2015-2016学年苏教版选修三 蛋白质工程 学案
蛋白质工程的应用-苏教版选修3现代生物科技专题教案
蛋白质工程的应用-苏教版选修3 现代生物科技专题教案一、教学目标通过本节课的学习，学生应能够：1.掌握蛋白质工程的基本概念及其应用；2.了解蛋白质工程在生物医药、农业和工业等方面的重要应用；3.培养学生的科学思维和探究精神，提高学生的创新能力和实践能力。
二、教学重点1.蛋白质工程的基本概念及其应用；2.蛋白质工程在生物医药、农业和工业等方面的应用案例；3.能够分析并评价蛋白质工程在不同领域中的应用价值。
三、教学难点1.理解蛋白质工程的技术原理及其在生物医药、农业和工业等领域中的应用；2.熟悉蛋白质工程在不同领域中的应用案例；3.能够分析并评价蛋白质工程在不同领域中的应用价值。
四、教学内容1. 蛋白质工程的基本概念蛋白质工程是一项涉及分子生物学、生物化学、化学以及工程学等多学科交叉的技术。
主要目的是为了改变蛋白质的化学和物理性质，制造出具有特定功能和性质的蛋白质。
蛋白质工程可以通过基因重组技术和化学合成技术来实现。
2. 蛋白质工程在生物医药领域中的应用蛋白质工程在生物医药领域中具有广泛的应用价值。
最常见的应用是制造重组蛋白药物，例如利用蛋白质工程技术，可以制造成熟的人类胰岛素，可用于治疗糖尿病患者。
此外，利用蛋白质工程技术还可以制造单克隆抗体、凝血因子等药物。
3. 蛋白质工程在农业领域中的应用蛋白质工程在农业领域中主要应用于转基因农作物的制造。
利用蛋白质工程技术，我们可以将具有某种有益性状的基因导入到合适的农作物中，使得农作物具有更好的生长和抗病能力。
例如，转基因玉米、大豆等作物在抗虫害、耐旱、耐病性方面都取得了显著的成果。
4. 蛋白质工程在工业领域中的应用蛋白质工程在工业领域中的应用也非常广泛。
例如，利用蛋白质工程技术，可以制造更为高效的酶制剂，例如纤维素酶、葡萄糖酸酐酶等，可广泛应用于造纸、食品加工、医药等领域。
另外，利用蛋白质工程技术，还可以制造高性能合成纤维和塑料。
五、教学方法1.视频讲解法：利用多媒体设备，通过视频讲解的形式向学生讲解蛋白质工程基本概念和在不同领域中的应用案例；2.互动对话法：教师向学生提出一些蛋白质工程相关的问题，引导学生进行讨论，鼓励学生在讨论中积累知识和探究精神；3.案例分析法：以实际蛋白质工程应用案例为基础，引导学生进行分析和评价，提高学生的分析和判断能力。
苏教版 选修3《蛋白质工程》教案
蛋白质工程教学设计教学内容：蛋白质工程教学时间：1.5课时一、教学目标：1、掌握蛋白质和蛋白质工程的概念、功能和应用了,解蛋白质工程的原理。
2、尝试运用逆向思维分析和解决问题。
二、教学重难点：（1）蛋白质工程的原理。
（2）蛋白质工程的应用三、教学方法教授法、启发式教学四、教学过程：（一）什么是蛋白质1.蛋白质的概念蛋白质是对生命至关重要的一类生物大分子，各种生命功能、生命现象、生命活动都和蛋白质有关。
在生命有机体催化、运动、结构、识别和调节等许多方面，起着关键的作用。
如血浆蛋白质、纤维状蛋白质、酶蛋白质等。
2.生活中的蛋白质展示各种生活中蛋白质的图片。
还有些什么？3.蛋白质的功能蛋白质是一类重要而复杂的生物大分子，它广泛地存在于所有生物界的机体之中，具有许多重要的作用：①酶：构成生物体新陈代谢的几乎全部的化学反应都是在活性蛋白质-酶的催化下进行的；②抗原抗体：高等动物的免疫反应，也主要是通过蛋白质即抗原和抗体来完成的；，免疫球蛋白③运动：运动时的肌肉收缩靠的是某些蛋白质的相互作用来完成的；鞭毛、肌肉蛋白④呼吸：运输氧和二氧化碳的是血红蛋白；⑤激素：具有代谢和调节功能的是多种蛋白质激素。
蛋白质的应用①蛋白质是人类赖以维持生命的重要营养来源之一。
人们需要从各种肉、蛋、奶、豆类等主要食品中获得所需的蛋白质营养。
②用蛋白质诊断和治疗某些疾病。
淀粉酶、脂肪酶、蛋白酶用于帮助消化，治疗某些消化不良性疾病；胰岛素用于治疗严重的糖尿病；转氨酶作为肝病变的指标等。
③食品工业和轻工业中主要应用蛋白质或利用蛋白质的性质制造各种产品。
例如，酿造业要用蛋白酶来增加酱油的鲜味等。
用于人类衣着的羊毛、纺织品和皮革主要组成是蛋白质。
4.蛋白质的结构①氨基酸是蛋白质的基本结构单位，各种氨基酸之间通过肽键彼此按直线形头尾相连，构成不同长短的肽链。
②肽链又以一定方式折叠盘绕成独特的空间结构，这时才产生具有生物活性的天然蛋白质。
③多肽链的折叠可分为四种不同层次的结构。
