高中生物第一章基因工程第三节蛋白质工程知能演练轻巧夺冠苏教版选修3
1.3 蛋白质工程 学案 苏教版选修三
1.3 蛋白质工程学案苏教版选修三
高二年级第二学期生物学科总第 4 课时导学案
课题第一章基因工程第三节蛋白质工程
使用时间：主备人：
一、学习目标：
1.举例说出蛋白质工程崛起的缘由。
2.简述蛋白质工程的基本原理。
3.举例说出蛋白质工程的应用和发展。
4. 尝试运用逆向思维分析和解决问题。
二、知识构成：
1.蛋白质工程的概念是什么？
2.为什么说蛋白质工程是第二代基因工程？
3.蛋白质工程的基本原理是什么？
4.实施蛋白质工程的前提条件是什么？
5.如何测定蛋白质的三维空间结构和构想？
6.在基因水平上如何实施对蛋白质的改造？
7.什么叫做“大改”“中改”“小改”？
8.改变蛋白质结构的核心技术是什么？
9.蛋白质工程的目的是什么？
10.蛋白质工程中改造酶结构的目的是什么？
11.在提高酶的稳定性时是如何操作的？
12.蛋白质工程在生物制药方面也有广泛的应用，可以通过改造什么来提高对肿瘤细胞的杀伤力？
13.什么叫做蛋白质组学？它包括哪些步骤？
14.蛋白质芯片上什么？它有什么作用？
三、学法和自检：
1. 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据氨基酸序列推出脱氧核苷酸序列
A ①→②→③→④
B ④→②→①→③
C ③→①→④→②
D ③→④→①→②。
高中生物 第一章 基因工程 1.1.3 蛋白质工程导学案苏教版选修3
高中生物第一章基因工程 1.1.3 蛋白质工程导学案苏教版选修3【课标要求】简述蛋白质工程【教学目标】1、简述蛋白质工程的基本原理2、举例说出蛋白质工程的应用和发展【教学过程】知识点一、蛋白质工程的概念和原理1、蛋白质工程是指通过_____________与______________等技术了解蛋白质的_________和__________，并借助计算机辅助设计、_____________和_____________改造_________，以__________改造天然蛋白质，甚至创造自然界中___________________的技术。
2、蛋白质工程一般是先创造出适合人类需求的____________，然后使其表达出具有特定的____________和__________的蛋白质。
3、_____________是蛋白质工程中的关键技术。
因此，蛋白质工程也被称为第二代_________。
4、实施蛋白质工程的前提条件是了解蛋白质的__________和___________的关系。
5、蛋白质的空间结构极其复杂，应用_________________可以测定其三维空间结构，利用________________可以了解其构象。
此外，随着DNA和蛋白质测序技术的自动化，已能快速测定大量蛋白质分子的一级结构（氨基酸序列）。
6、蛋白质工程的目标是根据人们对蛋白质________的特定需求，对蛋白质的________进行分子设计。
7、蛋白质工程的基本途径：预期蛋白质功能→设计出预期的蛋白质结构→推测应用的氨基酸序列→设计DNA的脱氧核苷酸序列（基因）【思考】对天然蛋白质进行改造，你认为应该直接对蛋白质分子进行操作，还是通过对基因的操作来实现？为什么？【拓展】蛋白质工程应该从对基因的操作来实现对天然蛋白质改造，主要原因如下：（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。
第一章《基因工程》教案一苏教版选修3
-1 -ACGTTAGACGTTAGATGTTAGATC先找出共同的序列是GTTA然后向左、向右找，得到重组的互补序列ATACGTTAGATC则靶序列是TATGCAATCTAG依照此种方法得出图2的靶序列。
5. 第11题：这题主要就是区分蛋白质工程和基因工程这两个概念，很多同学混淆这两个概念。
6. 第13题：首先得知道基因工程的“四步曲”是什么，然后弄清楚碱基互补配对发生的过程。
7. 第21题第（3）：用同一种限制性核酸内切酶切割运载体与目的基因，再用DNA连接酶连接，得到的产物有3种，目的基因——载体连接物，载体一—载体连接物，目的基因一一目的基因连接物。
三、教师总结。
课后：四、布置课后作业。
结合，催化遗传信息的转录C一种DNA限制酶能识别多种核苷酸序列，切割出多种目的基因D解旋酶能作用于氢键，在转录或翻译时使DNA分子双链打开3.科学家已能运用基因工程技术，让羊合成并分泌抗体。
相关叙述不正确的是A该技术将导致定向的变异B受精卵是理想的受体细胞C宜采用PCR技术扩增目的基因D卵巢分泌的孕激素能促进抗体的产生【分析】真核细胞的基因中有内含子，在转录过程中内含子和外显子都要转录，在形成成熟NRA 时，要把与内含子相应的RNA片断切除掉，而原核细胞中没有这类酶，所以若将真核基因在原核细胞中表达，先要把真核细胞基因的内含子去掉。
