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(shuō)出蛋白質(zhì)工程崛起的緣由（A）2、簡(jiǎn)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)?；蚬こ淘谠瓌t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(zhǎng)期進(jìn)化過(guò)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(guò)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(guò)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(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、 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(chǔ)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(jì)制造 蛋白質(zhì)（2） 中改：替代 或一個(gè)特定的結(jié)構(gòu)域。（3） 小改：通過(guò)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(guò)程：預(yù)期蛋白質(zhì)功能測(cè)定蛋白質(zhì)三維空間結(jié)構(gòu)推測(cè)應(yīng)有的 序列找到對(duì)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(duì)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(guò)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(guò)對(duì) 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(guò) ，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(duì)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(guò)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)或或生活需要。因此，歸根到底，還是要對(duì)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(chǔ)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(guò)對(duì)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(guò)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)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(jí)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(wú)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(gè)氨基和一個(gè)羧基3、能夠使植物體表達(dá)動(dòng)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(guó)牽頭的“人類肝臟蛋白組計(jì)劃”，以下說(shuō)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(duì)蛋白質(zhì)工程的有力推動(dòng)和理論支持5、關(guān)于蛋白質(zhì)工程的說(shuō)法錯(cuò)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(duì)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(guò)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(jì) 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(shuō)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(duì)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(jiǎn)單逆轉(zhuǎn) B確定目的基因的堿基序列后，通過(guò)人工合成的方法或從基因庫(kù)中獲取C只是依據(jù)中心法則逆推，其過(guò)程不需要中心法則 D只是對(duì)蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行分子設(shè)計(jì)和改造10以下蛋白質(zhì)工程中目前已成功的是( )A對(duì)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(chǔ)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(duì)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(guó)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(guò)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(gè)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(gè)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(guò)或，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。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(shuō)法錯(cuò)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(duì)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(guò)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(duì)象是 （ ）