2020-2021学年高中生物人教版选修3配套学案：专题一第四节 蛋白质工程的崛起 Word版含解析

第四节蛋白质工程的崛起
学习目标课程标准
1．举例说出蛋白质工程崛起的缘由。

简述蛋白质工程。

2．理解蛋白质工程的原理。

(重点)
3．了解蛋白质工程的应用。

基础知识·双基夯实
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__基因__转移到另一种生物体内，后者产生它本不能产生的②__蛋白质__，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__蛋白质__。

二、蛋白质工程的基本原理
1．目标：根据人们对④__蛋白质__功能的特定需求，对⑤__蛋白质结构__进行分子设计。

2．原理：⑥__基因改造__。

3．过程：预期蛋白质功能―→设计⑦__预期的蛋白质结构__―→推测应有氨基酸序列―→找到对应的⑧__脱氧核苷酸__序列(基因)。

4．蛋白质工程是指以⑨__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⑩__基因修饰或基因合成__，对现有蛋白质进行改造，或制造一种⑪__新的蛋白质__，以满足人类的生产和生活的需求。

三、蛋白质工程的进展和前景
1．例如：科学家通过对⑫__胰岛素__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⑬__体积小__、⑭__耗电少__和⑮__效率高__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⑯__正确的高级结构__，而这种⑰__高级结构__十分复杂，而目前科学家对大多数蛋白质的⑱__高级结构__了解还不够。

思考
1．蛋白质工程操作程序的基本思路与基因工程是否相同？为什么？
提示：不同。

基因工程是按照人们的愿望，把一种生物的基因导入另一种生物体内，并使其表达，从而创造出符合人们需要的新的生物类型和生物产品。

蛋白质工程是按照以下思路进行的：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→找到相对应的脱氧核苷酸序列(基因)。

2．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？
提示：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。

┃┃活学巧练__■
判断题
1．基因工程遵循中心法则，而蛋白质工程不遵循。

( × )
分析：蛋白质工程修饰或合成的基因在复制和表达时仍然遵循中心法则。

2．为延长干扰素保存时间，需要替换氨基酸；为提高玉米中赖氨酸含量，需要在蛋白质中加入赖氨酸。

( × )
分析：前半句正确。

为提高玉米中赖氨酸含量需要改变赖氨酸合成酶，将其中的两个氨基酸替换。

3．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，也需要利用基因工程的基本工具，需要经历基因工程的操作流程。

( √ )
4．根据某多肽链的一段氨基酸序列，可以很容易地确定决定这段肽链的脱氧核苷酸序列。

( × )
分析：由于密码子的简并性，根据氨基酸序列确定脱氧核苷酸序列并不容易。

5．蛋白质工程是一项难度很大的工程，主要是因为人们对蛋白质复杂的高级结构没有完全认识。

( √ )
课内探究·名师点津
知识点 蛋白质工程崛起的缘由
┃┃重难拓展__■
1．理论和技术条件
分子生物学、晶体学以及计算机技术的迅猛发展。

2．缘由
(1)基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质。

(2)天然蛋白质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．实例
(1)延长干扰素保存时间
干扰素(半胱氨酸)――→改造干扰素(丝氨酸)
体外很难保存 体外－70 ℃下可以保存半年
(2)提高玉米赖氨酸含量。