生物·選擇性必修3(人教版)·課件第3章 第4節(jié) 蛋白質(zhì)工程的原理和應(yīng)用

第3章基因工程第4節(jié)蛋白質(zhì)工程的原理和應(yīng)用課標(biāo)要點學(xué)法指導(dǎo)1．舉例說出蛋白質(zhì)工程崛起的緣由2．闡述蛋白質(zhì)工程的原理及應(yīng)用3．嘗試運用逆向思維分析和解決問題1．結(jié)合教材實例和中心法則的內(nèi)容，理解蛋白質(zhì)工程崛起的緣由及其原理(生命觀念、科學(xué)思維)2．用列表法比較蛋白質(zhì)工程和基因工程(科學(xué)思維)3．結(jié)合教材實例和有關(guān)材料，理解蛋白質(zhì)工程的應(yīng)用前景(社會責(zé)任)知識導(dǎo)圖課前·新知導(dǎo)學(xué)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__________及其與______________的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過________或____________，來改造____________，或制造一種___________，以滿足人類的生產(chǎn)和生活的需求。它是在____________的基礎(chǔ)上，延伸出來的第二代基因工程，是涉及多學(xué)科的綜合科技工程。蛋白質(zhì)工程的概念及崛起的緣由結(jié)構(gòu)規(guī)律生物功能改造合成基因現(xiàn)有蛋白質(zhì)新的蛋白質(zhì)基因工程2．蛋白質(zhì)工程崛起的緣由(1)基因工程的實質(zhì)及不足：①實質(zhì)：將一種生物的__________轉(zhuǎn)移到另一種生物體內(nèi)，使后者可以產(chǎn)生它本不能產(chǎn)生的________，進而表現(xiàn)出____________。②不足：基因工程在原則上只能生產(chǎn)自然界已存在的__________。(2)蛋白質(zhì)工程崛起的緣由：天然蛋白質(zhì)是生物在長期進化過程中形成的，它們的__________________符合______________生存的需要，卻不一定完全符合人類____________的需要。若不能直接滿足人類需要，就必須人為對其進行改造，蛋白質(zhì)工程從而崛起?；虻鞍踪|(zhì)新的性狀蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能特定物種生產(chǎn)和生活3．蛋白質(zhì)工程的實例富含__________的玉米新品種的培育。玉米體內(nèi)賴氨酸的含量比較低，原因是賴氨酸合成過程中的兩個關(guān)鍵酶——______________________________________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，就會________這兩種酶的活性，從而影響賴氨酸含量的提高。經(jīng)過蛋白質(zhì)工程改造，將天冬氨酸激酶的第352位的________變成異亮氨酸，將二氫吡啶二羧酸合成酶中第104位的天冬酰胺變成___________，就可以分別使玉米葉片和種子中的賴氨酸含量提高5倍和2倍。賴氨酸天冬氨酸激酶和二氫吡啶二羧酸合成酶抑制蘇氨酸異亮氨酸在培育富含賴氨酸的玉米的過程中，為什么改變一個氨基酸就可以改變天冬氨酸激酶和二氫吡啶二羧酸合成酶的活性？【答案】兩種酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)的決定因素包括氨基酸的種類、數(shù)目及排列順序和蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)，因此個別氨基酸的改變就會導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)的改變，從而影響其性質(zhì)和功能。

蛋白質(zhì)工程制造的蛋白質(zhì)是 (

)A．天然蛋白質(zhì) B．稀有蛋白質(zhì)C．自然界中不存在的蛋白質(zhì) D．尚沒有制造出來【答案】C【解析】蛋白質(zhì)工程是對基因進行改造，進而產(chǎn)生符合人們需要的蛋白質(zhì)，因此其產(chǎn)物不再是天然的蛋白質(zhì)。1．蛋白質(zhì)工程的目標(biāo)根據(jù)人們對______________的特定需求，對蛋白質(zhì)的________進行設(shè)計改造。2．蛋白質(zhì)工程的原理根據(jù)對蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)進行設(shè)計改造，來改造基因或____________。蛋白質(zhì)工程的基本原理蛋白質(zhì)功能結(jié)構(gòu)合成基因3．天然蛋白質(zhì)的合成途徑(中心法則)基因→表達(dá)(________和__________)→形成具有特定____________的多肽鏈→形成具有__________的蛋白質(zhì)→行使生物功能。4．蛋白質(zhì)工程的基本思路從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)→設(shè)計_________________→推測應(yīng)有的______________→找到并改變相對應(yīng)的_____________________或合成新的基因→獲得所需要的蛋白質(zhì)。轉(zhuǎn)錄翻譯氨基酸序列高級結(jié)構(gòu)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)氨基酸序列脫氧核苷酸序列(基因)基因工程和蛋白質(zhì)工程是否都遵循中心法則？【答案】都遵循中心法則。

