江苏省盐城市时杨中学2014年高中生物 蛋白质工程学案 新人教版选修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 1.4 蛋白质工程的崛起教案 新人教版选修3
蛋白质工程的崛起1. 教学目标知识目标举例说出蛋白质工程崛起的缘由。
能力目标简述蛋白质工程的基本原理及基本途径。
情感态度与价值观尝试运用逆向思维分析和解决问题。
2. 教学重点/难点教学重点⑴为什么要开展蛋白质工程的研究?⑵蛋白质工程的原理。
教学难点蛋白质工程的原理。
3. 教学用具4. 标签教学过程教学过程师:根据前面所学内容,试概括说出基因工程解决了哪些生活、生产中难以解决的问题。
生:基因工程可以生产人类需要的药物,如胰岛素、干扰素等,我们吃的,使某些食品如番茄、土豆等农业中的抗虫棉、抗病毒烟草等,上述产品有些是常规方法难以生产或者生产成本过高。
师:基因工程的实质是将一种生物的基因转移到另一种生物体内,使后者产生它本身不能产生的蛋白质,进而表现出新的性状。
但基因工程,人们也只是实现了世界上现有基因在转基因生物中的表达。
即基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质。
一个新问题出现了,生物产生的天然蛋白质是在长期进化过程中形成的,它的结构、性能不能完全满足人类生产和生活的需要。
我们该怎么办?生:对现有蛋白质进行定向改造,以满足人类的生产和生活需要。
师:大家都知道“人类基因组计划”,那么你们知道国际人类蛋白质组计划吗?它与蛋白质工程有什么关系?师:人类蛋白质组计划是继人类基因组计划后,生命科学乃至自然科学领域一项重大的科学命题。
2001年国际人类蛋白质组组织宣告成立。
2003年该组织正式提出启动了两项重大国际合作行动:一项是由中国科学家牵头执行的“人类肝脏蛋白质组计划”;另一项是以美国科学家牵头执行的“人类蛋白质组计划”,由此拉开了蛋白质组计划的帷幕。
师:通过上面的学习我们已经大概了解了蛋白质工程崛起的理由。
生:基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质,这些蛋白质却不一定完全符合人类生产和生活的需要。
师:归纳的很好!我们刚才提到的干扰素在体外保存相当困难,如果将其分子上的一个半胱氨酸变成丝氨酸,那么在—70度的条件下可以保存半年。
生物：1.4《蛋白质工程的崛起》教案(新人教版选修3)
蛋白质工程一、蛋白质工程崛起的缘由（P26）二、蛋白质工程的原理引言：要想让一种生物的性状在另一种生物中表达，在种内可以用常规杂交育种的办法实现，但要使有生殖隔离的种间生物实现基因交流，就显得力不从心了。
基因工程的诞生，为克服这一远缘杂交的障碍问题，带来了新的希望。
于是取得了丰硕成果：大肠杆菌为人类生产出了胰岛素，牛的乳腺生物反应器为人类制造出了蛋白质类药物，烟草植物体内含有了某种药物蛋白……至此，人们也只是实现了世界上现有基因在转基因生物中的表达。
但一个新问题出现了，生物产生的天然蛋白质是在长期进化过程中形成的，它的结构、性能不能完全满足人类生产和生活的需要。
举例：P26干扰素例子、工业用酶的例子于是要对现有蛋白质进行改造，制造出目前从天然蛋白质中找不到的蛋白质。
这样人们又开始了新一轮的探索，蛋白质工程应运而生了。
回顾已学习过中心法则及蛋白质具有复杂的空间结构等知识。
中心法则告诉我们遗传信息的流动方向如图1-4所示。
图1-4 遗传信息的流动方向那么，既然蛋白质的功能是由DNA决定的，那么要制造出新的蛋白质，就要改造DNA。
所以蛋白质工程的原理应该是中心法则的逆推。
（结合课本中插图）小结：蛋白质工程的概念（是研究蛋白质的结构及结构与功能的关系，然后人为地设计一个新蛋白质，并按这个设计的蛋白质结构去改变其基因结构，从而产生新的蛋白质。
或者从蛋白质结构与功能的关系出发，定向地改造天然蛋白质的结构，特别是对功能基因的修饰，也可以制造新型的蛋白质。
）思考：蛋白质工程操作程序的基本思路与基因工程有什么1.建议采用“问题—探究—新问题—再探究”的教学模式。
新课一开始，可以带领学生回忆原有知识：要想让一种生物的性状在另一种生物中表达，在种内可以用常规杂交育种的办法实现，但要使有生殖隔离的种间生物实现基因交流，就显得力不从心了。
基因工程的诞生，为克服这一远缘杂交的障碍问题，带来了新的希望。
于是取得了丰硕成果：大肠杆三、蛋白质工程的进展和前景不同？答：基因工程是遵循中心法则，从DNA→mRNA→蛋白质→折叠产生功能，基本上是生产出自然界已有的蛋白质。
高中生物 14 蛋白质工程的崛起(学案)人教版选修3
1.3-1.4 基因工程的应用、蛋白质工程的崛起一、学习目标1.举例说出基因工程应用及取得的丰硕成果。
2.关注基因工程的进展。