当把切割后的运载体与目的基因片段混合，在加入DNA连接酶后，有可能是两个目的基因片段相连成一个环状DNA或是可能是一个目的基因片段与运载体相连成一个环状DNA 或是两个运载体相连，所以会产生三种环状DNA分子。
__________________________ 学生自我小结。
板书设计单位结构真核生物核苷酸基因现代技术“原核生物基因工程-2 --3 -。
2013年苏教生物选修3：第一章第三节知能过关演练
1．人们发现蛛丝蛋白比蚕丝蛋白更细，但强度却更大，于是有人试图通过破解蛛丝蛋白的结构从而推出其基因结构，以指导对蚕丝蛋白基因的修改，从而让蚕也吐出像蛛丝一样坚韧的丝，此过程的名称和依据的原理分别是()A．基因突变：DNA→RNA→蛋白质B．基因工程：RNA→RNA→蛋白质C．基因工程：DNA→RNA→蛋白质D．蛋白质工程：蛋白质→RNA→DNA→RNA→蛋白质解析：选D。
通过修改已知蚕丝蛋白的基因，从而创造出全新的蛋白质的过程叫蛋白质工程，其原理是蛋白质→RNA→DNA→RNA→蛋白质。
2．(2011年镇江高二检测)对于蛋白质的改造类型有“大改”、“中改”、“小改”之分，其划分依据是()A．蛋白质分子的复杂程度B．操作过程的复杂程度C．蛋白质被改造部位的多少D．蛋白质数目的多少解析：选C。
根据蛋白质被改造部位的多少，分为“大改”、“中改”、“小改”。
“大改”是设计并制造出自然界不存在的全新蛋白质；“中改”是在蛋白质分子中替代某一个肽段或一个特定结构域；“小改”是改造蛋白质分子中某活性部位的1个或几个氨基酸残基。
3．下列关于蛋白质工程的设计思路中，不．正确的是()A．从蛋白质的功能推测蛋白质应有的结构B．据蛋白质的结构推测氨基酸的排列顺序C．据氨基酸的顺序推测基因的核苷酸的排列顺序D．蛋白质工程完全不遵循中心法则解析：选D。
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→找到相对应的脱氧核苷酸序列(基因)。
这是根据中心法则反推的设计思路。
4．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，只是对热稳定性较差，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()A．对此酶中的少数氨基酸替换，以改善其热稳定性B．将此酶与人蛋白酶进行拼接，形成新的蛋白酶C．重新设计与创造一种全新的蛋白酶D．减少此酶在片剂中的含量解析：选A。
2019-2020学年高中生物 第一章 基因工程 第三节 蛋白质工程学案 苏教版选修3
第三节蛋白质工程学习导航明目标、知重点难点简述蛋白质工程的概念及基本原理。
(重点)举例说出蛋白质工程的应用和发展。
鼠—人嵌合抗体。
(难点)蛋白质的定点诱变过程。
(难点)一、阅读教材P35～37概述蛋白质工程1．概念：指通过物理化学与生物化学等技术了解蛋白质的结构与功能，并借助计算机辅助设计、基因定点诱变和重组DNA技术改造基因，以定向改造天然蛋白质，甚至创造自然界不存在的蛋白质的技术。
基因工程是蛋白质工程中的关键技术，因此，蛋白质工程又被称为第二代基因工程。
2．基本途径：新蛋白质预期功能―→设计相关蛋白质结构―→设计对应的氨基酸序列―→合成相关脱氧核苷酸序列(基因)→合成新的蛋白质。
3．根据蛋白质被改造部位的多少，可以将对蛋白质的改造分成大改、中改、小改。
基因的定点诱变技术是改变蛋白质结构的核心技术之一。
二、阅读P38～39完成蛋白质工程的应用1．蛋白质工程可通过改造酶的结构，有目的地提高酶的热稳定性，如在蛋白质分子中引入二硫键可以显著提高蛋白质的热稳定性。
2．科学家发明的利用鼠源杂交瘤抗体来处理癌细胞的方法，对癌细胞有一定的杀伤力，但也有导致机体高度过敏的副作用。
为了解决这一问题，科学家又对该抗体进行了改造，生产出效果良好的鼠—人嵌合抗体。
3．蛋白质工程不仅能更充分地利用自然界存在的蛋白质，而且能在分子水平上对蛋白质进行再设计和改造，进而创造出自然界中不存在的蛋白质。
判一判(1)对蛋白质的改造是通过直接改造相应的mRNA来实现的。
(×)(2)由于蛋白质中氨基酸的排列顺序千变万化，空间结构千差万别，蛋白质工程操作难度很大。
(√)(3)蛋白质工程不能改变蛋白质的活性。
(×)(4)利用蛋白质工程可以对胰岛素进行改造和修饰，合成速效型胰岛素制剂。
(√)连一连蛋白质工程的概念和原理[学生用书P18]结合教材P35～37内容完成以下探究。
探究1 完善下面的内容，理解蛋白质工程的内涵(1)据图回答各序号代表的过程：①转录、②翻译、③折叠、④分子设计、⑤DNA合成。