蛋白質(zhì)工程正確的基本流程是 (

)①設(shè)計蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)②合成DNA

③從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)④根據(jù)氨基酸序列推出脫氧核苷酸序列A．①→②→③→④ B．④→②→①→③C．③→①→④→② D．③→④→①→②【答案】C【解析】蛋白質(zhì)工程是根據(jù)人們的需要首先要預(yù)期蛋白質(zhì)的相應(yīng)功能，然后設(shè)計預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，推測其應(yīng)有的氨基酸序列，根據(jù)相應(yīng)的氨基酸序列推測脫氧核苷酸序列，再合成相應(yīng)的目的基因，C正確。1．醫(yī)藥工業(yè)方面(1)速效胰島素類似物的研發(fā)：通過改造______________實現(xiàn)了對相應(yīng)氨基酸序列的改造，使B28位脯氨酸替換為____________或者將它與B29位的__________交換位置，從而抑制胰島素的聚合。(2)干擾素的體外保存的實現(xiàn)：將干擾素分子上的一個__________變成__________，在一定條件下，可以延長保存時間。(3)小鼠單克隆抗體的改造：將小鼠抗體上__________的區(qū)域“嫁接”到____________上，經(jīng)過這樣改造的抗體誘發(fā)免疫反應(yīng)的強度會________很多。蛋白質(zhì)工程的應(yīng)用胰島素基因天冬氨酸賴氨酸半胱氨酸絲氨酸結(jié)合抗原人的抗體降低2．工業(yè)用酶方面利用蛋白質(zhì)工程獲得枯草桿菌__________的突變體，從中篩選出一些符合工業(yè)化______________的突變體，從而提高這種酶的使用價值。3．農(nóng)業(yè)方面(1)科學(xué)家正嘗試改造某些參與調(diào)控________________，以提高植物光合作用的效率，增加糧食的產(chǎn)量。(2)利用蛋白質(zhì)工程的思路設(shè)計優(yōu)良微生物農(nóng)藥，通過改造微生物________________，使它防止病蟲害的效果增強。蛋白酶生產(chǎn)需求光合作用的酶蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)工程在各個方面的成功應(yīng)用，是對蛋白質(zhì)直接改造還是對基因進行改造或修飾？【答案】對基因進行改造或修飾。

豬的胰島素用于人體降低血糖濃度效果不明顯，原因是豬的胰島素分子中有一個氨基酸與人的不同。為了使豬的胰島素可用于臨床治療人的糖尿病，用蛋白質(zhì)工程對蛋白質(zhì)分子進行設(shè)計的最佳方案是

(

)A．對豬的胰島素進行一個不同氨基酸的替換B．將豬的胰島素和人的胰島素進行拼接，組成新的胰島素C．將豬的胰島素和人的胰島素混合在一起治療人的糖尿病D．根據(jù)人的胰島素設(shè)計制造一種新的胰島素【答案】A【解析】

由于豬的胰島素分子中只有一個氨基酸與人的胰島素不同，所以可通過蛋白質(zhì)工程中蛋白質(zhì)的分子設(shè)計，替換這一個不同的氨基酸，A正確；將豬的胰島素和人的胰島素進行拼接，組成新的胰島素的結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變，B錯誤；將豬的胰島素和人的胰島素混合在一起治療人的糖尿病達(dá)不到預(yù)期的效果，C錯誤；雖然根據(jù)人胰島素分子的結(jié)構(gòu)設(shè)計一種全新的胰島素也可以用于臨床治療，但在分子設(shè)計和胰島素的生產(chǎn)方面都存在著很多困難，所以不是最佳方案，D錯誤。課堂·重難探究1．蛋白質(zhì)工程的概念分析蛋白質(zhì)工程的概念分析和原理分析[知識歸納]基礎(chǔ)蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系手段通過改造或合成基因，來改造現(xiàn)有的蛋白質(zhì)，或制造一種新的蛋白質(zhì)目的滿足人類生產(chǎn)和生活的需求2．蛋白質(zhì)工程的原理由預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)找到并改變相對應(yīng)的脫氧核苷酸序列。3．蛋白質(zhì)工程的過程從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)→設(shè)計預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)→推測應(yīng)有的氨基酸序列→找到并改變相對應(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)。4．流程圖1．基因工程中的目的基因與蛋白質(zhì)工程中的目的基因有何區(qū)別？提示：基因工程中的目的基因一般是自然存在的基因，而蛋白質(zhì)工程中的目的基因不是天然存在的。2．為什么要通過基因改造或基因合成來完成蛋白質(zhì)工程，而不是直接對蛋白質(zhì)進行改造？提示：①任何一種天然蛋白質(zhì)都是由基因編碼的，改造了基因即對蛋白質(zhì)進行了改造，而且改造過的蛋白質(zhì)可以通過改造過的基因遺傳下去。如果對蛋白質(zhì)直接改造，即使改造成功，被改造過的蛋白質(zhì)分子還是無法遺傳的。②對基因進行改造比對蛋白質(zhì)直接改造要容易操作，難度要小得多。1．(2024·甘肅甘南階段練習(xí))蛋白質(zhì)工程可以說是基因工程的延伸，下列敘述正確的是 (