3.认同基因工程的应用促进生产力的提高。
4.举例说出蛋白质工程崛起的缘由。
5.简述蛋白质工程的原理。
6.尝试运用逆向思维分析和解决问题。
二、相关知识连接1 转基因生物2 器官移植3 基因芯片4 血红蛋白的结构三、知识体系1、植物基因工程技术主要用于提高农作物的（如、、、和等），以及和利用植物生产等方面。
2、目前防治作物虫害的发展趋势是从某些生物中分离出，将其导入中，使其具有。
用于杀虫的基因主要是、、、等。
3、引起植物生病的微生物称为，主要有、和等。
抗病转基因植物所采用的基因，使用最多的是和；抗真菌转基因植物中可使用的基因有和。
4、目前科学家利用一些可以调节的基因，来提高农作物的抗盐碱和能力；将鱼的导入烟草和番茄，提高其耐寒能力；将导入作物，使作物抗除草剂。
5、利用转基因技术可以提高生物中的的含量、延长贮存时间、改变花色等，从而提高作物品质。
6、动物基因工程可用于，，，。
7、基因工程药物包括、、、、等。
8、治疗遗传病的最有效手段是，这种方法是把导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到的目的，可分为和两条途径。
9、基因工程的实质是将一种生物的转移到另一种生物体内，使后者产生本不能产生的，进而表现出。
其缺点是在原则上只能生产，而天然蛋白质的符合的需要，却不一定完全符合的需要。
10、蛋白质工程是指以蛋白质分子的及其与的关系作为基础，通过或，对进行改造，或制造，以满足的需求。
11、蛋白质工程的途径是：预测蛋白质功能→设计预期的→推测应有的→找到相对应的。
12、蛋白质工程具有的前景，但。
四、知识探究干扰素是治疗癌症的重要物质，人血液中每升只能提取0．05 mg干扰素，因而其价格昂贵，平民百姓用不起。
但美国有一家公司用遗传工程方法合成了价格低廉、药性一样的干扰素，其具体做法是：（1）从人的淋巴细胞中提取能指导干扰素合成的，并使之与一种叫质粒的DNA 结合，然后移植到酵母菌内，从而让酵母素来。
苏教版高中生物选修三：1.3.1蛋白质工程概述_学案设计1
蛋白质工程概述【学习目标】1．知识与技能了解蛋白质工程的概念。
了解蛋白质工程的基本原理。
2．过程与方法通过对基本概念、基本原理、科学方法的正确理解和掌握，逐步形成比较、判断、推理、分析、综合等思维能力，具备能运用到的生物学知识评价和解决某些实际问题的能力。
3．情感、态度与价值观：关注与蛋白质工程有关的社会问题，培养学生的社会责任感。
【学习重难点】重点：了解蛋白质工程的意义。
难点：了解蛋白质工程对于人类生活和社会生产的价值。
【学习过程】一、引入阅读课本内容，读完之后请简述蛋白质工程的概念和基本内容。
蛋白质工程的概念是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。
蛋白质工程概述包括蛋白质工程的一般过程、利用基因工程改造蛋白质的“大改”、“中改”和“小改”、基因定点诱变技术。
二、新课学习了解蛋白质工程在生产和生活中的应用1．用于治疗对于已知空间结构的蛋白质，可以采用定点诱变技术在蛋白质肽链中引入替代氨基酸，从而改变其结构，有目的地改造蛋白质的功能。
例如，用于治疗病毒感染和癌症的干扰素是从动物体内提取的，在体外保存很困难。
科学家将其分子上的一个半胱氨酸改成丝氨酸，在零下70摄氏度条件下分子的保存期大大延长。
（1）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_____。
三、热点讨论随着蛋白质工程技术的发展，我们已经知道，通过蛋白质工程技术可以生产出速效胰岛素等医疗方面的药品。
根据你对蛋白质工程的理解，讨论利用蛋白质工程改变蛋白质的功能可否在医学上大量推广呢？四、思考与练习1．简述蛋白质工程的一般过程。
高中生物 1.4 蛋白质工程的崛起教案 新人教版选修3
1. 4蛋白质工程的崛起
教材与学情分析
《蛋白质工程的崛起》是高中生物人教版选修3专题1基因工程中第4节内容，是基因工程的延伸和发展。
由于蛋白质工程刚刚起步，学习内容较少。
如何学得充实，又让学生悟出些终身学习的道理，建议采用“问题—探究—新问题—再探究”的教学模式学生经过学习业已掌握基因工程的原理，知道也只是实现了世界上现有基因在转基因生物中的表达。
通过对中心法则的熟练掌握并加以运用，处理好本节内容。
因此在教学过程中，一要启发学生发挥创新能力，二要锻炼学生利用逆向思维的方法解决新问题的能力。
教学目标
1、知识方面
（1）举例说出蛋白质工程崛起的缘由。
（2）简述蛋白质工程的原理。
2、情感态度与价值观方面
（1）关注蛋白质工程的发展。
（2）认同蛋白质工程的应用促进生产力的提高。
3.情感态度和价值观
尝试运用逆向思维分析和解决问题。
教学重点
1.为什么要开展蛋白质工程的研究？
2.蛋白质工程的原理。