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。
高中生物 第一章 基因工程 第5课时 蛋白质工程学案 苏教版选修3
第5课时蛋白质工程[学习目标] 1.简述蛋白质工程的概念和基本原理。
2.举例说出蛋白质工程的基本过程。
3.举例说出蛋白质工程的应用和发展。
一、蛋白质工程概述1．基因工程的基本操作程序主要包括哪几个步骤？答案包括四个步骤：获取目的基因、构建基因表达载体、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测和鉴定。
2．获取目的基因的常用方法有哪些？答案(1)从基因文库中获取；(2)利用PCR技术扩增目的基因；(3)人工合成法。
3．请写出中心法则，并判断蛋白质工程中获取目的基因的方法。
答案(1)中心法则如下：(2)获取目的基因的方法是人工合成法。
4．基因工程合成的蛋白质有哪些不足？答案在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质。
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。
5．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？答案应该通过对基因的操作来实现对天然蛋白质的改造，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。
如果对蛋白质直接改造，即使改造成功，但被改造过的蛋白质分子也是无法遗传的。
(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。
6．根据蛋白质被改造部位的多少，可将蛋白质改造分为大改、中改和小改三种，试区别这三种改造的异同。
答案大改是指根据氨基酸的性质和特点，设计并制造出自然界中不存在的全新蛋白质。
中改是指改变蛋白质分子中某一个多肽链片段或一个特定的结构。
小改是指通过基因工程中的定点诱变技术，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。
7．如何利用PCR技术进行基因定点诱变？答案一般先通过PCR技术扩增获得定点突变的基因，再通过基因工程的方法，将突变基因导入受体细胞，经过转录和翻译就可合成所需的蛋白质。
8．对空间结构不清楚的蛋白质的改造，可采用非定点诱变技术来进行改造。
2015-2016学年高二生物苏教版选修3课件：1.3 蛋白质工程
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第三节 蛋白质工程
一 二
首 页
J 基础知识 Z 重点难点
ICHU ZHISHI
HONGDIAN NANDIAN
S 随堂练习
UITANG LIANXI
自主思考我国和美国、日本、英国等高新科技较为发达 的国家共同实现了伟大的人类蛋白质组计划,我国大约承担了其中 16%的 任务,这是中华民族的骄傲。据科学家讲,该计划的重要意义之一是从蛋白 质水平为人类疾病诊断和制药作出新的贡献。你能说说理由吗? 提示:依据人类基因组计划的核心内容——测定人类基因内的碱基序 列,可知蛋白质组计划的核心就是测定人体蛋白质内的氨基酸序列,所以,该 计划可从蛋白质分子水平对一些疾病作出更准确的诊断,也可为生产一些 蛋白质类药物或其他药物提供更准确、更直接的依据。
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第三节 蛋白质工程
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J 基础知识 Z 重点难点
ICHU ZHISHI
HONGDIAN NANDIAN
S 随堂练习
UITANG LIANXI
探究点一
探究点二
酶工程和蛋白质工程的区别与联系 ●问题导引●
酶的化学本质是什么?全是蛋白质吗? 提示:绝大多数酶是蛋白质,少数酶是 RNA。
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特别提醒基因工程没有产生新基因,只相当于人工基因重
组。
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第三节 蛋白质工程