)A．蛋白質(zhì)工程需要制備蛋白質(zhì)晶體，然后通過X射線衍射技術(shù)，分析晶體結(jié)構(gòu)，建立蛋白質(zhì)三維模型后，才能設(shè)計預(yù)期蛋白質(zhì)的功能B．蛋白質(zhì)工程技術(shù)的操作對象是蛋白質(zhì)或控制蛋白質(zhì)合成的基因C．蛋白質(zhì)工程和基因工程原則上都能生產(chǎn)自然界中不存在的，但是能滿足人類生產(chǎn)生活需要的蛋白質(zhì)D．蛋白質(zhì)工程可以通過增加酶內(nèi)部的二硫鍵數(shù)目來提高酶的熱穩(wěn)定性[對點精練]【答案】D【解析】蛋白質(zhì)工程常常先設(shè)計預(yù)期蛋白質(zhì)功能，后設(shè)計預(yù)期蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，A錯誤；蛋白質(zhì)工程技術(shù)中的操作對象是控制蛋白質(zhì)合成的基因，B錯誤；蛋白質(zhì)工程原則上能生產(chǎn)自然界中不存在的，但是能滿足人類生產(chǎn)生活需要的蛋白質(zhì)，而基因工程一般只能生產(chǎn)自然界中已存在的蛋白質(zhì)，C錯誤；蛋白質(zhì)工程可以通過增加二硫鍵數(shù)目來提高熱穩(wěn)定性，例如為了提高T4溶菌酶的耐熱性，將3號位的異亮氨酸換成半胱氨酸，在3號和97號半胱氨酸之間形成一個二硫鍵，使得T4溶菌酶耐熱性得到提高，D正確。2．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．代表蛋白質(zhì)工程操作思路的過程是④⑤B．代表中心法則內(nèi)容的是①②③C．①代表轉(zhuǎn)錄，②③代表翻譯，④代表分子設(shè)計，⑤代表DNA合成D．蛋白質(zhì)工程的目的是對基因的結(jié)構(gòu)進行分子設(shè)計，通過基因合成或改造而實現(xiàn)【答案】D【解析】蛋白質(zhì)工程的操作思路是以蛋白質(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，對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進行改造，或制造一種新的蛋白質(zhì)，即圖中的④⑤，A正確；中心法則是指遺傳信息的傳遞過程，包括轉(zhuǎn)錄、翻譯、DNA復(fù)制、RNA復(fù)制和逆轉(zhuǎn)錄過程，圖中①代表轉(zhuǎn)錄，②③代表翻譯，因此代表中心法則內(nèi)容的有①②③，B正確；據(jù)圖可知，①代表轉(zhuǎn)錄，②③代表翻譯，④代表分子設(shè)計，⑤代表DNA合成，C正確；蛋白質(zhì)工程的目的是對蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)進行分子設(shè)計，通過基因合成或基因改造實現(xiàn)，D錯誤。課堂·延伸提分易錯易混：基因工程與蛋白質(zhì)工程的比較比較項目基因工程蛋白質(zhì)工程原理基因重組中心法則的逆轉(zhuǎn)區(qū)別過程目的基因的篩選與獲取→基因表達(dá)載體的構(gòu)建→將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞→目的基因的檢測與鑒定從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)→設(shè)計預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)→推測應(yīng)有的氨基酸序列→找到并改變相對應(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)比較項目基因工程蛋白質(zhì)工程區(qū)別實質(zhì)定向改造生物的遺傳特性，以獲得人類所需要的生物類型或生物產(chǎn)品(基因的異體表達(dá))定向改造或生產(chǎn)人類所需要的蛋白質(zhì)結(jié)果生產(chǎn)自然界中已經(jīng)有的蛋白質(zhì)生產(chǎn)自然界中沒有的蛋白質(zhì)聯(lián)系蛋白質(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，對現(xiàn)有蛋白質(zhì)的改造或制造新的蛋白質(zhì)必須通過基因改造或基因合成來實現(xiàn)，蛋白質(zhì)工程離不開基因工程，而基因工程中所用的某些酶也需要通過蛋白質(zhì)工程進行修飾或改造，以提高其功能，因此兩者是相互促進的例1下列關(guān)于蛋白質(zhì)工程和基因工程的比較，不合理的是

