蛋白质工程的原理和应用学案 高二下学期生物人教版（2019）选择性必修3.docxVIP

3.4蛋白质工程的原理和应用学案

课程标准

概述人们根据基因工程原理，进行蛋白质设计和改造，可以获得性状和功能符合人类要求的蛋白质。

举例说明依据人类需要对原有蛋白质结构进行基因改造、生产目标蛋白的过程。

素养达成

1．说明基因的碱基排列顺序一蛋白质的结构一蛋白质功能的关系。（生命观念）2尝试通过蛋白质工程技术，根据人类需要的蛋白质结构，设计改造某一蛋白质的设计流程。（科学思维）

学习目标

1、举例说出基因工程在农牧业、医药卫生和食品工业等方面的应用。

2、认同基因工程的应用价值。

3、关注基因工程的进展。

基础梳理

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_________或基因合成对现有蛋白质进行改造，或制造一种______________，以满足人类的生产和生活的需求。

理论和技术条件：_________________、__________________以及____________________技术的迅猛发展。

（一）蛋白质工程崛起的缘由

基因工程的实质：将一种生物的_______________转移到另一种生物体内，后者可以产生它本不能产生的___________________，进而表现出______________________。

基因工程的不足：基因工程在原则上只能产生自然界中____________________的蛋白质。

天然蛋白质的不足：天然蛋白质的结构和功能符合____________生存的需要，却不一定完全符合_____________________的需要。

实例：玉米中赖氨酸的含量比较低，赖氨酸合成中两种酶的____________________被替换，就可以使玉米叶片和种子中游离赖氨酸分别提高5倍和2倍。

（二）蛋白质工程的基本原理

天然蛋白质合成的过程是按照_______________进行的：基因→表达（________________）→形成具有特定__________________的多肽链→形成具有高级结构的_________________→行使生物功能。

预期蛋白质功能→设计预期的____________________→推测应有的__________________序列→找到相对应的____________________序列（基因）或合成新的_________________→获得所需要的蛋白质。

（三）蛋白质工程的应用

研发速效胰岛素类似物：科学家通过改造________________使B链28位脯氨酸替换为天冬氨酸或者将它与29位的赖氨酸交换位置，从而有效抑制了_________________________，研发出速效胰岛素类似物。

提高干扰素的保存期：将干扰素分子上的一个_____________变成__________________，提高了干扰素的保存时间。

随堂训练

1.下列不属于蛋白质工程研究内容的是

A分析蛋白质分子的精细结构

B对蛋白质进行有目的的改造

C分析氨基酸的化学组成

D按照人的意愿将天然蛋白质改造成新的蛋白质

2在当前医学上，第二代生物技术药物正逐渐取代第一代多肽蛋白质类药物作为治疗剂，则第一代药物与第二代重组药物分别是

()

A都与天然产物完全相同

B都与天然产物不相同

C第一代药物与天然产物不同，第二代药物与天然产物相同

D第一代药物与天然产物相同，第二代药物与天然产物不同

3．下列关于蛋白质工程的叙述，错误的是

(

A蛋白质工程的实质是改造基因

B利用蛋白质工程设计蛋白质结构的依据是现有基因的脱氧核苷酸序列

C蛋白质工程的基础是基因工程

D蛋白质工程遵循的原理包括中心法则

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，只是热稳定性较差，进入人体后容易失效。现要将此酶开发成一种片剂，临床治疗消化不良。最佳方案是将此酶中的少数氨基酸替换，而不是直接改造这种酶，原因是

()

A改造基因易于操作且改造后能够遗传

B蛋白质中氨基酸的排列顺序千变万化，操作难度大

C蛋白质高级结构十分复杂

D缺乏改造蛋白质所必需的工具酶

5．下列关于蛋白质工程的叙述，错误的是

A蛋白质工程的原理是从预期的蛋白质功能出发获得所需要的蛋白质

B蛋白质工程的目的是获得满足人类生产和生活需求的蛋白质

C蛋白质工程的流程和天然蛋白质合成的过程是相同的

D蛋白质工程是对基因工程的补充和发展

6．下列有关蛋白质工程的说法，正确的是（

A．必须从预期蛋白质的功能出发

B在分子水平上直接改造蛋白质

C可以不涉及转录和翻译过程

D，不需要借助基因工程的相关技术

7.猪的胰岛素用于人体时降血糖效果不明显，原因是猪胰岛素分子中有一个氨基酸与人的不同。为了使猪胰岛素适于治疗人类糖尿病，用蛋白质工程对蛋白质分子进行设计的最佳方案是（)

A