1、第4課時蛋白質工程的崛起一、蛋白質工程崛起的緣由1.傳統基因工程的特點(1)實質:將一種生物的基因轉移到另一種生物體內,后者可以產生本不能產生的蛋白質,進而表現出新性狀。 (2)不足:原則上只能生產自然界已存在的蛋白質。 2.天然蛋白質的不足天然蛋白質的結構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和生活的需要。 二、蛋白質工程的基本原理1.概念(1)理論基礎:蛋白質分子的結構規律及其與生物功能的關系。 (2)手段:通過基因修飾或基因合成,對現有蛋白質進行改造,或制造一種新的蛋白質。 (3)目的:獲得滿足人類生產和生活需要的蛋白質。

2、 2.基本原理(1)目標:根據人們對蛋白質功能的特定需求,對蛋白質的結構進行分子設計。 (2)原理:基因改造。 3.流程:從預期的蛋白質功能出發設計預期的蛋白質結構 推測應有的氨基酸序列找到相對應的脫氧核苷酸序列(基因)。 三、蛋白質工程的進展和前景1.進展緩慢:主要原因是目前科學家對大多數蛋白質的高級結構的了解還很不夠。 2.前景誘人:如用此技術制成的電子元件具有體積小、耗電少和效率高的特點。 1.對天然蛋白質進行改造,你認為應該直接對蛋白質分子進行操作還是通過對基因的操作來實現?為什么?2.為什么目前蛋白質工程成功的例子

3、不多?3.蛋白質工程操作程序的基本思路與基因工程有什么不同?知識點一:蛋白質工程崛起的緣由1.請說出基因工程的優點和不足。2.對蛋白質進行改造時,能直接對現有的天然蛋白質進行改造嗎?3.請結合課本上的知識,舉一個能說明蛋白質需要進行改造的例子。知識點二:蛋白質工程的原理1.為什么說蛋白質工程是第二代基因工程?2.蛋白質工程的原理與中心法則是什么關系?為什么?3.結合教材內容,請嘗試繪出蛋白質工程的流程圖。4.請比較基因工程與蛋白質工程的區別,補充完成下表。基因工程蛋白質工程操作起點操作環境操作核心操作流程結果例1某種微生物合成的蛋白酶與人體消化液中的蛋白酶的結構和功能很相似,熱穩定性較差,進入

4、人體后容易失效。現要將此酶開發成一種片劑,臨床治療食物的消化不良,最佳方案是()。A.對此酶中的少數氨基酸進行替換,以改善其功能B.將此酶與人蛋白酶進行拼接,形成新的蛋白酶C.重新設計與創造一種全新的蛋白酶D.減少此酶在片劑中的含量例2下圖為蛋白質工程操作的基本思路,請據圖回答下列問題: (1)代表蛋白質工程操作思路的過程是,代表中心法則內容的是。(填數字) (2)寫出圖中數字代表的生物學過程的名稱或內容:;。 (3)從圖中可以看出蛋白質工程的基本途徑與中心法則。 (4)功能是由其結構決定的,直接決定蛋白質多樣性的因素有,從根本上說,蛋白質的結構是由決定的。

5、60;(5)據蛋白質的氨基酸序列推測的mRNA中的堿基序列是不是唯一的?,為什么?。 (6)將氨基酸合成為多肽鏈的場所是。真核細胞中將多肽鏈轉變為具有一定空間結構的蛋白質的場所是。 (7)蛋白質工程中的目的基因一般通過獲得。 1.下列對物質的改造不屬于蛋白質工程范疇的是()。A.胰島素改造B.抗體改造C.酶的改造D.性激素改造2.蛋白質工程的基本流程正確的是()。蛋白質分子結構設計DNA合成預期蛋白質功能據氨基酸序列推出脫氧核苷酸序列A.B.C.D.3.將富含賴氨酸的蛋白質編碼基因導入玉米細胞,可以提高玉米中的賴氨酸含量;更換賴氨酸形成過程中的天冬氨酸激酶和二氫吡

6、啶二羧酸合成酶的個別氨基酸,使兩種酶的活性提高,也可以提高玉米中的賴氨酸含量。以上兩種技術分別屬于()。A.基因工程基因工程B.蛋白質工程蛋白質工程C.基因工程蛋白質工程D.蛋白質工程基因工程4.利用蛋白質工程改造天然蛋白質,進而改變其功能,獲得毒副作用很小、專一性增強、藥效加強、穩定性增強的理想藥物。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壽命只有幾小時,重癥病人每天需注射好幾次藥物,給病人帶來不便和痛苦。通過蛋白質工程改變胰島素的空間結構,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構的前提下,增強其他部位的結合強度,使之難以被酶所破壞,從而增強其穩定性。(1)此蛋白質工程的基本