教学难点
蛋白质工程的原理
教学方法
组织讨论法、讲授法
课时类型及安排
新授课 1时
教学过程
板书设计
专题一 1.4蛋白质工程的崛起蛋白质工程崛起的缘由
蛋白质工程实例
基因工程原则
蛋白质工程的基本原理
蛋白质工程目标
蛋白质工程操作水平
蛋白质工程过程。
高中生物 1.4《蛋白质工程的崛起》学案新人教版选修3
高中生物 1.4《蛋白质工程的崛起》学案新人教版选修31、4 蛋白质工程的崛起高二级班姓名：座号：交印日期：一、学习目标1、举例说出蛋白质工程崛起的缘由。
2、简述蛋白质工程的原理。
3、尝试运用逆向思维分析和解决问题。
二、学习重点和难点（1）为什么要开展蛋白质工程的研究？（2）蛋白质工程的原理。
（3）蛋白质工程的原理。
三、预习内容知识点观察与思考归纳与结论蛋白质工程崛起的缘由思考:1、基因工程的实质是什么?2、蛋白质工程取得了哪些成果？基因工程的实质：因此，基因工程在原则上只能生产的蛋白质，这些蛋白质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，我们可适当对其进行改变。
例如可将干扰素分子上的一个变成，使其长时间保存；将玉米中天冬氨酸激酶的第352位的变成，将二氢吡啶二羧酸合成酶中104位的变成，就可提高游离赖氨酸的含量。
蛋白质工程的基本原理1、蛋白质工程的目标是什么？2、天然蛋白质的合成过程怎样？3、蛋白质工程的基本途径是什么？1、蛋白质工程的目标是：根据人们对的特定需求，对进行分子设计。
由于基因决定蛋白质，因此要对蛋白质的结构进行设计改造，最终还必须通过来完成。
2、天然蛋白质的合成过程：3、蛋白质工程的基本途径：总结：蛋白质工程是指以蛋白质分子的及其作为基础，通过或，对进行改造，或，以满足人类的生产和生活的需求。
也就是说，蛋白质工程是在的基础上，延伸出来的第二代基因工程，是包含多学科的综合科技工程领域。
蛋白质工程的进展和前景蛋白质工程取得的进展向人们展示出哪些诱人的前景？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。
三、学习过程（一）、蛋白质工程崛起的缘由：1、基因工程的实质：将一种生物的转移到另一处生物体内，后者产生它本不能产的，从而产生新性状。
2、蛋白质工程目的：生产符合人们生活需要的并非自然界已存在的。
高中生物《蛋白质工程》学案 苏教版选修3
高中生物《蛋白质工程》学案苏教版选修31、举例说出蛋白质工程崛起的缘由（A）2、简述蛋白质工程的原理（A）一、蛋白质工程崛起的缘由生物产生的天然蛋白质是在长期进化过程中形成的，它的结构、性能不能完全满足人类生产和生活的需要。
二、蛋白质工程的概念与原理1、概念：又被称为，即2、蛋白质工程的基本原理：天然蛋白质合成的过程都是按照中心法则进行的：即基因→表达（转录和翻译）→形成氨基酸序列的多肽链→形成具有高级结构的蛋白质→行使生物功能。
蛋白质工程却与之相反，它的基本途径是：从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质→推测应有的序列→找到相对应的序列（基因）→具有预期功能的蛋白质（如图所示）。
思考：蛋白质工程操作程序的基本思路与基因工程有什么不同？蛋白质工程基因工程实质通过改造基因，以定向改造天然蛋白质，甚至创造自然界不存在的蛋白质将目的基因从供体转移到受体细胞，并在受体细胞中表达结果合成自然界的蛋白质只能生产自然界的蛋白质联系蛋白质工程是在基础上，延伸出的第代基因工程三、蛋白质工程的进展和前景1、蛋白质工程可通过改造，有目的地提高酶的热稳定性。
2、合成抗体。
3、改变蛋白质的活性。
思考：蛋白质工程是一项非常成熟的技术吗？四、基础检测1、蛋白质工程的目标是根据对蛋白质的特定需求，对蛋白质进行分子设计，根据法则便可以改造天然蛋白质，2、蛋白质工程的实质是（）A、改变氨基酸结构B、改造蛋白质结构C、改变肽链结构D、改造基因结构3、基因工程的实质是（）A、基因重组B、基因突变C、产生新的蛋白质D、产生新的基因4、干扰素经过改造可长期储存，从蛋白质水平上应改变的是（）A、光氨酸B、精氨酸C、谷氨酸D、半光氨酸5、蛋白质工程制造的蛋白质是（）A、天然蛋白质B、稀有蛋白质C、自然界中不存在的蛋白质D、血红蛋白质6、蛋白质工程的基础是（）[A、基因工程B、细胞工程C、酶工程D、发酵工程7、玉米是生产赖氨酸的好材料，可是产量低，需要改变什么结构就能提高产量？