蛋白质工程的崛起导学案

1、第4课时蛋白质工程的崛起一、蛋白质工程崛起的缘由1.传统基因工程的特点(1)实质:将一种生物的基因转移到另一种生物体内,后者可以产生本不能产生的蛋白质,进而表现出新性状。 (2)不足:原则上只能生产自然界已存在的蛋白质。 2.天然蛋白质的不足天然蛋白质的结构和功能符合特定物种生存的需要,却不一定完全符合人类生产和生活的需要。 二、蛋白质工程的基本原理1.概念(1)理论基础:蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系。 (2)手段: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。 (3)目的:获得满足人类生产和生活需要的蛋白质。

2、 2.基本原理(1)目标: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。 (2)原理:基因改造。 3.流程: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)。 三、蛋白质工程的进展和前景1.进展缓慢:主要原因是目前科学家对大多数蛋白质的高级结构的了解还很不够。 2.前景诱人:如用此技术制成的电子元件具有体积小、耗电少和效率高的特点。 1.对天然蛋白质进行改造,你认为应该直接对蛋白质分子进行操作还是通过对基因的操作来实现?为什么?2.为什么目前蛋白质工程成功的例子

3、不多?3.蛋白质工程操作程序的基本思路与基因工程有什么不同?知识点一:蛋白质工程崛起的缘由1.请说出基因工程的优点和不足。2.对蛋白质进行改造时,能直接对现有的天然蛋白质进行改造吗?3.请结合课本上的知识,举一个能说明蛋白质需要进行改造的例子。知识点二:蛋白质工程的原理1.为什么说蛋白质工程是第二代基因工程?2.蛋白质工程的原理与中心法则是什么关系?为什么?3.结合教材内容,请尝试绘出蛋白质工程的流程图。4.请比较基因工程与蛋白质工程的区别,补充完成下表。基因工程蛋白质工程操作起点操作环境操作核心操作流程结果例1某种微生物合成的蛋白酶与人体消化液中的蛋白酶的结构和功能很相似,热稳定性较差,进入

4、人体后容易失效。现要将此酶开发成一种片剂,临床治疗食物的消化不良,最佳方案是()。A.对此酶中的少数氨基酸进行替换,以改善其功能B.将此酶与人蛋白酶进行拼接,形成新的蛋白酶C.重新设计与创造一种全新的蛋白酶D.减少此酶在片剂中的含量例2下图为蛋白质工程操作的基本思路,请据图回答下列问题: (1)代表蛋白质工程操作思路的过程是,代表中心法则内容的是。(填数字) (2)写出图中数字代表的生物学过程的名称或内容:;。 (3)从图中可以看出蛋白质工程的基本途径与中心法则。 (4)功能是由其结构决定的,直接决定蛋白质多样性的因素有,从根本上说,蛋白质的结构是由决定的。

5、60;(5)据蛋白质的氨基酸序列推测的mRNA中的碱基序列是不是唯一的?,为什么?。 (6)将氨基酸合成为多肽链的场所是。真核细胞中将多肽链转变为具有一定空间结构的蛋白质的场所是。 (7)蛋白质工程中的目的基因一般通过获得。 1.下列对物质的改造不属于蛋白质工程范畴的是()。A.胰岛素改造B.抗体改造C.酶的改造D.性激素改造2.蛋白质工程的基本流程正确的是()。蛋白质分子结构设计DNA合成预期蛋白质功能据氨基酸序列推出脱氧核苷酸序列A.B.C.D.3.将富含赖氨酸的蛋白质编码基因导入玉米细胞,可以提高玉米中的赖氨酸含量;更换赖氨酸形成过程中的天冬氨酸激酶和二氢吡

6、啶二羧酸合成酶的个别氨基酸,使两种酶的活性提高,也可以提高玉米中的赖氨酸含量。以上两种技术分别属于()。A.基因工程基因工程B.蛋白质工程蛋白质工程C.基因工程蛋白质工程D.蛋白质工程基因工程4.利用蛋白质工程改造天然蛋白质,进而改变其功能,获得毒副作用很小、专一性增强、药效加强、稳定性增强的理想药物。如胰岛素是治疗依赖型糖尿病的特效药物,但是天然胰岛素在人体内寿命只有几小时,重症病人每天需注射好几次药物,给病人带来不便和痛苦。通过蛋白质工程改变胰岛素的空间结构,以延长其半衰期,得到长效胰岛素。还可以在不改变胰岛素活性部位结构的前提下,增强其他部位的结合强度,使之难以被酶所破坏,从而增强其稳定性。(1)此蛋白质工程的基本