(

)A．基因工程原則上只能生產(chǎn)自然界已存在的蛋白質(zhì)，而蛋白質(zhì)工程可以對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進行改造，從而制造一種新的蛋白質(zhì)B．蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，蛋白質(zhì)工程最終還是要通過基因改造或基因合成來完成C．當(dāng)?shù)玫娇梢栽冢?0℃條件下保存半年的干擾素后，在相關(guān)酶、氨基酸和適宜的溫度、pH條件下，干擾素可以大量自我合成D．基因工程和蛋白質(zhì)工程產(chǎn)生的變異都是可遺傳的【答案】C【解析】基因工程原則上只能生產(chǎn)自然界已存在的蛋白質(zhì)，而蛋白質(zhì)工程可以通過對基因改造實現(xiàn)對現(xiàn)有蛋白質(zhì)的改造，或制造一種新的蛋白質(zhì)，A正確；蛋白質(zhì)工程是在基因工程基礎(chǔ)上延伸出來的第二代基因工程，蛋白質(zhì)工程不是對蛋白質(zhì)分子的直接改造，而是通過改造基因或合成新基因來合成新的蛋白質(zhì)，B正確；干擾素的成分是糖蛋白，不能自我復(fù)制，C錯誤；蛋白質(zhì)工程的實質(zhì)是改造基因，因此基因工程和蛋白質(zhì)工程產(chǎn)生的變異都是可遺傳的，D正確。錯因分析：一是對蛋白質(zhì)工程和基因工程的結(jié)果分辨不清；二是對蛋白質(zhì)工程的發(fā)展和原理掌握不清；三是對蛋白質(zhì)工程和基因工程的過程和實質(zhì)掌握不熟練，導(dǎo)致對兩者產(chǎn)生的變異是否可以遺傳不清楚；四是對干擾素的化學(xué)本質(zhì)及其自我復(fù)制的特性理解不清。解題技巧：實驗流程圖類試題的解題技巧例2

Ⅰ.腸道病毒71型(EV71)為單股正鏈RNA病毒，是引起手足口病的主要病原體之一。

在EV71中，結(jié)構(gòu)蛋白1(VPⅠ)為主要的中和抗原(中和抗原與中和抗體結(jié)合后能阻止病原體入侵與增殖)。研究人員在研制VPⅠ蛋白疫苗的過程中，做了如下實驗：(1)圖中過程①和②分別是_____________________________。(2)采用PCR技術(shù)進行體外擴增獲得大量的VPⅠ基因，除了需要引物外，PCR擴增目的基因還需要______________________等條件。(3)通過上述過程⑥得到的蛋白制備的疫苗比④效果更好，從細(xì)胞結(jié)構(gòu)差異的角度分析，原因是_________________________________。Ⅱ.賴氨酸是人體八大必需氨基酸之一，能促進人體發(fā)育、增強免疫功能，并有提高中樞神經(jīng)組織功能的作用。某農(nóng)科所科技人員欲將玉米中某種蛋白酶改造成“M酶”，從而大大提高玉米種子中賴氨酸的含量，以期培育出高賴氨酸玉米新品種。請回答下列問題：(1)科技人員先從“提升玉米種子中賴氨酸含量”這一目標(biāo)出發(fā)，預(yù)期構(gòu)建出________的結(jié)構(gòu)，再推測出相對應(yīng)目的基因的______________序列，最終合成出“M酶”基因。(2)“M酶”基因只有插入______________，才能確?！癕酶”基因在玉米細(xì)胞中得以穩(wěn)定遺傳。(3)將含有“M酶”基因的玉米細(xì)胞培育成轉(zhuǎn)“M酶”基因的玉米植株。為了確保育種成功，科技人員需要通過________________，從個體水平加以鑒定。【答案】Ⅰ.(1)逆轉(zhuǎn)錄