生物选修3知识点整理
效率低
第一页，编辑于星期三：六点 五分。
3.运载体
(1)作用：
①作为运载工具，将目的基因转移到宿主细胞内。 ②利用它在宿主细胞内对目的基因进行大量复制。 (2)种类：质粒、λ噬菌体的衍生物和动植物病毒等。
(3)条件：
①有一个或多个限制酶切位点 ②能自我复制
③有标记基因
（4）一般来说，天然载体往往不能满足人类的所有要求， 因此在基因工程中，对某些天然的载体进行人工改造。
③卵黄膜封闭作用---防止多精入卵的第二道屏障
④入卵后，尾部脱离，核膜破裂，形成雄原核 同时卵子被激活，完成减二分裂，形成雌原核
第十六页，编辑于星期三：六点 五分。
5.卵裂期：透明带内进行，胚胎总体积略减小，细胞行有丝分裂 6.桑椹胚（32个），之前每个细胞都具全能性
7.囊胚：内细胞团 滋养层
8.透明带破裂：孵化
2）DNA的拼接技术---基因工程
17.基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质
18.蛋白质工程：第二代基因工程
基因修饰或基因合成
第八页，编辑于星期三：六点 五分。
第二章 细胞工程
1.植物的组织培养 离体的组织、器官或细胞
一、植物细胞工程 脱分化
愈伤组织
再分化
植物体
外植体
营养：蔗糖、矿质元素（无机盐）
无机盐、维生素、激素、 氨基酸、核苷酸、葡萄糖、 血清 液体培养基
细胞全能性
脱毒植株、微型繁殖、人工种子
获得新植株
蔗糖、矿质元素、维生素、 植物 激素、有机添加剂 固体培养基
第十二页，编辑于星期三：六点 五分。
ห้องสมุดไป่ตู้
（二）动物体细胞核移植技术 原理：动物细胞核的全能性
高中生物 第一章 基因工程 1.1.1 基因工程概述导学案苏教版选修3
高中生物第一章基因工程 1.1.1 基因工程概述导学案苏教版选修3基因工程是一门涉及生命科学、工程学和化学等多学科交叉的科学技术，它的发展对于人类社会和生物领域的进步具有重要意义。
本文将从基因工程的概念、起源、发展和应用等方面进行探讨。
一、基因工程的概念和起源基因工程，又称基因工艺、基因技术，是指通过对生物体内的基因进行操作和改造，使其具有新的功能或特性的一种技术手段。
它是以DNA 为基础，通过人工手段对DNA分子的序列进行编辑和改造，实现对生物体的基因组进行精准操纵和设计。
基因工程起源于20世纪70年代，当时科学家发现可以将DNA从一种生物体转移到另一种生物体中，从而改变目标生物体的遗传特性。
这一发现引发了科学界对基因工程的浓厚兴趣，世界各地的科研机构开始投入大量资源进行相关研究和实践。
二、基因工程的发展基因工程经过几十年的发展，已经取得了显著的成果。
首先，基因工程技术的研究手段不断完善，包括基因克隆、DNA测序、基因编辑等技术的出现，大大提高了对基因进行操作的效率和精确度。
其次，基因工程在农业领域的应用取得了重要进展。
通过基因工程技术，科学家们成功培育出抗病虫害、耐逆性强的转基因作物，为农业生产提供了有效的手段。
转基因作物不仅可以提高产量和品质，还可以减少农药的使用，降低对环境的污染。
此外，基因工程在医学领域的应用也取得了突破。
通过基因工程技术，科学家们成功研发出多种基因治疗药物，并在一些遗传性疾病的治疗中取得了显著效果。
基因工程还可以用于生物制药、肿瘤治疗等领域，为人类健康事业做出了重大贡献。
三、基因工程的应用前景基因工程在农业、医学以及环境等领域具有广阔的应用前景。
在农业领域，基因工程可以为传统农业带来巨大的改变，提高粮食产量、改良食品品质、提升作物的抗逆性等。
这将有助于解决全球粮食安全问题，提高农业可持续发展能力。
在医学领域，基因工程有望开启个性化医疗的新时代。
通过基因检测和基因治疗手段，可以针对个体特征进行精准诊断和治疗，提高疾病的早期发现和治愈率。
江苏省南京市高中生物第一章基因工程1.3蛋白质工程导学案(无答案)苏教版选修3
选修三第一章基因工程第三节蛋白质工程【课程标准】简述蛋白质工程。
【学习目标】1、简述蛋白质工程的实质及基因工程生产的蛋白质种类。
2、解释蛋白质工程的基本原理及基本途径。
3、分析蛋白质工程将来的发展前景。
【教学过程】【知识回顾】1．生物体是如何合成蛋白质的？试用图解的方式来表达其具体过程。
2．基因工程的实质是什么？它能否合成自然界中不存在的全新蛋白质，为什么？一、蛋白质工程概述【活动1】阅读教材P35，填写下列内容：1．基本概念：蛋白质工程是指通过等技术了解蛋白质的，并借助、和技术改造，以定向改造，甚至创造的技术。
2．一般过程：先，进而，在此基础上，再利用技术合成。
【思考讨论】：（1）蛋白质工程直接操作的对象是什么？蛋白质工程突出的特别是什么？（2）试用流程图的方式概括蛋白质工程的基本操作程序。
