蛋白质工程的崛起精华版pptW

练习检测
1 ．关于生物体内存在的天然蛋白质，下列说法 不正确的是（ ） A．是生物在长期进化过程中形成的 B．它们的结构和功能符合特定物种生存的需要 C．构成天然蛋白质的氨基酸目前发现的有20种 D．一定完全符合人类生产和生活的需要
D
2．蛋白质工程中直接需要进行操作的对象是
Ａ．氨基酸结构 B．蛋白质空间结构
1)构建新的蛋白质模型是蛋白质工程的关键,图中构建新的胰岛素模型的主要依 据是 胰岛素的预期功能 _______________________________________________________________。 载体 大肠杆菌等受体细胞 (2)通过DNA合成形成的新基因应与________结合后转移到________________ 中才能得到准确表达。(3)若要利用大肠杆菌生产速效胰岛素，需用到的生物工 蛋白质工程 基因工程 程有________ 、________ 和发酵工程。 (4)图解中从新的胰岛素模型到新的胰岛素基因的合成的基本思路是什么？ 根据新的胰岛素中氨基酸的序列，推测出其基因中的脱氧核苷酸序列，然后利用 DNA合成仪合成出新的胰岛素基因。
一、蛋白质工程崛起的缘由
1、基因工程的应用 （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，使后者产生本不能产生的蛋白 质，进而表现出新的性状。
（2）基因工程的不足：
在原则上只能生产自然界已存在的蛋白 质。
2、天然蛋白质的不足
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。
6.(2012· 海南中学高二检测)蛋白质工程是指人们根据对蛋白质功能的特 定需求，对蛋白质的结构进行分子设计、生产的过程。如图是蛋白质工 程的基本途径，试回答下列有关问题： (1)图中③过程的主要依据是每种氨基酸都有与其对应的________，后 者位于________分子上，其上的核苷酸序列与基因中的脱氧核苷酸序 列之间存在着________关系。 (2)通过③过程获得的脱氧核苷酸序列不是完整的基因，要使这一序列 能够表达、发挥作用，还必须在序列的上、下游加上________和 ________，在这个过程中需要________酶的参与。 (3)完成④过程需要涉及________技术。
蛋白质工程的流程
分子设计 DNA合成 基因 氨基酸序列 mRNA 转录 翻译
蛋白质
三维结构 折叠
预期功能 生物功能
DNA
多肽链
三、蛋白质工程的进展和前景 1..进展：如科学家通过对胰岛素的改造，已
使其成为速效型药品。
2.前景：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。制成的电子元件 体积小、耗电少和效率高 具有________________________的特点。
分子设计 氨基酸序列(多肽链 上述图示中，①是________，②是________
变式训练 (2012· 江苏启东中学高二检测)下列关于基因 工程和蛋白质工程的说法正确的是( 类需要的蛋白质，所以二者没有区别
B
)
A．蛋白质工程和基因工程的目的都是获得人
B．基因工程是蛋白质工程的基础
C．通过蛋白质工程改造后的蛋白质有的仍然 是天然的蛋白质
答案：(1)密码子 mRNA 接 (3)基因工程
碱基互补配对
(2)启动子 终止子
DNA连
记忆卡片1．基因工程只能生产自然界已存在的蛋白质，而蛋白质工程 可生产自然界中原来不存在的蛋白质。 2．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→检测应有的氨基酸序列→找到相应的脱氧核苷酸序列。 3．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，以满足人类的生产和生活的需要。
4、以下关于蛋白质工程的说法正确的是 （ ） A、蛋白质工程以基因工程为基础 B、蛋白质工程就是酶工程的延伸 C、蛋白质工程就是用蛋白酶对蛋白质进行改 造 D、蛋白质工程只能生产天然的蛋白质

5、蛋白质工程的基本流程正确的是（ ） ①蛋白质分子结构设计②DNA合成③预期蛋 白质功能④根据氨基酸序列推出脱氧核苷酸序 列 A．①②③④ B．④②①③ C．③①④② D．③④①②

Ｃ
6、蛋白质工程是在基因工程基础上，延伸出 来的第二代基因工程，其结果产生的蛋白质 是（ ） A．氨基酸种类增多 B．氨基酸种类减少 C．仍为天然存在蛋白质 D．可合成天然不存在蛋白质

7、关于蛋白质工程的进展和应用，下列说法 不正确的是（ ） A．科学家通过对胰岛素的改造，已使其成为 速效药品 程技术已经非常成熟，目前正被 大力推广应用 D．蛋白质工程是一项难度很大的工程，目前 成功的例子不多
Ｄ
）
C．肽链结构

