蛋白質(zhì)工程 導(dǎo)學(xué)案 打印

1、 高二生物選修3 導(dǎo)學(xué)提綱5第3節(jié) 蛋白質(zhì)工程 導(dǎo)學(xué)案【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1、舉例說出蛋白質(zhì)工程崛起的緣由（A）2、簡述蛋白質(zhì)工程的原理（A）【導(dǎo)學(xué)誘思】我們已經(jīng)知道，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)生它不能產(chǎn)生的蛋白質(zhì)，進(jìn)而表現(xiàn)出新的性狀，這就是基因工程的實(shí)質(zhì)。基因工程在原則上只能生產(chǎn)自然界已存在的蛋白質(zhì)，這些天然蛋白質(zhì)是生物在長期進(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?！緦W(xué)習(xí)過程】一、蛋白質(zhì)工程的概念與原理：1 概念：蛋白質(zhì)工程是指通過物理化學(xué)與生物化學(xué)等技術(shù)了解蛋白質(zhì)的 ，并借助計算機(jī)輔助設(shè)計、 和 技術(shù)改造基因、以 改造天

2、然蛋白質(zhì)，甚至創(chuàng)造出適合人類需求的新基因，然后使其表達(dá)出具有特定結(jié)構(gòu)與功能的蛋白質(zhì)。 是其中的關(guān)鍵技術(shù)，因此，蛋白質(zhì)工程又被稱為 。2蛋白質(zhì)工程目的：生產(chǎn)符合人們生活需要的并非自然界已存在的。例1、科學(xué)家將干擾素基因進(jìn)行定點(diǎn)突變導(dǎo)人大腸桿菌表達(dá)，使干擾素第十七位的半胱氨酸，改變成絲氨酸，結(jié)果大大提高了干擾素的抗病活性，并且提高了儲存穩(wěn)定性。該生物技術(shù)為( )A基因工程 B蛋白質(zhì)工程 C基因突變 D細(xì)胞工程3、原理：（1）基本流程： 結(jié)構(gòu)分析 功能分析 （2） 關(guān)鍵技術(shù)：（3） 前提條件：4、改造層次：（1） 大改：設(shè)計制造 蛋白質(zhì)（2） 中改：替代 或一個特定的結(jié)構(gòu)域。（3） 小改：通過基因工

3、程中的 ，有目的地改造蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的核心技術(shù)之一，其常用操作方法是 。5、過程：預(yù)期蛋白質(zhì)功能測定蛋白質(zhì)三維空間結(jié)構(gòu)推測應(yīng)有的 序列找到對應(yīng)的 序列（基因）具有預(yù)期功能的蛋白質(zhì)例2、蛋白質(zhì)工程中，直接需要進(jìn)行操作的對象是( )A氨基酸結(jié)構(gòu)B蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu) C肽鏈結(jié)構(gòu)D、基因結(jié)構(gòu)2、 蛋白質(zhì)工程的應(yīng)用1、通過改造 的結(jié)構(gòu)，有目的地提高蛋白質(zhì)的熱穩(wěn)定性。2、合成嵌合抗體。3、改變蛋白質(zhì)的活性。三、蛋白質(zhì)工程的進(jìn)展和前景例如：科學(xué)家通過對 的改造，已使其成為速效型藥品；用蛋白質(zhì)工程方法制成的電子元件，具有 、 和 的特點(diǎn)，因此有極為廣闊的發(fā)展前景?！疽呻y解析】蛋白質(zhì)工程與基因工程區(qū)別蛋白質(zhì)工程基因工程

4、實(shí)質(zhì)通過 ，以定向改造天然蛋白質(zhì)，甚至創(chuàng)造自然界不存在的蛋白質(zhì)將 從供體轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞，并在受體細(xì)胞中表達(dá)結(jié)果合成自然界 的蛋白質(zhì)只能生產(chǎn)自然界 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 基因工程【典例解析】1、蛋白質(zhì)工程中直接需要進(jìn)行操作的對象是（ ）A、氨基酸結(jié)構(gòu)    B、蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu) C、肽鏈結(jié)構(gòu)    D、基因結(jié)構(gòu)【解析】 蛋白質(zhì)工程是指以蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系為基礎(chǔ)，通過基因修飾或基因合成，對現(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)或或生活需要。因此，歸根到底，還是要對基因進(jìn)行改造。2、