（）A、天冬氨酸激酶B、二氢吡啶二羧合成酶C、肽酶D、A、B都是8、天然蛋白质合成遵循的法则是（）A、中心法则B、转录[C、翻译D、复制9、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的分子结构，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D、蛋白质工程又称为第二代基因工程10、蛋白质工程的基本操作程序正确是（）①蛋白质分子结构合成②DNA合成③mRNA合成④蛋白质的预期功能⑤根据氨基酸的序列推出脱氧核苷酸的序列A、①→②→③→④→⑤→①B、⑤→④→③→②→①→②C、④→①→⑤→②→③→①D、②→③→⑤→①→②→④11、下列各项与蛋白质结构多样性无关的是（）A、氨基酸的种类、数目、排列顺序B、构成蛋白质的多肽链的数目C、构成蛋白质的肽链的空间结构D、氨基酸至少含一个氨基和一个羧基12、蛋白质工程中直接操作的对象是（）A、氨基酸的结构B、蛋白质空间结构C、肽链结构D、基因结构13、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14、关于蛋白质工程说法正确的是（）A、蛋自质工程和基因工程的目的都是获得人类需要的蛋白质，所以两者没有区别B、基因工程是蛋白质工程的关键技术C、通过蛋白质工程改造后的蛋白质有的仍然是天然蛋白质D、蛋白质工程是在蛋白质分子水平上直接改造蛋白质的15、 (多选)蛋白质工程是利用基因工程的方法对蛋白质进行改造，下列各项措施中，正确的是（）A、根据氨基酸的性质和特点，设计并制造出自然界不存在的全新蛋白质B、在蛋白质分子中替代某一个肽段或一个特定的结构区域C、通过基因工程中定点诱变技术，有目的地改造蛋白质分子中某些活性部位的一个或几个氨基酸，以改善蛋白质的性质和功能D、利用化学合成的方法对蛋白质分子的某一氨基酸进行修饰，以改善蛋白质性质和功能16、蛋白质工程是新崛起的一项生物工程，又称第二代基因工程。
江苏省盐城市时杨中学高中生物 细胞工程概述导学案 新人教版选修3
【学习目标】备注1、了解细胞工程的发展历程2、简述细胞工程的基本技术，如植物细胞与组织培养技术、细胞融合技术、细胞核移植技术、染色体工程等。
3、了解细胞融合的方法4、举例说出细胞工程在遗传育种、生产药品、食品等方面的应用。
【问题情境】问1:细胞工程的发展经历了哪几个经典的实验？问2: 什么叫细胞工程？问3：细胞工程主要包括哪些基本技术？问4：细胞工程主要应用在哪些方面？【我的疑问】第1页共4页备注【自主探究】探究1：细胞工程的发展经历美国科学家哈里森最初培育的动物细胞是（）A 蛙胚骨髓干细胞B 蛙胚神经细胞C 蛙胚肝细胞D蛙胚表皮细胞探究2：细胞工程的概念下列有关细胞工程的叙述，不正确的是（）A.在细胞器水平上定向改变细胞核的遗传物质B.在细胞器水平上定向改变遗传物质C.在细胞整体水平上定向改变遗传物质D.在细胞整体水平上获得细胞产品Array探究4：细胞工程主要应用下列生物工程技术中，不属于细胞工程的是（）A.通过试管动物大量繁殖优良动物B.通过体细胞克隆技术培养出克隆牛C.含有人胰岛素基因的大肠杆菌生产胰岛素D.将某人的肝癌细胞在实验室中繁殖成一个细胞系第2页共4页【课堂检测】例1.下列关于细胞工程的理解中，正确的是 A 细胞工程是指细胞融合技术B 细胞工程不能创造新的品种C 克隆绵羊“多利”是细胞工程的产物D 细胞工程指以细胞为单位的培养技术例2.在植物细胞融合过程中，下列可以用来除去植物细胞壁的是（ ）A 盐酸B 聚乙二醇C 电场D 纤维素酶例3.为了通过细胞工程获得无病毒作物，培育时一般采用植物的（ ）A 叶片表皮细胞B 根毛细胞C 茎尖细胞D 微管束细胞例4.下列各项中，可以通过细胞工程用于开发洁净能源减少环境污染的生物是（ ）A 蓝藻B 硝化细菌C 分解石油的“工程菌”D 酵母菌【回标反馈】【巩固练习】( )1．植物组织培养依据的原理、培养过程的顺序及诱导的植物激素分别是①体细胞的全能性②离体植物器官、组织或细胞③根、芽④生长素和细胞分裂素⑤生长素和乙烯⑥愈伤组织⑦再分化⑧脱分化⑨植物体A ．①、②⑦⑥⑧③⑨、④B ．①、②⑧⑥⑦③⑨、④C ．①、⑥②⑨⑧③⑦、⑤D ．①、②⑨⑧⑥⑦③、⑤( )2. 植物组织培养的过程可以归纳为：①――→脱分化②――→再分化③―→④，对此叙述错误的是A ．②→③的再分化过程中，细胞增殖的方式为有丝分裂B ．植物组织培养依据的原理是细胞的全能性C ．培养基中添加蔗糖的目的是提供营养和调节渗透压D ．将①经脱分化培养成②时，再植上人造种皮可获得人工种子( )3．下列各项关于植物细胞工程的叙述，正确的是A ．植物细胞只要在离体状态下即可表现出全能性B ．制备原生质体时可利用酶或植物激素去除细胞壁C ．愈伤组织经过细胞的增殖会形成新的植物组织器官D ．叶肉细胞经脱分化形成愈伤组织离不开植物激素的作用 备 注第3页共4页( )4．下列有关细胞全能性的叙述，正确的是A．组织培养繁育花卉所利用的原理是细胞具有全能性B．克隆羊的诞生说明高度分化的动物细胞具有全能性C．用花粉培育成的植株往往高度不育，说明花粉细胞不具有全能性D．