《蛋白质工程的崛起》 省赛获奖

蛋白质工程的崛起一、蛋白质工程与基因工程比较比较项目基因工程蛋白质工程操作环境(场所)生物体外生物体外操作核心基因基因操作起点目的基因预期的蛋白质功能基本过程剪切→拼接→导入→表达确定蛋白质功能→应有的高级结构→应具备的折叠状态→应有氨基酸序列→应有的碱基序列→改造的蛋白质实质定向改造生物的遗传特性，以获得人类所需的生物类型或生物产品(基因的异体表达)定向改造或生产人类所需的蛋白质结果生产自然界已存在的蛋白质可以创造出自然界不存在的蛋白质思维激活科学家通过对胰岛素的改造，已使其成为速效型药品，阅读教材，结合资料完成下述分析。如图是用蛋白质工程设计速效胰岛素的生产过程，请据图回答有关问题：(1)构建新的蛋白质模型是蛋白质工程的关键，图中构建新的胰岛素模型的主要依据是

。(2)通过人工合成DNA形成的新基因应与

结合后转移到

中才能得到准确表达。(3)若要利用大肠杆菌生产速效胰岛素，需用到的生物工程有

、

和发酵工程。蛋白质的预期功能载体大肠杆菌等受体细胞蛋白质工程基因工程(4)图解中从新的胰岛素模型到新的胰岛素基因的基本思路是

。根据新的胰岛素模型中氨基酸的序列，推测出其基因中脱氧核苷酸序列，然后利用DNA合成仪来合成出新的胰岛素基因应用示例1.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．基因工程合成自然界已存在的蛋白质，蛋白质工程可以合成自然界不存在的蛋白质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)的操作D．基因工程完全不同于蛋白质工程问题导析

(1)蛋白质工程是直接对相应的

进行修饰加工甚至人工进行

合成，从而对现有

进行改造，或制造一种新的

，以满足人类的生产和生活的需求。(2)基因工程只是将

导入另一生物体内，并使之表达出人类所需的性状，或者获取所需的产品。(3)基因工程在原则上只能生产自然界中

的蛋白质。答案B基因外源基因已存在蛋白质基因蛋白质一题多变

(1)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。(

)(2)基因工程是蛋白质工程的关键技术。(

)(3)通过蛋白质工程改造后的蛋白质有的仍然是天然蛋白质。(

)(4)利用蛋白质工程可以在大肠杆菌细胞中直接得到人的胰岛素。(

)√×××课堂小结蛋白质的结构DNA和蛋白质分子式蛋白质的结构氨基酸序列脱氧核苷酸序列对点练习1.蛋白质工程的基本流程正确的是(

)①蛋白质分子结构设计②DNA合成③预期蛋白质功能

④据氨基酸序列推出脱氧核苷酸序列A．①→②→③→④ B．④→②→①→③C．③→①→④→② D．③→④→①→②解析蛋白质工程是根据人们的需要首先要预期相应功能，然后对其空间结构进行设计，目前这一步是科学家们仍未完全掌握的，根据相应的氨基酸推导出基因中的碱基序列，再利用人工合成法合成相应的目的基因。答案C2.蛋白质工程与基因工程相比，其突出特点是(

)A．蛋白质工程能生产人类需要的基因产物B．蛋白质工程能对现有的蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质C．蛋白质工程可以不通过转录和翻译来实现D．蛋白质工程是在基因工程的基础上，延伸出来的第三代基因工程解析蛋白质工程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，是延伸出来的第二代基因工程。答案B3.以下蛋白质工程中，目前已成功的是(

)A．对胰岛素进行改造，生产速效型药品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．用蛋白质工程生产血红蛋白解析A已经实现，B、C、D三项目前尚未实现，只是蛋白质工程的发展前景，有待于进一步研究和设计。A4.2008年诺贝尔化学奖授予了三位在研究绿色荧光蛋白(GFP)方面作出突出贡献的科学家。绿色荧光蛋白能在蓝光或紫外光的激发下发出荧光，这样借助GFP发出的荧光就可以跟踪蛋白质在细胞内部的移动情况，帮助推断蛋白质的功能。GFP基因可作为目的基因用于培育绿色荧光小鼠，下图表示培育绿色荧光小鼠的基本流程：请根据上述材料回答下列问题：(1)用于培育绿色荧光小鼠的基因表达载体的组成必须有启动子、标记基因、________和________。图中过程②常用的方法是_____________。(2)GFP基因与目的基因一起构建到载体上不影响目的基因的表达，也不影响由目的基因控制合成的蛋白质的结构与功能，且对细胞无毒性作用，因此GFP基因可以作为基因表达载体上的__________。GFP基因

终止子显微注射技术标记基因(3)目前科学家们通过___