5、科學(xué)家將干擾素基因進(jìn)行定點(diǎn)突變導(dǎo)入大腸桿菌表達(dá)，使干擾素第17位的半胱氨酸改變成絲氨酸，結(jié)果大大提高-干擾素的抗病性活性，并且提高了儲存穩(wěn)定性，該生物技術(shù)為（ ）A、基因工程    B、蛋白質(zhì)工程 C、基因突變    D、細(xì)胞工程【解析】 基因工程是通過對基因的操作，將符合人們需要的目的基因?qū)脒m宜的生物體，原則上只能生產(chǎn)自然界已存在的蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)工程是指以蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系為基礎(chǔ)，通過基因修飾或基因合成，對現(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)或或生活需要。本題中合成的干擾素不是天然的，因此，屬于蛋白

6、質(zhì)工程。3、蛋白質(zhì)工程操作程序的基本思路與基因工程有什么不同？答：基因工程是遵循中心法則，從DNAmRNA蛋白質(zhì)折疊產(chǎn)生功能，基本上是生產(chǎn)出自然界已有的蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)工程是按照以下思路進(jìn)行的：確定蛋白質(zhì)的功能蛋白質(zhì)應(yīng)有的高級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)應(yīng)具備的折疊狀態(tài)應(yīng)有的氨基酸序列應(yīng)有的堿基排列，可以創(chuàng)造自然界不存在的蛋白質(zhì)。課堂鞏固一、選擇題：1在遺傳研究中，常用信使RNA進(jìn)行基因的克隆（即形成許多完全相同的DNA），這種快速克隆基因的步驟依次是（ ）DNA復(fù)制 轉(zhuǎn)錄 逆轉(zhuǎn)錄 翻譯A、 B、 C、 D、2、下列各項(xiàng)與蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性無關(guān)的（ ）A氨基酸數(shù)目、種類、排列順序 B構(gòu)成蛋白質(zhì)的多肽鏈的數(shù)目C構(gòu)成蛋

7、白質(zhì)的肽鏈的空間結(jié)構(gòu) D氨基酸至少含一個氨基和一個羧基3、能夠使植物體表達(dá)動物蛋白的育種方法是（ ） A、單倍體育種 B、雜交育種 C、基因工程育種 D、多倍體育種4關(guān)于我國牽頭的“人類肝臟蛋白組計劃”，以下說法不正確的是( )A揭示并確認(rèn)肝臟合成的蛋白質(zhì) B為重大肝病預(yù)防、診斷、治療和新藥研發(fā)提供科學(xué)基礎(chǔ)C用蛋白質(zhì)工程實(shí)現(xiàn)肝臟合成人類需要的蛋白質(zhì) D是對蛋白質(zhì)工程的有力推動和理論支持5、關(guān)于蛋白質(zhì)工程的說法錯誤的是( )A蛋白質(zhì)工程能定向改造蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)，使之更加符合人類需要B蛋白質(zhì)工程是在分子水平上對蛋白質(zhì)分子直接進(jìn)行操作，定向改變分子的結(jié)構(gòu)C蛋白質(zhì)工程能產(chǎn)生出自然界中不曾存在過的新型

8、蛋白質(zhì)分子D蛋白質(zhì)工程與基因工程密不可分，又被稱為第二代基因工程6、當(dāng)前醫(yī)學(xué)上，第二代生物技術(shù)藥物正逐漸取代第一代多肽蛋白質(zhì)類替代治療劑。則第一代藥物與第二代重組藥物分別是( )A都與天然產(chǎn)物完全相同 B都與天然產(chǎn)物不相同 C第一代藥物與天然產(chǎn)物相同、第二代重組藥物與天然產(chǎn)物不同D第一代藥物與天然產(chǎn)物不同，第二代重組藥物與天然產(chǎn)物相同7、蛋白質(zhì)工程的基本流程是( )蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)設(shè)計 DNA合成 預(yù)期蛋白質(zhì)功能 據(jù)氨基酸序列推出脫氧核苷酸序列A BCD8以下關(guān)于蛋白質(zhì)工程的說法正確的是( )A蛋白質(zhì)工程以基因工程為基礎(chǔ) B蛋白質(zhì)工程就是酶工程的延伸C蛋白質(zhì)工程就是用蛋白酶對蛋白質(zhì)的改造 D蛋白