D．基因结构
3．下列关于蛋白质工程的说法错误的是（
A．蛋白质工程能定向改造蛋白质分子的结构，使之 更加符合人类的需要 B．蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进 行操作，定向改变分子的结构 C．蛋白质工程能产生出自然界中不曾存在过的新型 蛋白质分子
Ｂ



D．蛋白质工程与基因工程密不可分，又被称为第二 代基因工程
D．蛋白质工程是在蛋白质分子水平上直接改
造蛋白质的
1.蛋白质工程的实质是( ) A．改造蛋白质 B．改造mRNA C C．改造基因 D．改造氨基酸 2.(2012· 郑州一中高二检测)蛋白质工程中直接需要进行操作的对象是( ) A．氨基酸结构 B．蛋白质空间结构 D C．肽链结构 D．基因结构 3.科学家为提高玉米中赖氨酸的含量，计划将天冬氨酸激酶的第352位的苏氨酸变成异 亮氨酸，将二氢吡啶二羧酸合成酶中104位的天冬酰胺变成异亮氨酸，就可以使玉米叶 片和种子中的游离赖氨酸含量分别提高5倍和2倍。下列对蛋白质改造的操作正确的是 选C ( ) A．直接通过分子水平改造蛋白质 B．直接改造相应的RNA 选ACD C．对相应的基因进行操作 D．重新合成新的基因 。4.下列围绕蛋白质工程的叙述中正确的是(多选)( ) A．蛋白质工程能定向改造蛋白质分子的结构，使之更加符合人类的需要 B．蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作，定向改变分子的结构 C．蛋白质工程能产生出自然界中不曾存在的新型蛋白质分子 D．蛋白质工程的操作起点是从预期蛋白质功能出发，设计出相应的基因，并借助基因 选B 工程实现的 5.基因工程与蛋白质工程的区别是( ) A．基因工程需对基因进行分子水平操作，蛋白质工程不对基因进行操作 B．基因工程合成的是天然存在的蛋白质，蛋白质工程合成的可以是自然界不存在的蛋 白质 C．基因工程是分子水平操作，蛋白质工程是细胞水平(或性状水平)操作 D．基因工程完全不同于蛋白质工程
3.面临困难：对蛋白质发挥功能必须依赖的
高级结构 ___________了解不够。
例一：胰岛素可以用于治疗糖尿病，但是胰岛素被注射到人体后，会堆积在皮 下，要经过较长的时间才能进入血液，而进入血液的胰岛素又容易分解，因此 ，治疗效果受到影响。如图是用蛋白质工程设计速效胰岛素的生产过程，请据 图回答有关问题：
多肽链 DNA mRNA 2)基因工程是遵循中心法则的,即_______ →________→_______→折叠产生 有一定功能的蛋白质,它主要是生产自然界中_______(填“存在”或“不存在”)的 存在 蛋白质。 (3)蛋白质工程操作程序的基本思路是： 预期蛋白质功能 推测应有的氨基酸序列 找到相对应的脱氧核苷酸 设计预期的蛋白质结构 _____________→____________→___________→__________,它可以创造 序列 自然界中________ (填“存在”或“不存在”)的蛋白质。 不存在 (4)假如预期到某种酶的功能，要设计相应的基因。
互动探究 (1)结合本题分析：蛋白质工程直接操作的对
象是什么？
(2)比较分析：本题构建形成的胰岛素基因与 人体内的胰岛素基因相同吗？
【提示】
(1)基因。
(2)不同，由于遗传密码的简并性(一个氨基酸 可有多个密码子对应)，因此经反转录形成的 DNA不再是原来的DNA。
例2
完成下列一组填空。 (1)蛋白质工程是以 蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系 _________________________________________________________ 基因修饰 为基础，通过________或________，对现有蛋白质进行改造，或制造 基因合成 一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求
4、基础：
蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系
5、目的：
对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋 白质，以满足人类的生产和生活的需求。
想一想 对天然蛋白质进行改造，是直接对蛋白质分 子进行操作来实现的吗？ 【提示】 不是，由于基因决定蛋白质，因
此要对蛋白质的结构进行设计改造，最终必
须通过基因改造来完成。
3、蛋白质工程的目的
生产符合人类生产和生活的 需要的蛋白质。
二、蛋白质工程的基本原理
1、目标：
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。
改造基因（基因修饰或基因 2、原理： 合成） 预期蛋白质功能→设计预期的蛋 3、途径：
白质结构 →推测应有的氨基酸序列→找到 对应的脱氧核苷酸序列。