【活动2】阅读教材P35-36，思考以下问题：（1）利用基因工程的方法对蛋白质进行改造，可分为哪几类？试分别说明。
（2）何为基因的定点诱变技术？试结合P36“积极思维”的案例进行解读。
（3）为什么说蛋白质工程是第二代基因工程？二者是怎样的关系？它们又有什么区别？【小结】关于蛋白质工程（1）目的：生产符合人们生产、生活需要的并非自然界已存在的蛋白质（2）原理：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（3）与基因工程的的区别和联系：改造或生产人类所需蛋白A、氨基酸结构B、蛋白质空间结构C、肽链结构D、基因结构【例2】对自然界不存在的蛋白质进行合成，应首先设计（）A．基因的结构 B．mRNA纳构C．氨基酸序列 D．蛋白质结构【例3】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了水平操作，蛋白质工程不不对基因进行操作B．基因工程合成的是天然存存的蛋白质，蛋白质工程合成的可以不是天然存在的蛋白质C．基因工程是分了水平操作，蛋白质工程是细胞水平（或性状水平)D ．基因工程完全不同于蛋白质工程二、蛋白质工程的应用【活动3】浏览教材P37-39，认识蛋白质工程在各个领域的具体应用，填空：（1）在化学工业领域：可通过改良酶的结构，有目的地提高酶的热稳定性，以及较强的能力。
高中生物 第一章基因工程学案 苏教版选修3
第一章基因工程一、与DNA有关的各种酶的相关知识DNA酶、解旋酶、DNA聚合酶、限制性核酸内切酶、DNA连接酶、RNA聚合酶的比较。
二、基因工程的操作程序三、基因工程育种与其他常规育种的比较专题训练1．据下图所示，有关工具酶功能的叙述错误的是( )A ．限制酶可以切断a 处B ．DNA 聚合酶可以连接a 处C．解旋酶可以使b处解开D．DNA连接酶可以连接c处2．能够使植物体表达动物蛋白的育种方法是( )A．单倍体育种B．杂交育种C．基因工程育种D．多倍体育种3．下列哪项明显体现了转基因生物引发的食物安全问题( )A．转基因猪的细胞中含有人的生长激素基因，因而猪的生长速度快，个体大B．转基因大米中含有β胡萝卜素，营养丰富，产量高C．转基因植物合成的某些新蛋白质，引起个别人过敏D．让转基因牛为人类生产凝血因子，并可在牛奶中提取4．在已知某小片段基因碱基序列的情况下，获得该基因的最佳方法是( )A．用 mRNA为模板逆转录合成 DNAB．以 4种脱氧核苷酸为原料人工合成C．将供体DNA片段转入受体细胞中，再进一步筛选D．由蛋白质的氨基酸序列推测mRNA5．镰刀型细胞贫血症的病因是血红蛋白基因的碱基序列发生了改变，检测这种碱基序列改变必须使用的酶是( )A．解旋酶B．DNA连接酶C．限制性核酸内切酶D．RNA聚合酶6．关于基因工程应用的正确说法是( )A．我国转基因抗虫棉是转入了植物凝集素基因培育出来的B．可用于转基因植物的抗虫基因只有植物凝集素基因和蛋白酶抑制剂基因C．抗真菌转基因植物中，可使用的基因有几丁质酶基因和抗毒素合成基因D．提高作物的抗盐碱和抗干旱能力，与调节渗透压的基因无关7．治疗白化病、苯丙酮尿症等人类遗传病的根本途径是( )A．口服化学药物B．注射化学药物C．利用辐射或药物诱发致病基因突变D．采用基因治疗纠正或弥补缺陷基因带来的影响8．利用外源基因在受体细胞中表达，可生产人类所需要的产品。
苏教版高中生物选修3《蛋白质工程》教案
A.DNA→mRNA→蛋白质→折叠产生功能
B.确定蛋白质的功能→蛋白质应用的高级结构→蛋白质应具备的折叠状态→蛋白质应有的氨基酸序列→蛋白质应有的碱基排列→蛋白质
C.mRNA→蛋白质→折叠产生功能
D.mRNA→DNA→mRNA→蛋白质→折叠产生功能
学生在老师的带领下回顾有关蛋白质的知识。
2.蛋白质工程的基本原理
（1）蛋白质工程与基因工程虽然有着密切的关系，但是，蛋白质工程与基因工程还是有许多明显的区别，在教学中要引导学生注意分析这些区别。
（2）强调：在蛋白质工程中，基因工程是蛋白质工程的关键技术。
（3）突出蛋白质结构和功能的关系，使学生懂得，改造蛋白质结构的目的，是为了获得符合人们需要的、有特定功能的蛋白质。
3.积极思维活动——在基因水平上是如何实现对蛋白质的改造的？
采取“自学阅读——分组讨论——集中讲解”的方式实施活动。使学生通过自学发现问题、参与讨论、思考问题、认真听讲、解决问题的过程，逐步加深理解定点诱变技术的原理，懂得在基因水平上对蛋白质改造的基本过程。
同时，在讲解的过程中，可以借助动画示意如DNA双链的分离、所需突变顺序的引入、含突变顺序的完整DNA的合成、重组DNA转化受体细胞并增殖、转录、翻译，最终得到定点突变的蛋白质的过程。
4.蛋白质工程的应用