、基因表達(dá)載體的構(gòu)建(2)模板(DNA的兩條母鏈)、原料(四種脫氧核苷酸)、耐高溫的DNA聚合酶(3)動物細(xì)胞具有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體，可以對核糖體合成的多肽鏈進行剪切、折疊、加工、修飾等處理Ⅱ.(1)“M酶”脫氧核苷酸(2)玉米細(xì)胞的染色體DNA中(3)測定玉米種子中賴氨酸含量審題流程：第一步解讀題干，提取信息根據(jù)題干“在EV71中，結(jié)構(gòu)蛋白1(VPⅠ)為主要的中和抗原(中和抗原與中和抗體結(jié)合能阻止病原體入侵與增殖)。研究人員在研究VPⅠ蛋白疫苗的過程中，做了如下實驗”，“賴氨酸……能促進人體發(fā)育、增強免疫功能……將玉米中某種蛋白酶改造成‘M酶’，從而大大提高玉米種子中賴氨酸的含量，以期培育出高賴氨酸玉米新品種”可以獲得信息：①VPⅠ蛋白是病毒的主要抗原，可以利用VPⅠ蛋白作為抗原研制疫苗；②賴氨酸有許多功能；③可以通過蛋白質(zhì)工程提高玉米種子中賴氨酸的含量。第二步解讀流程圖，對接教材本題Ⅰ流程圖表示有“RNA→DNA的逆轉(zhuǎn)錄過程”“DNA→VPⅠ基因的PCR擴增過程”“攜帶VPⅠ基因的重組表達(dá)載體構(gòu)建過程”“將目的基因分別導(dǎo)入大腸桿菌和動物細(xì)胞過程”“檢測VPⅠ蛋白表達(dá)過程”等內(nèi)容，可以判斷考查的是基因工程的基本操作程序，與教材中第3章第2節(jié)密切相關(guān)?；蚬こ痰幕静僮鞒绦虬康幕虻暮Y選和獲取，基因表達(dá)載體的構(gòu)建，將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞，目的基因的檢測與鑒定。根據(jù)本題Ⅱ題干“將玉米中某種蛋白酶改造成‘M酶’，從而大大提高玉米種子中賴氨酸的含量”判斷考查的是蛋白質(zhì)工程，與教材中第3章第4節(jié)密切相關(guān)。蛋白質(zhì)工程先從預(yù)期蛋白質(zhì)的功能出發(fā)，設(shè)計預(yù)期蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，推測其應(yīng)有的氨基酸序列，進而推測基因的脫氧核苷酸序列，然后通過基因工程生產(chǎn)需要的蛋白質(zhì)。第三步結(jié)合小題，逐個突破Ⅰ.(1)①是以RNA為模板合成DNA，表示逆轉(zhuǎn)錄；②是用VPⅠ基因構(gòu)建攜帶VPⅠ基因的重組表達(dá)載體，表示基因表達(dá)載體的構(gòu)建。(2)采用PCR技術(shù)進行體外擴增獲得大量的VPⅠ基因，除了需要引物外，PCR擴增目的基因還需要模板、原料、耐高溫的DNA聚合酶。(3)大腸桿菌是原核生物，沒有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體；而動物細(xì)胞具有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體，可以對核糖體合成的多肽鏈進行剪切、折疊、加工、修飾等處理，疫苗效果更好。Ⅱ.(1)根據(jù)題意，從“提升玉米種子中賴氨酸含量”這一目標(biāo)出發(fā)，進行的是蛋白質(zhì)工程，預(yù)期構(gòu)建出“M酶”的結(jié)構(gòu)，再推測出相對應(yīng)目的基因的脫氧核苷酸序列，最終合成出“M酶”基因。(2)“M酶”基因只有插入玉米細(xì)胞的染色體DNA中，才能在玉米細(xì)胞中得以穩(wěn)定遺傳。(3)從個體水平鑒定育種是否成功，要測定玉米種子中賴氨酸的含量。小練·素養(yǎng)達(dá)成1．(2024·北京豐臺期末)近年來，人工智能(AI)技術(shù)在蛋白質(zhì)工程領(lǐng)域的應(yīng)用取得了顯著成果，不僅攻克了長期存在的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測問題，還成功設(shè)計了多種新型功能蛋白，為多個領(lǐng)域帶來了潛在的生物活性分子。下列說法正確的是 (

