1.4　蛋白質(zhì)工程的崛起 (10)

1、請拿出你的課本、典題本、導(dǎo)學(xué)案和三色筆，還有你的激情你準(zhǔn)備好了嗎？機(jī)會是給那些有準(zhǔn)備的人！蛋白質(zhì)工程的崛起【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 1舉例說出蛋白質(zhì)工程崛起的緣由 2概述蛋白質(zhì)工程的基本原理及基本途徑。 3嘗試運(yùn)用逆向思維分析和解決問題。 4關(guān)注蛋白質(zhì)工程的發(fā)展，認(rèn)同蛋白質(zhì)工程的應(yīng)用促進(jìn)生產(chǎn)力的提高。1、基因工程的應(yīng)用（1）基因工程的實質(zhì)：將一種生物的 轉(zhuǎn)移到另一種生物體內(nèi)，使后者產(chǎn)生本不能產(chǎn)生的 ，進(jìn)而表現(xiàn)出新的 。（2）基因工程的不足：在原則上只能生產(chǎn)自然界已存在的 。2、天然蛋白質(zhì)的不足 天然蛋白質(zhì)是生物在長期 過程中形成的，它們的 符合特定物種 的需要，卻不一定完全符合人類生產(chǎn)和生活的需要。3、蛋

2、白質(zhì)工程的目的 生產(chǎn)符合人類生產(chǎn)和生活的需要的 。一、蛋白質(zhì)工程崛起的緣由基因蛋白質(zhì)性狀蛋白質(zhì)進(jìn)化結(jié)構(gòu)和功能生存蛋白質(zhì)干擾素：半胱氨酸絲氨酸玉米中賴氨酸含量：生產(chǎn)符合人們生活需要并非自然界已存在的蛋白質(zhì)。天冬氨酸激酶二氫吡啶二羧酸合成酶（第352位蘇氨酸變成異亮氨酸）（第104位天冬酰胺變成異亮氨酸）二、蛋白質(zhì)工程的基本原理1、目標(biāo)：根據(jù)人們對 功能的特定需求，對蛋白質(zhì)的 進(jìn)行分子設(shè)計。2、原理：改造基因（基因 或基因 ） 。3、流程： 預(yù)期蛋白質(zhì)功能設(shè)計 推測應(yīng)有的 序列找到對應(yīng)的 序列。蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)修飾合成預(yù)期的蛋白質(zhì)氨基酸脫氧核苷酸蛋白質(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)律及其生

3、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(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。蛋白質(zhì)工程的實質(zhì)是對編碼蛋白質(zhì)的基因進(jìn)行改造天然蛋白質(zhì)的合成途徑：基因表達(dá)（轉(zhuǎn)錄和翻譯） 形成氨基酸序列的多肽鏈形成具有高級結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì) 行使生物功能預(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相應(yīng)的脫氧核苷酸序列酸蛋白質(zhì)工程的途徑：蛋白質(zhì)工程的基本原理基因DNA氨基酸序列多肽鏈蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)預(yù)期功能生物功能mRNA轉(zhuǎn)錄翻譯折疊DNA合成分子設(shè)計蛋白質(zhì)工程三、蛋白質(zhì)工程的進(jìn)展和前景1、前景誘人：如用此技術(shù)制成的 ，具有 、耗電少和 的特點(diǎn)。2、難度很大：主

4、要是目前科學(xué)家對大多數(shù)蛋白質(zhì)的 的了解還很不夠。電子元件體積小效率高高級結(jié)構(gòu)胰島素改造 天然胰島素制劑在儲存中易形成二聚體和六聚體，延緩胰島素從注射部位進(jìn)入血液，從而延緩了其降血糖作用，這是胰島素B23-B28氨基酸殘基結(jié)構(gòu)所致。利用蛋白質(zhì)工程技術(shù)改變這些殘基，則可降低其聚合作用，使胰島素快速起作用。該速效胰島素已通過臨床實驗。項目 蛋白質(zhì)工程 基因工程 區(qū)別過 程 預(yù)期蛋白質(zhì)功能 推測氨基酸序列 合成DNA表達(dá)出蛋白質(zhì) 獲取目的基因 導(dǎo)入受體細(xì)胞目的基因的檢測與鑒定 目標(biāo)定向 人類所需蛋白質(zhì) 定向改造生物的的 以獲得人類所需的 或 （基因的異體表達(dá)） 結(jié) 果 生產(chǎn)自然界 蛋白質(zhì) 生產(chǎn)自然界中

5、 的蛋白質(zhì) 聯(lián)系 蛋白質(zhì)工程是在 的基礎(chǔ)上，延伸出來的第二代基因工程，因為對現(xiàn)有蛋白質(zhì)的改造或制造新的蛋白質(zhì)，必須通過基因修飾或基因合成實現(xiàn)。 設(shè)計預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)找到相對應(yīng)的脫氧核苷酸序列改造不存在基因工程基因表達(dá)載體的構(gòu)建性狀新的生物類型生物產(chǎn)品存在合作探究 討論（一）討論目標(biāo)： 每位同學(xué)都能對每個問題達(dá)成較統(tǒng)一的認(rèn)識； A層同學(xué)能總結(jié)出各類題型的規(guī)律。（二）討論題目及時間：請同學(xué)們用35分鐘的時間討論“合作探究”第1題-第5題。（三）討論要求：各小組長負(fù)起責(zé)任，組織好本組成員積極熱情地投入討論。本組內(nèi)先強(qiáng)幫弱、“兵教兵”的討論再集體討論。統(tǒng)一答案后準(zhǔn)備展示和點(diǎn)評。 閃光的思想是在交流與撞

