)合，以干擾新冠病毒的感染。下列說法不合理的是（）A．LCB1的作用機(jī)理與S蛋白的抗體類似B．可依據(jù)S蛋白的RBD結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)LCB1C．LCB1可以通過細(xì)胞中原有基因表達(dá)產(chǎn)生D．LCB1的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)屬于蛋白質(zhì)工程【答案】C【分析】研究發(fā)現(xiàn)，新型冠狀病毒感染人體細(xì)胞的關(guān)鍵在于：冠狀病毒的S蛋白與人體細(xì)胞膜上的ACE2蛋白的結(jié)合——準(zhǔn)確地說，是S蛋白“劫持”了原本是控制血壓的ACE2，通過與它的結(jié)合入侵人體。S蛋白全稱為spikeglycoprotein（刺突糖蛋白），位于新冠病毒最外層，像一個(gè)個(gè)突起的“皇冠”。美國(guó)得克薩斯大學(xué)奧斯汀分校研究團(tuán)隊(duì)的最新解析結(jié)果顯示，新冠病毒S蛋白以三聚體形態(tài)存在，每一個(gè)單體中約有1300多個(gè)氨基酸，其中300多個(gè)氨基酸構(gòu)成了“受體結(jié)合結(jié)構(gòu)域”（RBD），即S蛋白與ACE2相聯(lián)結(jié)的地方。ACE2全稱為“血管緊張素轉(zhuǎn)化酶2”，是人體內(nèi)一種參與血壓調(diào)節(jié)的蛋白，在肺、心臟、腎臟和腸道廣泛存在。【詳解】A、由題干信息可知：“LCB1，可與新冠病毒表面S蛋白的受體結(jié)合域（RBD）緊密結(jié)合，以干擾新冠病毒的感染”，故可知LCB1的作用機(jī)理與S蛋白的抗體類似，A正確；B、RBD是S蛋白的受體結(jié)合域，可知，依據(jù)S蛋白的RBD結(jié)構(gòu)可以設(shè)計(jì)LCB1，B正確；C、科學(xué)家設(shè)計(jì)了一種自然界中不存在的蛋白質(zhì)，可知細(xì)胞中沒有控制合成LCB1的基因，C錯(cuò)誤；D、LCB1是一種蛋白質(zhì)，它的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)屬于蛋白質(zhì)工程，D正確。故選C。7．組織型纖溶酶原激活物（t-PA）能激活纖溶酶原轉(zhuǎn)化為纖溶酶，將沉積在血管內(nèi)外的纖維蛋白溶解，從而保持血管暢通。T-PA進(jìn)入血漿后大部分與纖溶酶原激活劑抑制物形成復(fù)合物，并迅速失去活性?？茖W(xué)家對(duì)其進(jìn)行改造，增加溶栓效能、減少藥用劑量和降低副作用等。下列敘述錯(cuò)誤的是（

）A．改造t-PA可通過改造基因或合成基因來實(shí)現(xiàn)B．改造t-PA的過程不需要構(gòu)建基因表達(dá)載體C．需根據(jù)t-Pa氨基酸序列合成出相應(yīng)的基因D．利用蛋白質(zhì)工程生產(chǎn)的改造t-PA在自然界中不存在【答案】B【分析】1、蛋白質(zhì)工程：指以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過基因修飾或基因合成，對(duì)現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類的生產(chǎn)和生活的需求。（基因工程在原則上只能生產(chǎn)自然界已存在的蛋白質(zhì)）。2、蛋白質(zhì)工程的基本途徑：從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)，設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，推測(cè)應(yīng)有的氨基酸序列，找到相對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列（基因）以上是蛋白質(zhì)工程特有的途徑；以下按照基因工程的一般步驟進(jìn)行?！驹斀狻緼、改造蛋白質(zhì)需要改造基因或合成基因來實(shí)現(xiàn)，A正確；B、通過蛋白質(zhì)工程改造t-PA的過程仍需要構(gòu)建基因表達(dá)載體，B錯(cuò)誤；C、根據(jù)中心法則逆推以確定目的基因的堿基序列：預(yù)期蛋白質(zhì)功能→設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)→推測(cè)應(yīng)有氨基酸序列→找到對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列（基因），故推測(cè)出改造t-PA應(yīng)有的氨基酸序列之后，需要根據(jù)其氨基酸序列合成相應(yīng)DNA，C正確；D、利用蛋白質(zhì)工程生產(chǎn)的蛋白質(zhì)是自然界中不存在的蛋白質(zhì)，D正確。故選B。8．蛋白質(zhì)工程是指以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過化學(xué)、物理和分子生物學(xué)的手段進(jìn)行基因修飾或基因合成，對(duì)現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類對(duì)生產(chǎn)和生活的需求。按照蛋白質(zhì)工程的定義，以下說法錯(cuò)誤的是（

