【创新设计】2015-2016学年高中生物专题一基因工程1.4蛋白质工程的崛起课时作业新人教版选修3论述.doc

1.4　蛋白质工程的崛起 目标导航　1.举例说出蛋白质工程崛起的缘由。2.结合教材图1－29，简述蛋白质工程的基本原理及蛋白质工程的发展和前景。 一、 蛋白质工程及其原理(阅读P26－27) 1．蛋白质工程的崛起 (1)基因工程的优势与不足 ①优势：将一种生物的基因转移到另一种生物体内，后者可以产生它本不能产生的蛋白质，进而表现出新性状。这是基因工程的实质。 ②不足：原则上基因工程只能生产自然界中已存在的蛋白质。 (2)天然蛋白质的特点 天然蛋白质是生物在长期进化过程中形成的，它们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。 (3)蛋白质工程的提出 1983年，美国某基因公司的一名科学家提出了“蛋白质工程”这一名词，随即被广泛地接受和采用。 2．蛋白质工程的原理 概念 基础 蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系 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 目的 获得满足人类生产和生活需求的蛋白质 原理 由预期的蛋白质功能找到相对应的脱氧核苷酸序列(基因) 二、蛋白质工程的进展和前景(阅读P28) 1．科学家通过对胰岛素的改造，已使其成为速效型药品。 2．生物和材料科学家正积极探索将蛋白质工程应用于微电子方面，用蛋白质工程方法制成的电子元件，具有体积小、耗电少和效率高的特点。 判断正误： (1)基因工程能生产自然界中不存在的蛋白质。(　　) (2)蛋白质工程的主要目的是对现有蛋白质进行改造或生产新的蛋白质，以满足人类生产和生活的需要。(　　) (3)蛋白质工程直接操作的对象是蛋白质。(　　) (4)蛋白质工程的基本途径是：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→找到相应的脱氧核苷酸序列。(　　) (5)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。(　　) (6)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。(　　) 答案　(1)×　(2)√　(3)×　(4)√　(5)√　(6)√ 一、蛋白质工程及其原理 1．蛋白质工程的崛起 (1)基因工程的实质：将一种生物的基因转移到另一种生物体内，后者可以产生它本不能产生的蛋白质，进而表现出新的性状。 (2)蛋白质工程的目的：生产符合人们生产与生活需要并非自然界已存在的蛋白质。 2．蛋白质工程的流程图 1．蛋白质工程中直接进行操作的对象是什么？是否为蛋白质分子自身？ 答案　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，以满足人类的生产或生活的需求。因此，归根到底要对基因进行改造。 2．为什么说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？ 答案　 因为蛋白质的合成由基因控制，所以说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。 3．判断蛋白质工程方法的关键是什么？ 答案　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。 4．假如某科学家设计出某种蛋白质的空间结构，你能否设计出利用大肠杆菌生产该蛋白质的流程？ 答案　蛋白质的空间结构→氨基酸序列→合成目的基因→构建基因表达载体→导入大肠杆菌→产生相应蛋白质。 1．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__________________________________________________。(填写数字) (2)写出图中各数字代表的生物学过程的名称或内容： ①________；②________；③________；④______________；⑤______________。 (3)蛋白质工程的目的是___________________________________________________， 通过________________________________________________________________________实现。 (4)从图中可以看出蛋白质工程的基本途径与中心法则是________的。 问题导析　(1)天然蛋白质合成的过程是按照中心法则进行的。 (2)蛋白质工程的基本途径与上述过程相反，即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→找到相应的脱氧核苷酸序列(基因)。 答案　(1)④⑤　①②③　(2)转录　翻译　折叠　分子设计　DNA合成　(3)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　基