引导学生抓住酶的理化特性和抗体的功能，分析讨论如何根据需要、运用何种方法对有关蛋白质进行改造。
在观察鼠—人嵌合抗体的形成过程图示时，提示学生对鼠—人嵌合抗体的重组是对鼠—人嵌合抗体基因重组的基础上进行的。
三、对学生进行课堂检测，反馈教学效果。
1.蛋白质工程的操作是在下列哪种水平对蛋白质的改造（）
A.细胞水平B.DNA分子水平C.核酸水平D.蛋白质水平
高中生物 第1章 基因工程 第3节 蛋白质工程学案 苏教版选修3
第三节蛋白质工程1．理解蛋白质工程的概念和原理。
(重、难点)2．掌握基因工程和蛋白质工程的区别和联系。
(重点) 3．了解蛋白质工程的应用和发展。
蛋白质工程的概念和原理1．概念(1)基础：蛋白质的结构和功能的关系。
(2)手段：借助计算机辅助设计、基因定点诱变和重组DNA 技术改造基因。
(3)目的：定向改造天然蛋白质，甚至创造自然界不存在的蛋白质。
2．原理(1)结构分析①前提条件：了解蛋白质的结构和功能的关系。
②了解蛋白质结构的方法⎩⎪⎨⎪⎧X 射线晶体衍射法核磁共振法DNA 和蛋白质测序技术(2)结构预测与设计：构建蛋白质空间结构模型。
(3)基因工程：对基因进行改造，是蛋白质工程的关键技术。
蛋白质纯化：纯化蛋白质，测定和分析其结构和功能。
(5)功能分析：分析蛋白质的生物学和化学特性。
[合作探讨]科学家将β干扰素基因进行定点突变导入大肠杆菌中表达，使干扰素第十七位的半胱氨酸改变成丝氨酸，结果大大提高了β干扰素的抗病活性，并且提高了储存稳定性。
探讨1：上述材料中的技术属于什么工程？提示：蛋白质工程。
探讨2：蛋白质工程为什么需要直接改造基因，而不直接改造蛋白质？提示：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，而且可以遗传下去。
如果对蛋白质直接改造，即使改造成功，被改造的蛋白质也是无法遗传的。
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。
探讨3：蛋白质工程操作的基本思路是什么？提示：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)，可以创造出自然界不存在的蛋白质。
[思维升华]1．对概念的理解(1)首先了解蛋白质的结构和功能。
(2)其次是设计蛋白质。
(3)实质是改造基因。
(4)最后合成出自然界不存在的蛋白质。
2．基本原理3．了解蛋白质结构的方法实施蛋白质工程的前提条件是通过物理化学与生物化学等技术手段了解蛋白质结构与功能的关系，所以首先要了解蛋白质的结构。
高中生物第一章基因工程1.1基因工程概述教案苏教版选修3(new)
第一章基因工程 1。
1 基因工程概述
尊敬的读者：
本文由我和我的同事在百忙中收集整编出来，本文档在发布之前我们对内容进行仔细校对，但是难免会有不尽如人意之处，如有疏漏之处请指正，希望本文能为您解开疑惑,引发思考。
文中部分文字受到网友的关怀和支持，在此表示感谢！在往后的日子希望与大家共同进步，成长。
This article is collected and compiled by my colleagues and I in our busy schedule. We proofread the content carefully before the release of this article, but it is inevitable that there will be some unsatisfactory points. If there are omissions, please correct them. I hope this article can solve your doubts and arouse your thinking. Part of the text by the user's care and support, thank you here! I hope to make progress and grow with you in the future.。
高中生物(苏教版)选修3课件：第一章 基因工程 第3节
C．蛋白质工程中不涉及基因结构问题
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 解析： 用排除法可以选出正确答案。A、B、C三项说法 均有明显错误。
答案：
D
生物 S 选修3
第一章 基因工程
自主学习·新知突破 合作探究·课堂互动 高效测评·知能提升
2．科学家为提高玉米中的赖氨酸含量，计划将天冬氨酸 激酶的第 352位的苏氨酸变成异亮氨酶，将二氢吡啶二羧酸合 成酶中 104 位的氨基酸由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