愈伤组织的形成说明高度分化的植物细胞具有全能性( )8．下列关于生物工程的叙述中正确的是A．将目的基因导入叶绿体DNA上，防止目的基因随花粉逃逸进)花粉(的花药1F．单倍体育种过程中需要对接种到培养基上进行离体培养的B行筛选C．利用细胞工程技术，将两种二倍体植物的花粉进行细胞杂交，可获得二倍体可育植株D．用人工薄膜包裹植物组织培养得到的愈伤组织，可以制成人工种子( )9．下列关于利用细胞工程技术制备单克隆抗体的叙述，不正确的是A．给小鼠注射抗原，是为了获得能产生相应抗体的B细胞B．B细胞与骨髓瘤细胞混合培养，是为了获得融合细胞C．杂交瘤细胞进行体外培养，是为了获得单克隆抗体D．杂交瘤细胞进行体内培养，是为了获得能产生单克隆抗体的胚胎( )10．在原生质体融合育种技术中，该技述的重要一环是将营养细胞的细胞壁除去，通常是采用纤维素酶和果胶酶的酶解破壁法处理。
1.3蛋白质工程 教案(苏教版选修3)
第三节蛋白质工程●课标要求简述蛋白质工程。
●课标解读1．简述蛋白质工程的概念和原理。
2．说明蛋白质工程和基因工程的区别与联系。
3．举例说明蛋白质工程的应用和发展。
●教学地位蛋白质工程是基因工程的延伸，又称为第二代基因工程，是按照人们的需要，利用基因工程的原理对蛋白质进行改造。
目前蛋白质工程还有许多理论和技术问题等待解决，成功的实例还不多，但发展前景广阔。
在高考中考到的次数还不多，常在考查基因工程的非选择题中有一问涉及蛋白质工程。
●教法指导1．结合过程图，让学生理解蛋白质工程的基本原理。
2．结合具体的应用实例，让学生理解蛋白质工程的应用。
●新课导入建议玉米的营养价值不如小麦，原因是玉米中必需氨基酸赖氨酸的含量比较低。
玉米中赖氨酸含量低的原因是赖氨酸合成过程中的两种关键酶——天冬氨酸激酶和二氢吡啶二羧酸合成酶的活性受到赖氨酸浓度的影响较大，当赖氨酸浓度达到一定量时，会抑制两种酶的活性。
所以玉米中赖氨酸的含量很难提高，如果我们将天冬氨酸激酶第352位的苏氨酸变成异亮氨酸，将二氢吡啶二羧酸合成酶的第104位的天冬酰胺变成异亮氨酸，就可以使玉米种子中的赖氨酸含量提高2倍，那么怎样对这两种酶进行改造呢？这就要依靠蛋白质工程。
●教学流程设计课前自主探究：阅读教材P30～35有关知识，填充【课前自主导学】空白，完成思考交流1、2。
⇒步骤1：课程导入：建议用【新课导入建议】方法导入课题。
⇒步骤2：尝试作答【课前自主导学】部分的【正误判断】，检查自学效果。
⇒步骤3：教师结合教材P30图1－17和教材P31图1－18让学生理解蛋白质工程的原理，通过【课堂互动探究】探究1归纳总结，通过例1强化。
⇓步骤6：诵读【结论语句】，尝试构建最优知识网络图解，互评后参看【本课知识小结】的网络构建。
课下完成【当堂双基达标】。
⇐步骤5：通过教材中的实例让学生认识蛋白质工程的应用，认识蛋白质工程的意义。
⇐步骤4：引导学生讨论蛋白质工程和基因工程的区别与联系，通过【课堂互动探究】探究2的表格进行比较。
高级中学高二生物选修3导学案：蛋白质工程
【当堂训练】
(1)细菌的基因之所以能在棉花细胞内表达,产生抗
是。
(2)上述过程中,将目的基因导入棉花细胞内
是 ,这种导入方法较经济、有效。
目的基因能否在棉株体内稳定维持和表达其遗传特性的关键是目的基因是否插入到受体细胞染色体DNA上,这需要通过检测才能知道,检测采用
是。
(3)上述基因工程中的核心步骤是 ,其目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在,并且可以给下一代
的基因能够表达和发挥作用。
(4)利用基因工程技术培育抗虫棉,与诱变育种和杂交育种方法相比
有和等突出的优点,但是目前基因工程仍不能取代杂交育种和诱变育种。
与基因工程技术相比,杂交育种和诱变育种方法主要具有的优点。
高中生物 专题1 细胞工程 1.4 蛋白质工程的崛起学案 新人教版选修3
1.4 蛋白质工程的崛起目标导航 1.举例说出蛋白质工程崛起的缘由。
2.结合教材图1－29，简述蛋白质工程的基本原理及蛋白质工程的进展和前景。
重难点击 蛋白质工程的基本原理。
课堂导入方式一：人类可以创造出自然界不存在的蛋白质吗？答案是肯定的。
例如：科学家已生产出一种以前必须从南极鱼类身体中提取的抗冻蛋白质。
这一技术可用于储存大量新鲜的动植物和人类的组织细胞，防止形成冰晶，破坏脆弱的细胞膜和细胞的内部结构。
你想了解这方面的知识吗？请跟着我一起学习：蛋白质工程的崛起。
方式二：基因工程的诞生，为克服远缘杂交的障碍问题，带来了新的希望，并取得了丰硕成果：大肠杆菌为人类生产出了胰岛素，牛的乳腺生物反应器为人类制造出了蛋白质类药物，烟草植物体内含有了某种药物蛋白……，至此，人们也只是实现了自然界现有基因在转基因生物中的表达。