)A．蛋白質(zhì)工程需要改造蛋白質(zhì)分子的所有氨基酸序列B．蛋白質(zhì)工程的目標(biāo)是改造現(xiàn)有蛋白質(zhì)或創(chuàng)造新蛋白質(zhì)C．AI在蛋白質(zhì)工程中的應(yīng)用說明不再需要基因工程水平的操作D．AI設(shè)計的蛋白質(zhì)功能必然超過自然界中發(fā)現(xiàn)的任何蛋白質(zhì)【答案】B【解析】由于基因決定蛋白質(zhì)，因此要對蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)進行設(shè)計改造，最終還必須通過改造或合成基因來完成，A錯誤；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)，B正確；人工智能(AI)技術(shù)在蛋白質(zhì)工程領(lǐng)域的應(yīng)用取得了顯著成果，但蛋白質(zhì)工程的操作最終還必須通過改造或合成基因來完成，仍然需要基因工程水平的操作，C錯誤；AI設(shè)計的蛋白質(zhì)功能不一定超過自然界中發(fā)現(xiàn)的蛋白質(zhì)，D錯誤。2．(2024·北京昌平期末)綠色熒光蛋白之所以發(fā)出綠色熒光，是因為該蛋白中有“絲氨酸－酪氨酸－甘氨酸”構(gòu)成的綠色發(fā)光基團。以下分析不合理的是 (

)A．熒光蛋白的熒光特性與氨基酸序列有關(guān)B．熒光蛋白可作為標(biāo)記信號，用于癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移的研究C．高溫能破壞熒光蛋白的空間結(jié)構(gòu)，使其失去發(fā)光特性D．蛋白質(zhì)工程可直接對熒光蛋白進行改造，以滿足人類需求【答案】D【解析】綠色熒光蛋白中有“絲氨酸－酪氨酸－甘氨酸”構(gòu)成的綠色發(fā)光基團，說明熒光蛋白的熒光特性與氨基酸序列有關(guān)，A正確；熒光蛋白可作為標(biāo)記信號，通過觀察熒光可判斷癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移情況，B正確；高溫能破壞熒光蛋白的空間結(jié)構(gòu)，從而使蛋白質(zhì)失去發(fā)光特性，C正確；蛋白質(zhì)工程改造的是控制蛋白質(zhì)合成的基因，D錯誤。3．(2024·安徽亳州期末)枯草桿菌蛋白酶能催化蛋白質(zhì)水解為氨基酸，在有機溶劑中也能催化多肽的合成，被廣泛應(yīng)用于洗滌劑、制革及絲綢工業(yè)。通過將枯草桿菌蛋白酶分子表面的Asp(99)和Glu(156)改成Lys，使其在pH＝6時的活力提高了10倍。下列說法正確的是 (

)A．需要通過改造基因以實現(xiàn)對蛋白質(zhì)中氨基酸的替換B．該成果體現(xiàn)了蛋白質(zhì)工程在培育新物種方面具有優(yōu)勢C．改造后的枯草桿菌蛋白酶活性提高這一性狀不可遺傳D．蛋白質(zhì)工程的最終目的是獲取編碼蛋白質(zhì)的基因序列【答案】A【解析】氨基酸的排列順序是由基因決定的，因此完成氨基酸的替換需要通過改造基因?qū)崿F(xiàn)，A正確；該成果培育了新品種，而不是新物種，B錯誤；經(jīng)蛋白質(zhì)工程改造后的枯草桿菌蛋白酶的基因發(fā)生了改變，因此經(jīng)蛋白質(zhì)工程改造后的枯草桿菌蛋白酶活性提高這一性狀可以遺傳，C錯誤；蛋白質(zhì)工程是在深入了解蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系的基礎(chǔ)上進行的，雖然合成了改造的基因，但它最終要達(dá)到的目的是改造現(xiàn)有蛋白質(zhì)或制造新的蛋白質(zhì)，以滿足人類的需求，D錯誤。4．(2024·山東青島期末)目前用于治療人類疾病的單克隆抗體大多數(shù)是鼠源單抗。研究人員根據(jù)抗體的特點，利用蛋白質(zhì)工程將鼠源單抗進行改造，思路如圖所示，下列說法正確的是 (

)A．圖中所示的思路不涉及基因工程的相關(guān)操作B．通過此項研究改造后獲得的性狀不能遺傳給后代C．上述改造過程中需要明確人源恒定