6、擊中獲得的，同學(xué)們請拿出激情、帶著興趣盡情的討論吧！展示安排及目標(biāo)要求展示問題展示方式展示組目標(biāo)及要求第1題口頭展示1組：B11目標(biāo)：精彩展示使你和同學(xué)們思路清晰。2要求：口頭展示同學(xué)大聲說出展示結(jié)果及理由。黑板展示同學(xué)上臺迅速，書寫快速規(guī)范。非展示同學(xué)整理完善本小組討論結(jié)果，并迅速瀏覽展示內(nèi)容，準(zhǔn)備點(diǎn)評、補(bǔ)充、質(zhì)疑。第2題 口頭展示 2組：B1 第3題口頭展示3組：B2第4題口頭展示4組：B1做1、2問11組：B2做3、4問第5題書面展示5組：B2點(diǎn)評安排及目標(biāo)要求點(diǎn)評問題點(diǎn)評小組目標(biāo)及要求第1題6組：A21目標(biāo)：通過你的精彩點(diǎn)評同學(xué)們能熟練掌握重點(diǎn)和突破難點(diǎn)問題。2要求：點(diǎn)評人先點(diǎn)評是否規(guī)

7、范，后對錯，最后思路方法，紅筆勾畫，及時回扣學(xué)習(xí)目標(biāo)。非點(diǎn)評人認(rèn)真傾聽、積極思考,重點(diǎn)內(nèi)容記好筆記。第2題7組：A2第3題8組：A1第4題9組：A1第5題10組：A2當(dāng)堂檢測:1 關(guān)于生物體內(nèi)存在的天然蛋白質(zhì)，下列說法不正確的是（ ）A是生物在長期進(jìn)化過程中形成的B它們的結(jié)構(gòu)和功能符合特定物種生存的需要C構(gòu)成天然蛋白質(zhì)的氨基酸目前發(fā)現(xiàn)的有20種D一定完全符合人類生產(chǎn)和生活的需要D2蛋白質(zhì)工程中直接需要進(jìn)行操作的對象是（） 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) 3下列關(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)，使之更加符合人類的需要B蛋白質(zhì)工程是在分子

8、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4、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)進(jìn)行改造D、蛋白質(zhì)工程只能生產(chǎn)天然的蛋白質(zhì) 5、蛋白質(zhì)工程的基本流程正確的是（）蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)設(shè)計DNA合成 預(yù)期蛋白質(zhì)功能根據(jù)氨基酸序列推出脫氧核苷酸序列A B C D6、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，其結(jié)果產(chǎn)生的蛋白質(zhì)是（）A氨基酸種類增多 B氨基酸種類減少C仍為天然存在蛋白質(zhì)

9、 D可合成天然不存在蛋白質(zhì)7、下列不屬于蛋白質(zhì)工程成果的是（ ）A改造酶的結(jié)構(gòu)，提高酶的熱穩(wěn)定性B生產(chǎn)出鼠人嵌合抗體C將tPA分子中的天門冬酰胺替換為谷氨酰胺D蛋白質(zhì)酶洗衣粉容易洗掉或除奶漬、血漬D8、關(guān)于蛋白質(zhì)工程的進(jìn)展和應(yīng)用，下列說法不正確的是（ ）A科學(xué)家通過對胰島素的改造，已使其成為速效藥品B生物和材料科學(xué)家正積極探索將蛋白質(zhì)工程應(yīng)用于微電子方面C蛋白質(zhì)工程技術(shù)已經(jīng)非常成熟，目前正被大力推廣應(yīng)用D蛋白質(zhì)工程是一項難度很大的工程，目前成功的例子不多C基因工程與蛋白質(zhì)工程的區(qū)別是（ ）A基因工需對基因進(jìn)行分子水平操作，蛋白質(zhì)工程不對基因進(jìn)行操作B基因工程合成的是天然存在的蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)工程合成的可以是天然不存在的蛋白質(zhì)C基因工程是分子水平操作，蛋白質(zhì)工程是細(xì)胞水平（或性狀水平）操作D基因工程完全不同于蛋白質(zhì)工程B利用蛋白質(zhì)工程改造天然蛋白質(zhì)，進(jìn)而改變其功能，獲得毒副作用很小、專一性增強(qiáng)、藥效加強(qiáng)、穩(wěn)定性增強(qiáng)的理想的藥物。如胰島素是治療依賴型糖尿病的特效藥物，但是天然胰島素在人體內(nèi)壽命只有幾小時，重癥病人每天得注射好幾次藥物，給病人帶來不便和痛苦。通過蛋白質(zhì)工程改變胰島素的空間結(jié)構(gòu)，以延長其半衰期，得到長效胰島素，還可以在不改變胰島素活性部位結(jié)構(gòu)的前提下，增強(qiáng)其他部位的結(jié)合強(qiáng)度，使之難以被酶所破壞，從而增強(qiáng)其穩(wěn)定性。（1）此蛋