高中生物 1.4 蛋白质工程的崛起同步辅导与检测课件 新人教版选修3.ppt

第4节蛋白质工程的崛起 基因工程 预习提纲 一 蛋白质工程崛起的缘由1 基因工程的实质 将一种生物的 转移到另一种生物体内 后者产生它本不能产生的 进而表现出新的性状 2 蛋白质工程的目的 生产符合人们生活需要的并非自然界已存在的 基因 蛋白质 蛋白质 二 蛋白质工程的基本原理1 蛋白质工程的概念 蛋白质工程是指以 作为基础 通过 或 对现有蛋白质进行 或 以满足人类的生产和生活的需求 2 目标 根据人们对 功能的特定需求 对 的结构进行分子设计 3 原理 基因改造 4 过程 预期蛋白质功能 设计预期的 结构 推测应有的 序列 找到相应的 序列 基因 蛋白质分子的结构规律与其生物功能的关系 基因修饰 基因合成 改造 制造一种新的蛋白质 蛋白质 蛋白质 蛋白质 氨基酸 脱氧核苷酸 三 蛋白质工程的进展和前景1 前景诱人 如用此技术制成的电子元件 具有 和效率高的特点 2 难度很大 主要是目前科学家对大多数蛋白质的 的了解还很不够 体积小 耗电少 高级结构 自主检测 1 蛋白质工程的操作实质是 a 改造蛋白质b 改造mrnac 改造基因d 改变氨基酸2 蛋白质工程中对蛋白质分子进行设计时 主要包括哪几种 进行少数氨基酸的替换 对不同来源的蛋白质进行拼接 从氨基酸的排列顺序出发设计全新的蛋白质 直接改变蛋白质的空间结构 a b c d c b 3 以下蛋白质工程中目前已成功的是 a 对胰岛素进行改造 产生速效型药品b 蛋白质工程应用于微电子方面c 生产体外耐储存的干扰素d 用蛋白质工程生产高产赖氨酸玉米4 天然蛋白质的合成是按照下列哪一项原理进行的 a 转录b 翻译 c 中心法则d 复制 a c 5 蛋白质工程中的蛋白质分子设计的首要任务是 a 改变控制蛋白质合成的基因b 合成新基因c 构建新蛋白质的分子模型d 弄清蛋白质的结构与功能6 蛋白质工程是在基因工程基础上 延伸出来的第二代基因工程 其结果是产生的蛋白质 a 氨基酸种类增多b 氨基酸种类减少c 仍为天然存在蛋白质d 可合成天然不存在的蛋白质 d d 蛋白质工程 1 原理 蛋白质工程的目标是根据人们对蛋白质功能的特定要求 对蛋白质的结构进行分子设计 由于基因决定蛋白质 因此 要对蛋白质结构进行设计改造 还必须从基因入手 我们知道 天然蛋白质合成的过程是按照中心法则进行的 基因 表达 转录和翻译 形成氨基酸序列的多肽链 形成具有高级结构的蛋白质 行使生物功能 而蛋白质工程却与之相反 它的基本途径是 从预期的蛋白质功能出发 设计预期的蛋白质结构 推测应有的氨基酸序列 找到相对应的脱氧核苷酸序列 基因 如下图所示 蛋白质工程是先按照人们的意愿创造出适合人类需求的新基因 然后表达出具有不同功能的蛋白质 2 应用 利用蛋白质工程改造或设计制造出的人工蛋白质 在活性 稳定性 营养性等方面都优于天然蛋白质 关于蛋白质工程的说法 错误的是 a 蛋白质工程能定向地改造蛋白质分子的结构 使之更加符合人类需要b 蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作 定向改变分子的结构c 蛋白质工程能产生自然界中不存在的新型蛋白质分子d 蛋白质工程与基因工程密不可分 又称为第二代基因工程解析 本题主要考查对蛋白质工程的基本概念的理解 蛋白质工程是通过基因进行修饰或基因合成 对现有的蛋白质进行改造 或制造新的蛋白质 它并不是对蛋白质分子直接进行操作 答案 b 变式迁移 1 科学家将 干扰素基因进行定点突变后 导入大肠杆菌体内使其表达 使干扰素第17位的半胱氨酸改变成丝氨酸 结果大大提高了 干扰素的抗病活性 并且提高了储存稳定性 该生物技术为 a 基因工程b 蛋白质工程c 基因突变d 细胞工程 解析 基因工程是通过对基因的操作 将符合人们需要的目的基因导入适宜的生物体内 使其高效表达 从中提取所需的基因控制合成的蛋白质 或表现某种性状 蛋白质产品仍然为天然存在的蛋白质 