生物 S 选修3
第一章 基因工程
自主学习·新知突破 合作探究·课堂互动 高效测评·知能提升
第三节
蛋白质工程
生物 S 选修3
第一章 基因工程
自主学习·新知突破 合作探究·课堂互动 高效测评·知能提升
自主学习 · 新知突破
生物 S 选修3
第一章 基因工程
自主学习·新知突破 合作探究·课堂互动 高效测评·知能提升
工程中的定点诱变技术，有目的地改造蛋白质分子中的
某活性部位 的1个或几个氨基酸残基，以改善蛋白质的性质 _____________ 基因定点诱变技术 是改变蛋白质结构的核心技术 和功能。 ___________________ 之一。
生物 S 选修3
第一章 基因工程
自主学习·新知突破 合作探究·课堂互动 高效测评·知能提升
生物 S 选修3
第一章 基因工程
自主学习·新知突破 合作探究·课堂互动 高效测评·知能提升
二、蛋白质工程的应用
改造酶的结构 1 ．蛋白质工程可通过 __________________ ，有目的地提 二硫键 可以显著提 高酶的热稳定性，如在蛋白质分子中引入________ 高蛋白质的热稳定性。
苏教版高中生物选修3-现代生物科技专题：第一章 基因工程 复习课件
3.DNA 连接酶与 DNA 聚合酶的比较
项目
DNA连接酶
DNA聚合酶
相同点
作用实质相同，都是催化两个核苷酸之间形 成磷酸二酯键
是否需 要模板
不需要
需要
接DNA链
双链
单链
不 同 点
作用过程
在两个DNA片段间 形成磷酸二酯键
将单个核苷酸加到已存 在的DNA单链片段上， 形成磷酸二酯键
作用结果
将已存在的DNA片 段连接
（3）切割方式和结果： ①错位切―形―成→_黏__性__末端。 ②平切―形―成→_平__口__末端。 2.DNA 连接酶 （1）别名：“分__子__针__线___”。 （2）作用：将两个 DNA 片段连接在一起，形成重 __组 __D__N_A_分子。 3.载体 （1）别名：“分子搬运工”。
（2）功能：将外___源__基__因__导入受体细胞，并使其在受体细胞 中稳定遗传和表达。
基因工程的实施过程
1.PCR 过程中，需要解旋酶吗？所需要的 DNA 聚合酶应具 有什么特点？
提示：PCR 过程中，DNA 双链解开是在高温下完成的，不 需要解旋酶；由于 PCR 过程温度较高，所以需要能耐高温的 DNA 聚合酶。
2.制备重组 DNA 分子过程中需要哪些工具酶？ 提示：限制性核酸内切酶和 DNA 连接酶。
4.基因工程的工具有限制性核酸内切 酶、DNA 连接酶和载体。
5.每种限制性核酸内切酶只能识别 特定的核苷酸序列，并在合适的条件下 切割 DNA 分子。
6.常见的载体有质粒、噬菌体及一些 动、植物病毒。
7.基因工程的一般过程：获取目的基 因→构建基因表达载体→导入目的基因 →检测和鉴定目的基因。
基因工程的诞生和发展
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
高中生物第一章基因工程：第三节蛋白质工程[随堂检测]知识点一蛋白质工程概述1．下列物质不属于“小改”的产物的是( )A．速效胰岛素B．鼠—人嵌合抗体C．改造后的tPAD．热稳定性更高的丙糖磷酸异构酶解析：选B。
速效胰岛素是改造了两个氨基酸，改造后的tPA改造了一个氨基酸，热稳定性更高的丙糖磷酸异构酶也是改造了两个氨基酸，它们都属于“小改”，而鼠—人嵌合抗体改造了一个特定的结构域，属于“中改”。
2．蛋白质工程是新崛起的一项生物工程。
如图为蛋白质工程流程，图中A、B在遗传学上依次表示( )A．转录和翻译B．翻译和转录C．复制和转录D．传递和表达解析：选A。
根据图示很明显看出A是由基因到信使RNA，故A表示的是转录，B是由信使RNA到氨基酸序列多肽链，故很明显这个过程指的是翻译。
3．蛋白质工程与基因工程相比，其突出的特点是( )A．基因工程原则上能生产任何蛋白质B．蛋白质工程能对现有的蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质C．蛋白质工程可以不通过转录和翻译来实现D．蛋白质工程是在基因工程的基础上，延伸出来的第三代基因工程解析：选B。
基因工程在原则上只能生产自然界已经存在的蛋白质，A项错误；蛋白质工程是指以蛋白质分子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需求，B项正确；蛋白质工程中也存在转录和翻译，C项错误；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，D项错误。