但一个新问题出现了，生物产生的天然蛋白质是在长期进化过程中形成的，它的结构、性能不能完全满足人类生产和生活的需要。
于是要对现有蛋白质进行改造，制造出目前从天然蛋白质中找不到的蛋白质。
这样人们又开始了新一轮的探索，蛋白质工程应运而生了。
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基因转移到另一种生物体内，后者可以产生它本不能产生的蛋白质，进而表现出新的性状。
2.蛋白质工程(1)崛起缘由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。
(2)实例 ①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天冬氨酸激酶(352位的苏氨酸)――→改造天冬氨酸激酶(异亮氨酸)二氢吡啶二羧酸合成酶(104位的天冬酰胺)――→改造二氢吡啶二羧酸合成酶(异亮氨酸)(改造后玉米叶片和种子中游离赖氨酸含量分别提高5倍和2倍)合作探究1.基因工程的优势与不足分别是什么？答案 (1)优势：将一种生物的基因转移到另一种生物体内，后者可以产生它本不能产生的蛋白质，进而表现出新性状。
江苏省盐城中学高二人教版生物选修三复习资料：第四节 蛋白质工程的崛起
1、基因工程的实质：将一种生物的基因转移到另一处生物体内，后者产生它本不能产生的蛋白质，从而产生新性状。
原则上只能生产自然界已存在的蛋白质。
2．蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其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求。
蛋白质工程是在基因工程的基础之上，延长出来的其次代基因工程。
二．蛋白质工程基本原理
1．目标：依据人们对蛋白质功能的特定需求，对蛋白质结构进行分析设计。
2．原理：基因改造。
3．过程：预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推想应有氨基酸序列→找到对应的脱氧核苷酸序列(基因)。
三、蛋白质工程的进展和前景
科学家通过对胰岛素的改造，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，具有体积小、耗电少和效率高的特点，因此有极为宽敞的进展前景。
人教版生物选修三1.4蛋白质工程学案无答案
1．4 蛋白质工程的崛起（P26-28）【学习要求】1．举例说出蛋白质工程崛起的缘由。
2．简述蛋白质工程的原理。
3．利用结构与功能相适应的的观点，尝试运用逆向思维分析和解决问题。
【学习重、难点】蛋白质工程的原理。
学习活动一蛋白质工程崛起的缘由【自主学习】阅读教材P26页，思考下列问题：1．基因工程的实质（优势）：将一种生物的基因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_____ 。
2.蛋白质工程(1)崛起缘由：基因工程在原则上只能生产的蛋白质。
这些天然蛋白质是生物在______ 过程中形成的，却不一定完全符合人类生产和生活的需要。
基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质。
蛋白质工程的目的:生产符合人们生活所需要的并非自然界已存在的________。
(2)实例改造干扰素(丝氨酸)①干扰素(半胱氨酸)――→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改造天冬氨酸激酶(异亮氨酸)天冬氨酸激酶(352位的苏氨酸)――→改造二氢吡啶二羧酸合成酶(104位的天冬酰胺)――→二氢吡啶二羧酸合成酶(异亮氨酸)(改造后玉米叶片和种子中游离赖氨酸含量分别提高5倍和2倍) 【合作探究】1．基因工程的优势、不足？蛋白质工程的实质是什么？2.举例说明蛋白质工程崛起的理由。
【正误判断】1.杂交育种和基因工程可以实现一种生物的性状在另一种生物体内表达。
（）2.基因工程的实质是产生新基因。
（）3.蛋白质工程的实质是制造天然蛋白质。
（）学习活动二蛋白质工程的基本原理【自主学习】阅读教材P26-27页，思考下列问题：1．蛋白质工程的原理：2.分析下面蛋白质工程流程图：向右表示天然蛋白质的合成过程，其中A表示___________，B表示__________，向左表示蛋白质工程的基本途径，它与天然蛋白质的合成过程________。
【合作探究】1．蛋白质工程为什么需直接改造基因，而不直接改造蛋白质？蛋白质工程中是否需要限制酶和DNA连接酶？2．基因工程和蛋白质工程是否都遵循中心法则？为什么？3．你认为能不能根据人类需要的蛋白质的结构，设计相应的基因，导入适合的细菌中，让细菌生产人类所需要的蛋白质食品呢？3.4．确定目的基因的碱基序列后，怎样才能合成或改造目的基因（DNA）？（提示：可以通过人工合成的方法获取或基因的定点诱变技术来改变。