9、質(zhì)工程只能生產(chǎn)天然的蛋白質(zhì)9蛋白質(zhì)工程的基本途徑是( )A中心法則的簡單逆轉(zhuǎn) B確定目的基因的堿基序列后，通過人工合成的方法或從基因庫中獲取C只是依據(jù)中心法則逆推，其過程不需要中心法則 D只是對蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行分子設(shè)計和改造10以下蛋白質(zhì)工程中目前已成功的是( )A對胰島素進(jìn)行改造，生產(chǎn)速效型藥品 B蛋白質(zhì)工程應(yīng)用于微電子方面C生產(chǎn)體外耐儲存的干擾素 D用蛋白質(zhì)工程生產(chǎn)高產(chǎn)賴氨酸玉米二、填空題：12、在1990年，醫(yī)生對一位因缺乏腺苷脫氨酶基因而患先天性體液免疫缺陷病的美國女孩進(jìn)行治療。采用的方法是首先將患者的白細(xì)胞取出作體外培養(yǎng)，然后用某種病毒將正常腺苷脫氨酶基因轉(zhuǎn)入人工培養(yǎng)的白細(xì)胞中，再

10、將這些轉(zhuǎn)基因白細(xì)胞回輸?shù)交颊叩捏w內(nèi)，經(jīng)過多次治療，患者的免疫功能趨于正常。（1）該病治療運(yùn)用了基因工程技術(shù)，在這個實(shí)例中運(yùn)載體是 ，目的基因是 ，目的基因的受體細(xì)胞是 。（2）將轉(zhuǎn)基因白細(xì)胞多次回輸?shù)交颊唧w內(nèi)后，免疫能力趨于正常是由于產(chǎn)生了 ，產(chǎn)生這種物質(zhì)的兩個基本步驟是 和 。（3）人的腺苷脫氨酶基因與胰島素基因相比，其主要差別是 ；（4）該病的治療方法屬于基因工程運(yùn)用中的 。這種治療方法的原理是 _ 。13蛋白質(zhì)工程是以_基礎(chǔ)，通過或，對現(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。14、干擾素是由細(xì)胞產(chǎn)生的一種淋巴因子，其化學(xué)本質(zhì)是。它可以用于治療病毒的感染和

11、癌癥，其治療作用主要作用于細(xì)胞分裂的期，抑制。但干擾素在應(yīng)用上的遇到的技術(shù)困難是。解決辦法是。 課后練習(xí)1、蛋白質(zhì)工程的實(shí)質(zhì)是 （ ）A、改變氨基酸結(jié)構(gòu)   B、改造蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu) C、改變肽鏈結(jié)構(gòu)  D、改造基因結(jié)構(gòu)2、基因工程的實(shí)質(zhì)是 （ ）A、基因重組   B、基因突變 C、產(chǎn)生新的蛋白質(zhì) D、產(chǎn)生新的基因4、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、血紅蛋白質(zhì)6、玉米是生產(chǎn)賴氨酸的好材料，可是產(chǎn)量低，需要改變什么結(jié)構(gòu)就能提高產(chǎn)量？ （ ）A、天冬氨酸激酶   B、二氫吡啶二羧合成酶 C、肽酶  D、A、B都是8、關(guān)于蛋白質(zhì)工程的說法錯誤的是 （ ）A、蛋白質(zhì)工程能定向改造蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)，使之更加符合人類的需要B、蛋白質(zhì)工程是在分子水平上對蛋白質(zhì)分子直接進(jìn)行操作，定向改變分子結(jié)構(gòu)C、蛋白質(zhì)工程能產(chǎn)生出自然界中不曾存在過的新型蛋白質(zhì)分子D、蛋白質(zhì)工程又稱為第二代基因工程9、蛋白質(zhì)工程的基本操作程序正確是 （ ）蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)合成 DNA合成 mRNA合成蛋白質(zhì)的預(yù)期功能 根據(jù)氨基酸的序列推出脫氧核苷酸的序列A、 B、C、 D、 11、蛋白質(zhì)工程中直接操作的對象是 （ ）