2016高中生物专题1第4节蛋白质工程的崛起新人教版选修3解释.ppt

[解析]　题目中的操作涉及的基因不再是原来的基因，其合成的β－干扰素也不是天然的β－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为蛋白质工程。 思 维 升 华 1．蛋白质工程和基因工程的比较 蛋白质工程 基因工程 区别 操作方法 基因的修饰、合成 基因剪切、拼接、导入 结果 获得自然界没 有的蛋白质 所得到的蛋白质是 自然界已存在的 联系 操作对象 基因 操作流程 蛋白质工程获得目的基因后，需要进行基因工程的操作来获得预期蛋白质 2．对天然蛋白质进行改造，通过对基因的操作实现，而不是直接改造蛋白质的原因 (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，即便改造成功，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。 知 识 构 建 应 用 探 究 利用蛋白质工程改造天然蛋白质，进而改变其功能，可获得毒副作用减小、专一性、药效和稳定性都增强的理想药物。如胰岛素是治疗依赖性糖尿病的特效药物，但是天然胰岛素在人体内寿命只有几小时，重症病人每天得注射好几次药物，给病人增加了不便和痛苦。通过蛋白质工程改变胰岛素的空间结构，以延长胰岛素的半衰期，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，增强其他部位结合强度，使之难以被酶所破坏，从而增强其稳定性。 (1)若要批量生产以上提到的长效胰岛素，根据所学知识，需要用到哪些生物工程(　　) A．发酵工程 B．基因工程 C．蛋白质工程 D．胚胎工程 (2)用蛋白质工程生产的胰岛素，与天然胰岛素比较，显著的优点是________。 [解析]　蛋白质工程的实质是生产出自然界原本不存在的蛋白质，所以需要对原有胰岛素的基因进行改造，改造好的目的基因需要通过基因工程来生产，并且在生产过程中需要借助工程菌(如导入目的基因的大肠杆菌)来大批量生产，所以还需要发酵工程。 [答案]　(1)ABC　(2)具有长效性 [点拨]　利用基因工程对细菌进行改造，形成工程菌，再通过发酵工程大量培养工程菌，从而获得细菌的代谢产物。通过蛋白质工程改变胰岛素的空间结构，以延长胰岛素的半衰期，得到长效胰岛素。 专题一　第四节 成才之路 · 高中新课程 · 学习指导 · 人教版 · 生物 · 选修3 第四节　蛋白质工程的崛起 专题一 目 标 定 位 1 预 习 导 学 2 要 点 精 析 3 思 维 升 华 4 知 识 构 建 5 课 时 作 业 7 应 用 探 究 6 目 标 定 位 1．举例说出蛋白质工程崛起的缘由。 2．理解蛋白质工程的原理。(重点) 3．了解蛋白质工程的应用。 预 习 导 学 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①________转移到另一种生物体内，后者产生它本不能产生的②________，进而表现出新性状。 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③________。 基因 蛋白质 蛋白质 二、蛋白质工程的基本原理 1．目标：根据人们对④________功能的特定需求，对⑤____________进行分子设计。 2．原理：⑥________。 3．过程：预期蛋白质功能―→设计⑦_________________ ―→推测应有氨基酸序列―→找到对应的⑧____________序列(基因)。 4．蛋白质工程是指以⑨_____________________________的关系作为基础，通过⑩___________________，对现有蛋白质进行改造，或者制造一种?___________，以满足人类的生产和生活需求。 蛋白质 蛋白质结构 基因改造 预期的蛋白质结构 脱氧核苷酸 蛋白质分子的结构规律及其生物功能 基因修饰或基因合成 新的蛋白质 三、蛋白质工程的进展和前景 1．例如：科学家通过对?________的改造，已使其成为速效型药品；用蛋白质工程方法制成的电子元件，具有?________、?________和?________的特点，因此有极为广阔的发展前景。 2．蛋白质工程是一项难度很大的工程，目前成功的例子不多，主要因为蛋白质发挥功能必须依赖于?____________，而这种?________十分复杂，而目前科学家对大多数蛋白质的?________了解还不够。 胰岛素 体积小 耗电少 效率高 正确的高级结构 高级结构 高级结构 DNA含量相对较高 一定量的蒸馏水 洗涤剂 产生大量的泡沫 滤液体积相等的、冷却的体积分数为95%的酒精 白 加剧DNA分子的断裂 [思维激活] 1．蛋白质工程操作程度的基本思路与基因工程是否相同？为什么？ 2．假如某科学家设计出某种蛋白质