人教版选修3《蛋白质工程的崛起》学案
《蛋白质工程的崛起》学案张建尚江苏省赣榆高级中学【学习目标】1.举例说出蛋白质工程崛起的缘由。
2.简述蛋白质工程的原理。
3.尝试运用逆向思维分析和解决问题。
【重点和难点】重点：1.为什么要开展蛋白质工程的研究。
2.蛋白质工程的原理。
难点：蛋白质工程的原理。
【课前预习】1.基因工程在原则上只能生产自然界①蛋白质，这些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②存在的需要，却不一定符合③的需要，我们可适当对其进行改变。
答案1.①已存在的②特定物种③人类生产和生活2.蛋白质工程的目标是根据人们对①的特定需求,对蛋白质的结构进行②。
由于③决定蛋白质,因此要对蛋白质的结构进行设计改造,必须通过改变④来完成。
2.①蛋白质功能②分子设计③基因④基因3.天然蛋白质合成的过程是按照中心法则进行的：①→表达（②）→形成具有高级结构的蛋白质→③。
而蛋白质工程却与之相反，它的基本途径是：从预期的④出发→设计出预期的⑤→推测应有的⑥→找到对应的⑦（基因）。
2.①基因②转录和翻译③行使生物功能④蛋白质功能⑤蛋白质结构⑥氨基酸序列⑦脱氧核苷酸序列4．蛋白质工程是指①及其与②作为基础,通过③或④ ,对⑤进行改造,或制造一种⑥ ,以满足人类的⑦的需求。
4.①以蛋白质分子的结构规律②生物功能的关系③基因修饰④基因合成⑤现有蛋白质⑥新的蛋白质⑦生产和生活5.科学家通过对胰岛素的改造,以使其成为①药品。
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。
用蛋白质工程方法制成的电子元件,具有②、③和④的特点,因此有极为广阔的发展前景。
蛋白质工程是一项难度很大的工程，目前成功的例子不多，主要是因为蛋白质发挥功能必须依赖于正确的⑤，而目前科学家对其了解还很不够。
5.①速效型②体积小③耗电少④效率高⑤高级结构【课堂探究】一、蛋白质工程崛起的缘由基因工程可以生产人类需要的药物，如胰岛素、干扰素等，某些食品，如番茄、土豆等以及农业中的抗虫棉、抗病毒烟草等。
高中生物《14 蛋白质工程》导学案 新人教版选修3
高中生物《14 蛋白质工程》导学案新人教版选修31、4蛋白质工程【学习目标】1、举例说出蛋白质工程崛起的缘由。
2、简述蛋白质工程的原理。
3、尝试运用逆向思维分析和解决问题。
【学习重点】1、为什么要开展蛋白质工程的研究？2、蛋白质工程的原理。
【学习难点】蛋白质工程的原理【学习方法】讨论归纳【知识梳理】一、蛋白质工程的崛起蛋白质工程崛起的缘由：基因工程只能生产出天然蛋白质，蛋白质工程是为了生产出符合人类生产和生活需要的蛋白质。
阅读教材P26相关内容，思考并讨论：1、基因工程的实质：将一种生物的______转移到另一种生物体内，后者产生它本不能产生的________，从而产生新性状。
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、实例：______________________和二氢吡啶二羧酸合成酶的活性受细胞内_____________的影响，当赖氨酸浓度达到一定量时会抑制这两种酶的活性，改变两种酶的特性后,玉米游离赖氨酸含量提高。
4、感悟：对天然蛋白质进行改造，是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？5、如何获得体外耐保存的干扰素？如何生产高赖氨酸玉米？二、蛋白质工程的原理蛋白质工程的步骤阅读教材P265倍。
参考答案一、1、基因蛋白质2、蛋白质3、天冬氨酸激酶赖氨酸浓度4、5（略）二、1、蛋白质功能蛋白质的结构2、中心法则的逆推3、氨基酸脱氧核苷酸5、（略）三、（略）课堂训练1、D2、B3、D4、A5、C6、A7、D8、B9、C10、D11-13 DA AA14、功能结构中心天冬氨酸激酶二氢吡啶二羧酸合成酶天冬氨酸激酶异亮氨酸二氢吡啶二羧酸合成酶异亮氨酸。
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【课堂检测】
1、科学家将 —干扰素基因进行定点突变导人大肠杆菌表达，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 —干扰素的抗病活性，并且提高了储存稳定性。该生物技术为( )
A．基因工程B．蛋白质工程C．基因突变D．细胞工程
2、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，使之更加符合人类需要
C．构成蛋白质的肽链的空间结构
D．氨基酸至少含一个氨基和一个羧基