而蛋白质工程却是对控制蛋白质合成的基因进行改造 从而实现对其编码的蛋白质的改造 所得到的已不是天然存在的蛋白质 题目中的操作中涉及的基因显然不再是原来的基因 其合成的 干扰素也不是天然 干扰素 而是经过改造的 具有人类所需优点的蛋白质 因而整个过程利用的生物技术应为蛋白质工程 答案 b 点评 蛋白质工程要实现对蛋白质的改造 是通过改造基因 而不是直接改造蛋白质 原因分析如下 1 任何一种天然蛋白质都是由基因编码的 改造了基因即对蛋白质进行了改造 而且改造过的蛋白质可以遗传下去 如果对蛋白质直接改造 即使改造成功 被改造过的蛋白质分子还是无法遗传的 2 对基因进行改造比对蛋白质直接改造要容易操作 难度要小得多 蛋白质工程与基因工程的区别和联系 基因工程与蛋白质工程的区别是 a 基因工程需对基因进行分子水平操作 蛋白质工程不对基因进行操作b 基因工程合成的是天然存在的蛋白质 蛋白质工程合成的可以是天然不存在的蛋白质c 基因工程是分子水平操作 蛋白质工程是细胞水平 或性状水平 操作d 基因工程完全不同于蛋白质工程 解析 蛋白质工程是在基因工程的基础上 延伸出来的第二代基因工程 蛋白质工程是从分子水平对蛋白质进行改造设计 通过对相应的基因进行修饰加工甚至人工进行基因合成 从而对现有蛋白质进行改造 或制造一种新的蛋白质以满足人类生产和生活需求 而基因工程只是将外源基因导入另一生物体内 并使之表达 体现人类所需的性状 或者获取所需的产品 因此 基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质 答案 b 变式迁移 2 下列说法正确的是 a 蛋白质工程和基因工程的目的都是获得人类需要的蛋白质 所以二者没有区别b 基因工程是蛋白质工程的关键技术c 通过蛋白质工程改造后的蛋白质有的仍然是天然的蛋白质d 蛋白质工程是在蛋白质分子水平上直接改造蛋白质的 解析 蛋白质工程的目标是根据人们对蛋白质功能的特定需求 对蛋白质的结构进行分子设计 其中 基因工程是关键技术 是蛋白质工程的基础 因为对蛋白质结构的改造是通过改造基因来实现的 所以蛋白质工程是在基因水平上改造蛋白质 改造后的蛋白质不再是天然的蛋白质 答案 b 点评 1 蛋白质工程前景诱人 但目前成功的例子不多 尚处于探索实验过程 要设计出符合人类众多需要的蛋白质还需经过艰辛的探索 2 蛋白质工程虽然称为第二代基因工程 但二者仍是两个不同的概念 不能理解为蛋白质工程属于基因工程 这正如必修教材上讲减数分裂是特殊的有丝分裂一样 其实减数分裂并不属于有丝分裂 基础巩固 1 蛋白质工程中 直接需要进行操作的对象是 a 氨基酸结构b 蛋白质空间结构c 肽链结构d 基因结构 解析 蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础 通过基因修饰或基因合成 对现有蛋白质进行改造 或制造一种新的蛋白质 以满足人类的生产和生活的需求 其目标是对蛋白质进行分子设计 但因为基因决定蛋白质 因此归根到底还需要相对应基因进行设计 答案 d 2 人们发现蛛丝蛋白比蚕丝蛋白更细 但强度却更大 于是有人试图通过破解蛛丝蛋白的结构从而推出其基因结构 以指导对蚕丝蛋白基因的修改 从而让蚕也吐出像蛛丝蛋白一样坚韧的丝 此过程的名称和依据的原理分别是 a 基因突变 dna rna 蛋白质b 基因工程 rna rna 蛋白质c 基因工程 dna rna 蛋白质d 蛋白质工程 蛋白质 rna dna rna 蛋白质 解析 通过修改已知蚕丝蛋白的基因 从而创造出全新的蛋白质的过程叫蛋白质工程 其原理是蛋白质rna dna rna 蛋白质 答案 d 3 蛋白质工程中 对蛋白质的结构进行分子设计的根据是 a 人们对蛋白质功能的特定需求 b 蛋白质中氨基酸序列 c 信使rna中核糖核苷酸序列 d 基因中脱氧核苷酸序列 a 4 下列不属于蛋白质工程成果的是 a 改造酶的结构 提高其热稳定性 b 生产鼠 人嵌合抗体 c 将干扰素分子中的半胱氨酸替换为