）A．蛋白質(zhì)工程是一項(xiàng)綜合性很強(qiáng)的現(xiàn)代生物技術(shù)B．蛋白質(zhì)工程的目的性非常強(qiáng)C．蛋白質(zhì)工程對(duì)表達(dá)出該新型蛋白質(zhì)的生物不一定有利D．蛋白質(zhì)工程不需要對(duì)基因改造【答案】D【分析】蛋白質(zhì)工程指以蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過基因修飾或基因合成，對(duì)現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行基因改造，或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類的生產(chǎn)和生活的需要。【詳解】AB、蛋白質(zhì)工程是指以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過基因修飾或基因合成，對(duì)現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類的生產(chǎn)和生活的需求，是一項(xiàng)綜合性很強(qiáng)的現(xiàn)代生物技術(shù)，AB正確；C、蛋白質(zhì)工程對(duì)表達(dá)出該新型蛋白質(zhì)可能影響生物的正常生命活動(dòng)，對(duì)生物不一定有利，C正確；D、蛋白質(zhì)工程需要對(duì)基因改造，D錯(cuò)誤。故選D。9．下列有關(guān)基因工程與蛋白質(zhì)工程的說法，正確的是

（

）A．基因工程需要對(duì)基因進(jìn)行分子水平操作，蛋白質(zhì)工程不對(duì)基因進(jìn)行操作B．基因工程合成的是天然的蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)工程合成的不一定是天然存在的蛋白質(zhì)C．基因工程是分子水平操作，蛋白質(zhì)工程是在蛋白質(zhì)分子水平上改造蛋白質(zhì)的D．蛋白質(zhì)工程無須構(gòu)建基因表達(dá)載體，改造后的蛋白質(zhì)的性狀不遺傳給子代【答案】B【分析】蛋白質(zhì)工程和基因工程的區(qū)別：蛋白質(zhì)工程基因工程區(qū)別原理中心法則的逆推基因重組過程預(yù)期蛋白質(zhì)功能→設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)→推測(cè)應(yīng)有的氨基酸序列→找到相對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列→合成DNA→表達(dá)出蛋白質(zhì)獲取目的基因→構(gòu)建基因表達(dá)載體→將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞→目的基因的檢測(cè)與鑒定實(shí)質(zhì)定向改造或生產(chǎn)人類所需蛋白質(zhì)定向改造生物的遺傳特性，獲得人類所需的生物類型或生物產(chǎn)品（基因的異體表達(dá)）結(jié)果生產(chǎn)自然界沒有的蛋白質(zhì)生產(chǎn)自然界已有的蛋白質(zhì)聯(lián)系蛋白質(zhì)工程是在基因工程基礎(chǔ)上延伸出的第二代基因工程，因?yàn)槭菍?duì)現(xiàn)有蛋白質(zhì)的改造或制造新的蛋白質(zhì)，所以必須通過基因修飾或基因合成實(shí)現(xiàn)【詳解】A、基因工程和蛋白質(zhì)工程都需要對(duì)基因進(jìn)行分子水平操作，A錯(cuò)誤；B、基因工程合成的是天然的蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)工程合成的不一定是天然存在的蛋白質(zhì)，B正確；C、基因工程是分子水平操作，蛋白質(zhì)工程是通過改造基因來實(shí)現(xiàn)對(duì)蛋白質(zhì)的改造，C錯(cuò)誤；D、蛋白質(zhì)工程改造基因后還要通過基因工程實(shí)現(xiàn)，因此需要構(gòu)建基因表達(dá)載體，且改造后的蛋白質(zhì)的性狀能遺傳給子代，D錯(cuò)誤。故選B。10．新冠病毒的表面棘突蛋白（S蛋白）的受體結(jié)合域（RBD）與人體細(xì)胞表面的ACE2受體相互作用感染細(xì)胞。科學(xué)家設(shè)計(jì)了一種自然界中不存在的蛋白質(zhì)LCB1，可與S蛋白上的RBD緊密結(jié)合，以干擾新冠病毒的感染。下列說法不合理的是（）A．LCB1的作用機(jī)理與S蛋白的抗體類似B．康復(fù)病人體內(nèi)會(huì)有相應(yīng)的抗體、記憶T細(xì)胞、記憶B細(xì)胞C．能產(chǎn)生抗體或淋巴因子的細(xì)胞都能通過S蛋白對(duì)該病毒進(jìn)行識(shí)別D．巨噬細(xì)胞不能依賴其細(xì)胞膜上的S蛋白特異性吞噬新型冠狀病毒【答案】C【分析】蛋白質(zhì)工程是指以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過基因修飾或基因合成，對(duì)現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類的生產(chǎn)和生活的需求。【詳解】A、根據(jù)題意可知，S蛋白的抗體能與S蛋白R(shí)BD特異性結(jié)合，而LCB1可與S蛋白R(shí)BD緊密結(jié)合，說明LCB1的作用機(jī)理與S蛋白的抗體類似，A正確；B、康復(fù)病人體內(nèi)已經(jīng)產(chǎn)生了特異性免疫，會(huì)有相應(yīng)的抗體、記憶T細(xì)胞、記憶B細(xì)胞，B正確；C、能產(chǎn)生抗體的細(xì)胞是漿細(xì)胞，不能對(duì)病毒進(jìn)行識(shí)別，C錯(cuò)誤；D、巨噬細(xì)胞沒有特異性識(shí)別抗原的作用，D正確。故選C。11．圖為蛋白質(zhì)工程操作的基本思路，下列相關(guān)敘述正確的是（