3、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替代治疗剂。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相同、第二代重组药物与天然产物不同
D．第一代药物与天然产物不同，第二代重组药物与天然产物相同
C．肽链结构D.基因结构
备注
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（2）前提条件：了解蛋白质结构和的关系
二、蛋白质工பைடு நூலகம்的应用
1、改造酶的结构：有目的地提高酶的热稳定性。2、在生物制药领域应用广泛。
补充：蛋白质工程操作程序的基本思路与基因工程的不同点：
基因工程是遵循中心法则，从DNA→mRNA→蛋白质→折叠产生功能，基本上是生产出自然界已有的蛋白质。
蛋白质工程是按照以下思路进行的：确定蛋白质的功能→蛋白质应有的高级结构→蛋白质应具备的折叠状态→应有的氨基酸序列→应有的碱基排列，可以创造自然界不存在的蛋白质。
江苏省盐城市时杨中学2014年高中生物蛋白质工程学案新人教版选修3
【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 程的基本原理及基本途径。
3、尝试运用逆向思维分析和解决问题。
【问题情境】
1、基因工程产生的蛋白质是自然界中不曾存在过的 新型蛋白质分子吗？
2、蛋白质工程是对蛋白质分子进行直接改造吗？
【回标反馈】
备注
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【巩固练习】
1、在遗传研究中，常用信使RNA进行基因的克隆（即形成许多完全相同的DNA），这种快速克隆基因的步骤依次是（）
①DNA复制②转录③逆转录④翻译
A、③②①B、③①C、②①④D、③①④
2、下列各项与蛋白质结构多样性无关的（）
A．氨基酸数目、种类、排列顺序
B．构成蛋白质的多肽 链的数目
D．蛋白质工程只能生产天然的蛋白质
6、蛋白质工程的基本途径是( )
A．中心法则的简单逆转
B．确定目的基因碱基序列后，通过人工合成的方 法或从基因库中获取
C．只是依据中心法则逆推，其过程不需要中心法则
D．只是对蛋白质分子结构进行分子设计和改造
7、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
4、对天然蛋白质的改造可以分为哪三个层次？
【我的疑问】
备注
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【 自主探究】
一、蛋白质工程的概念及原理
1、概念：指通过物理化学与生物化学等技术了解蛋白质的
，并借助计算机辅助设计、和
技术改造基因，以改造天然蛋白质，甚至创造自然界不存在的蛋白质的技术。
2、原理
（1）基本流程：从预期的蛋白质功能出发→设计预期的结构→推测应有的序列→找到相应的序列(基因)。
3、直接改造基因与直接改造蛋白质相比有何优点？
（1）任何一种天然蛋白质都是由基因编码的，改造了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，即使改造成功，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（选填“容易”或“难”）操作，难度要小得多。
4、蛋白质工程的基本流程是 ( )
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→④B．④→②→①→③
C．③→①→④→②D．③→④→①→②
5、 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的改造
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
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
3、在1990年，医生对一位因缺乏腺苷脱氨酶基因而患先天性体液免疫缺陷病的美国女孩进行治疗。采用的方法是首先将患者的白细胞取出作体外培养，然后用某种病毒将正常腺苷脱氨酶基因转入人工培养的白细胞中，再将这些转基因白细胞回输到患者的体内，经过多次治疗，患者的免疫功能趋于正常。
（1）该病治疗运用了基因工程技术，在这个实例中运载体是，目的基因是，目的基因的受体细胞是。
（2）将转基因白细胞多次回输到患者 体内后，免疫能力趋于正常是由于产生了，产生这种物质的两个基本步骤是和。
（3）人的腺苷脱氨酶基 因与胰岛素基因相比 ，其主要差别是。
（4）该病的治疗方法属于基因工程运用中的。这种治疗方法的原理是。