知识点二蛋白质工程的应用4．当前医学上，蛋白质工程药物正逐步取代第一代基因工程多肽蛋白质类替代治疗剂，则基因工程药物与蛋白质工程药物的区别是( )A．都与天然产物完全相同B．都与天然产物不相同C．基因工程药物与天然产物完全相同，蛋白质工程药物与天然产物不相同D．基因工程药物与天然产物不相同，蛋白质工程药物与天然产物完全相同解析：选C。
基因工程导入目的基因到受体细胞，表现出目的性状，为自然界原来存在的性状；而蛋白质工程通过基因修饰或基因合成，可以创造出自然界不存在的性状。
5．从某海洋动物中获得一基因，其表达产物为一种抗菌性和溶血性均较强的多肽P1。
目前在P1的基础上研发抗菌性强但溶血性弱的多肽药物，首先要做的是( ) A．合成编码目的肽的DNA片段B．构建含目的肽DNA片段的表达载体C．依据P1氨基酸序列设计多条模拟肽D．筛选出具有优良活性的模拟肽作为目的肽解析：选C。
紧扣蛋白质工程的流程(基本途径)进行分析。
由题可知，多肽P1为抗菌性和溶血性均较强的多肽，要设计出抗菌性强但溶血性弱的多肽，即在P1的基础上设计出自然界原本不存在的蛋白质，用蛋白质工程技术可以实现。
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→找到相对应的脱氧核苷酸序列。
故要想在P1的基础上研发抗菌性强但溶血性弱的多肽药物，首先要做的是依据P1的氨基酸序列设计出多条模拟肽，然后进行改造，从而确定抗菌性强但溶血性弱的多肽的氨基酸序列。
6．已知生物体内有一种蛋白质(P)，该蛋白质是一种转运蛋白，由305个氨基酸组成。
如果将P分子中158位的丝氨酸变成亮氨酸，240位的谷氨酰胺变成苯丙氨酸，改变后的蛋白质(P1)不但保留P的功能，而且具有了酶的催化活性。
回答下列问题：(1)从上述资料可知，若要改变蛋白质的功能，可以考虑对蛋白质的________________进行改造。
(2)以P基因序列为基础，获得P1基因的途径有修饰________基因或合成________________基因。
所获得的基因表达时是遵循中心法则的，中心法则的全部内容包括________________的复制，以及遗传信息在不同分子之间的流动，即：______________ ________________________________________________________________________。
(3)蛋白质工程也被称为第二代基因工程，其基本途径是从预期蛋白质功能出发，通过________________和________________，进而确定相对应的脱氧核苷酸序列，据此获得基因，再经表达、纯化获得蛋白质，之后还需要对蛋白质的生物________进行鉴定。
解析：(1)从题中所述资料可知，将P分子中158位的丝氨酸变成亮氨酸，240位的谷氨酰胺变成苯丙氨酸后，该蛋白质的功能发生了改变，此过程是通过对构成蛋白质的氨基酸的排列顺序进行改造，进而改变了蛋白质的结构，从而改变了蛋白质的功能。
(2)在蛋白质工程中，目的基因可以以P基因序列为基础，对生物体内原有P基因进行修饰，也可以通过人工合成法合成新的P1基因。
中心法则的内容如图所示：由图可知，中心法则的全部内容包括：DNA以自身为模板进行的复制，DNA通过转录将遗传信息传递给RNA，最后RNA通过翻译将遗传信息表达成蛋白质；在某些病毒中RNA可自我复制(如烟草花叶病毒等)，在某些病毒中能以RNA为模板逆转录合成DNA(如HIV)，这是对中心法则的补充。
(3)蛋白质工程的基本途径是预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→合成DNA→表达出蛋白质，经过该过程得到的蛋白质，需要对其生物功能进行鉴定，以保证其发挥正常作用。
答案：(1)氨基酸序列(或结构)(其他合理答案也可)(2)P P1DNA和RNA(或遗传物质) DNA→RNA、RNA→DNA、RNA→蛋白质(或转录、逆转录、翻译)(3)设计蛋白质的结构推测氨基酸序列功能[课时作业]一、选择题1．下列有关蛋白质工程的叙述，不正确的是( )A．蛋白质工程可以合成人们所需的自然界不存在的蛋白质B．可以预测具有一定氨基酸序列的蛋白质的空间结构和生物功能C．根据特定的生物功能，设计蛋白质的氨基酸序列和空间结构D．根据人们的需要，直接对氨基酸的分子结构进行重新设计解析：选D。
蛋白质工程是通过对控制蛋白质合成的基因进行改造来实现对蛋白质的改造。
2．对于蛋白质的改造类型有“大改”“中改”“小改”之分，其划分依据是( ) A．蛋白质分子的复杂程度B．操作过程的复杂程度C．蛋白质被改造部位的多少D．蛋白质数目的多少解析：选C。
根据蛋白质被改造部位的多少，分为“大改”“中改”“小改”。
“大改”是设计并制造出自然界中不存在的全新蛋白质；“中改”是在蛋白质分子中替代某一个多肽链片段或一个特定结构；“小改”是改造蛋白质分子中某活性部位的一个或几个氨基酸残基。