）

A．圖中⑤、⑥過程分別在細(xì)胞核和核糖體中進(jìn)行B．根據(jù)蛋白質(zhì)的氨基酸序列推測(cè)出的mRNA堿基序列是唯一的C．蛋白質(zhì)工程的直接操作對(duì)象是蛋白質(zhì)，不需要對(duì)基因進(jìn)行操作D．蛋白質(zhì)工程的目的是改造現(xiàn)有蛋白質(zhì)或制造新的蛋白質(zhì)，滿足人類的需求【答案】D【分析】蛋白質(zhì)工程的基本途徑：從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)，設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，推測(cè)應(yīng)有的氨基酸序列，找到相對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列（基因）或合成新的基因，從而獲得所需要的蛋白質(zhì)?！驹斀狻緼、圖中⑤、⑥過程分別是翻譯、折疊，場(chǎng)所是核糖體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)等處，A錯(cuò)誤；B、由于密碼子的簡(jiǎn)并性，即一種氨基酸可能對(duì)應(yīng)多種密碼子，所以根據(jù)蛋白質(zhì)的氨基酸序列推測(cè)出的mRNA的堿基序列不是唯一的，B錯(cuò)誤；C、蛋白質(zhì)工程是通過改造或修飾基因來實(shí)現(xiàn)的，可見蛋白質(zhì)工程是通過對(duì)基因操作實(shí)現(xiàn)的，C錯(cuò)誤；D、白質(zhì)工程是指以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過基因修飾或基因合成，對(duì)現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類的生產(chǎn)和生活的需求，D正確。故選D。12．下列關(guān)于蛋白質(zhì)工程的說法，錯(cuò)誤的是（

）A．蛋白質(zhì)工程在分子水平上對(duì)蛋白質(zhì)分子直接進(jìn)行操作B．蛋白質(zhì)工程能產(chǎn)生自然界中不存在的新型蛋白質(zhì)分子C．蛋白質(zhì)工程的基礎(chǔ)是蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)規(guī)律與生物功能的關(guān)系D．蛋白質(zhì)工程與天然蛋白質(zhì)合成過程都遵循中心法則【答案】A【分析】蛋白質(zhì)工程是指以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過基因修飾或基因合成，對(duì)現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類的生產(chǎn)和生活的需求。（基因工程在原則上只能生產(chǎn)自然界已存在的蛋白質(zhì)）?！驹斀狻緼C、蛋白質(zhì)工程是指以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過基因修飾或基因合成，對(duì)現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類的生產(chǎn)和生活的需求。由于基因決定蛋白質(zhì)，因此，要對(duì)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)改造，必須從基因入手，A錯(cuò)誤，C正確；B、與基因工程不同，蛋白質(zhì)工程可以生產(chǎn)出自然界中不曾存在過的新型蛋白質(zhì)分子，B正確；D、蛋白質(zhì)工程的基本途徑是根據(jù)中心法則反推出來的，天然蛋白質(zhì)合成遵循的法則也是中心法則，因此蛋白質(zhì)工程與天然蛋白質(zhì)合成過程都遵循中心法則，D正確。故選A。13．已知某水生動(dòng)物體內(nèi)存在一種蛋白質(zhì)類的酶X，由363個(gè)氨基酸構(gòu)成?？茖W(xué)家利用蛋白質(zhì)工程技術(shù)將X中133位的蘇氨酸變?yōu)榻z氨酸，254位的精氨酸變?yōu)楦拾彼?。改變后的蛋白質(zhì)不僅具有原來X的催化功能，還具有轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的新功能，最終改變了該水生動(dòng)物的某些性狀。下列相關(guān)說法正確的是（

）A．蛋白質(zhì)工程和基因工程的根本區(qū)別是操作對(duì)象存在明顯差異B．通過蛋白質(zhì)工程使該水生動(dòng)物的性狀改變，屬于可遺傳變異C．蛋白質(zhì)工程合成蛋白質(zhì)過程的遺傳信息流向與中心法則相反D．當(dāng)前限制蛋白質(zhì)工程發(fā)展的主要原因是基因復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)【答案】B【分析】蛋白質(zhì)工程是通過修改基因或創(chuàng)造合成新基因來改變生物的遺傳和表達(dá)性狀，合成新的蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)工程從屬于基因工程，蛋白質(zhì)工程是第二代基因工程。【詳解】A、基因工程和蛋白質(zhì)工程均是對(duì)基因進(jìn)行操作，基因工程合成的是天然存在的蛋白質(zhì)，而蛋白質(zhì)工程可以合成非天然存在的蛋白質(zhì)，A錯(cuò)誤；B、蛋白質(zhì)工程也是通過基因工程實(shí)現(xiàn)的，對(duì)基因進(jìn)行了改造，故屬于可遺傳變異，B正確；C、二者遺傳信息的流向是相同的，過程