3．蛋白质工程的实质是( )A．改造蛋白质B．改造mRNAC．改造基因D．改变氨基酸解析：选C。
蛋白质是基因控制合成的，改造蛋白质要从改造基因入手。
4．人们发现蛛丝蛋白比蚕丝蛋白更细，但强度却更大，于是有人试图通过破解蛛丝蛋白的结构从而推出其基因结构，以指导对蚕丝蛋白基因的修改，从而让蚕也吐出像蛛丝蛋白一样坚韧的丝，此过程的名称和依据的原理分别是( )A．基因突变：DNA→RNA→蛋白质B．基因工程：RNA→RNA→蛋白质C．基因工程：DNA→RNA→蛋白质D．蛋白质工程：蛋白质→RNA→DNA→RNA→蛋白质解析：选D。
通过修改已知蚕丝蛋白的基因，从而创造出全新蛋白质的过程是蛋白质工程。
其依据的原理是中心法则的逆推，即：蛋白质→RNA→DNA→RNA→蛋白质。
5．下列关于蛋白质工程的叙述中，不正确的是( )A．实施蛋白质工程的前提条件是了解蛋白质的结构和功能的关系B．基因工程是蛋白质工程的关键技术C．“大改”是指对原蛋白质中的某一个多肽片段或一个特定的结构的替代D．在蛋白质分子中引入二硫键可以显著提高蛋白质的热稳定性解析：选C。
蛋白质工程中的“大改”是指设计并制造出自然界中不存在的全新蛋白质。
6．继基因工程之后蛋白质工程又迅速发展起来，下列关于蛋白质工程的说法，错误的是( )A．蛋白质工程中要进行基因修饰或基因合成B．蛋白质工程与基因工程密不可分，又称为第二代基因工程C．蛋白质工程是对蛋白质分子定向改变其分子结构，产生自然界中不存在的新型蛋白质分子D．蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作，定向改变其分子结构解析：选D。
蛋白质工程的目标是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。
由于基因决定蛋白质，因此，要对蛋白质的结构进行改造，最终还必须通过基因来完成，要进行基因修饰或基因合成，而不是对蛋白质分子直接进行操作，定向改变其分子结构；蛋白质工程能生产自然界中不存在的新型蛋白质分子，又称为第二代基因工程。
7．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，用于治疗消化不良，最佳方案是( )A．对此酶中的少数氨基酸替换，以改善其热稳定性B．将此酶与人蛋白酶进行拼接，形成新的蛋白酶C．重新设计与创造一种全新的蛋白酶D．减少此酶在片剂中的含量解析：选A。
酶的热稳定性与蛋白质的分子结构有关，即与蛋白质分子结构中的少数几个氨基酸有关，可通过替换酶的某种氨基酸来提高酶的热稳定性。
8．下列有关蛋白质工程的叙述，不正确的是( )A．收集大量的蛋白质分子结构的信息，以便分析结构与功能之间的关系B．蛋白质工程的原理是从预期的蛋白质功能出发最终找到脱氧核苷酸序列的过程C．T4溶菌酶中引入二硫键提高了它的热稳定性是蛋白质工程应用的体现D．蛋白质工程只能改造现有的蛋白质而不能制造新的蛋白质解析：选D。
蛋白质工程以蛋白质的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，因此需要收集大量的蛋白质分子结构的信息，以便分析结构与功能之间的关系，A正确；蛋白质工程的原理是从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质结构→推测应有氨基酸序列→找到对应的脱氧核苷酸序列(基因)，B正确；蛋白质工程可以通过改造酶的结构，有目的地提高酶的热稳定性，如在T4溶菌酶中引入二硫键提高了它的热稳定性，C正确；蛋白质工程可以定向改造蛋白质，也能创造出自然界中不存在的蛋白质，D错误。
9．下列关于基因定点诱变技术的说法，正确的是( )A．对任何蛋白质的改造都可以用基因定点诱变技术B．对于已知空间结构的蛋白质的改造可以采用基因定点诱变技术C．基因定点诱变技术是蛋白质工程中必须用到的技术D．采用基因定点诱变技术通常可以改变蛋白质中多种氨基酸解析：选B。
基因定点诱变技术是“小改”时所用的一项技术，是有目的地改造蛋白质分子中某活性部位的一个或几个氨基酸残基，是改变蛋白质结构的核心技术之一，主要应用于空间结构已知的蛋白质。
对于空间结构未知的蛋白质用非定点诱变技术来进行蛋白质的改造。
10．下列关于蛋白质工程的进展和应用前景的叙述中，不正确的是( )A．通过对基因结构的定点突变实现玉米赖氨酸合成的关键酶结构的改变属于蛋白质工程B．将人的胰岛素基因导入大肠杆菌细胞内，使大肠杆菌生产人的胰岛素的技术属于蛋白质工程C．对蛋白质进行分子设计必须从蛋白质的功能特点入手D．通过对基因结构的改造生产出自然界中从未存在的蛋白质种类目前还很少解析：选B。