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J 基础知识 Z 重点难点
ICHU ZHISHI
HONGDIAN NANDIAN
S 随堂练习
UITANG LIANXI
探究点一
探究点二
【例题 1】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 解析: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。 蛋白质工程从分子水平对蛋白质进行改造设计,通过对相应的基因进行修 饰加工甚至人工进行基因合成,从而对现有蛋白质进行改造,或制造一种新 的蛋白质,以满足人类生产和生活需求。 而基因工程只是将外源基因导入另 一生物体内并使之表达,体现人类所需的性状,或者获取所需的产品。因此, 基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质。 答案:B
高中生物苏教版高二选修3教学案：第一章_第三节_蛋白质工程
第三节蛋白质工程1.蛋白质工程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，以定向改造蛋白质，甚至创造出自然界不存在的蛋白质的技术。
2．蛋白质工程的关键技术是基因工程。
3．蛋白质工程的一般过程是：预期蛋白质功能→分子设计蛋白质→合成相应基因→基因指导新蛋白质合成。
4．实施蛋白质工程的前提条件是了解蛋白质结构和功能的关系。
5．根据蛋白质被改动部位的多少，可将蛋白质改造类型分为“大改”、“中改”和“小改”。
6．通过蛋白质工程，可获得热稳定性高的酶和新型药物。
对应学生用书P16蛋白质工程概述1．蛋白质工程的概念(1)手段：①通过物理化学和生物化学等技术了解蛋白质的结构和功能。
②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。
(2)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。
(3)关键技术：基因工程。
蛋白质工程又称第二代基因工程。
2．蛋白质工程的一般过程先根据新蛋白质预期功能设计相关蛋白质结构，进而设计对应的氨基酸序列，在此基础上合成可产生新蛋白质的相关脱氧核苷酸序列(基因)，再利用基因工程技术合成新的蛋白质。
3．改造蛋白质的方式改造方式相关操作大改根据氨基酸的性质和特点，设计并制造出自然界中不存在的全新蛋白质，使之具有特定的氨基酸序列、空间结构和预期功能中改改变蛋白质分子中某一个多肽片段或一个特定的结构小改通过基因工程中的定点诱变技术，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，以改善蛋白质的性质和功能1．对天然蛋白质进行改造，是通过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，最终必须通过改造基因来完成。
2．蛋白质工程操作程序的基本思路与基因工程有什么不同？提示：基因工程是按照中心法则进行的：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，基本上是生产出自然界已有的蛋白质。
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《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。
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
苏教版选修3蛋白质工程学案
第三节蛋白质工程课丽•预习导学KE^JANYUXfDAOXUE导统：：：：：：：：：；；；；；：：：一、蛋白质工程的概念和原理i •蛋白质工程的概念蛋白质工程是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、基因定点_________ 和重组________ 技术改造基因，以定向改造______________________ ，甚至创造自然界不存在的_____________ 的技术。
_____________ 是其中的关键技术，蛋白质工程又被称为______________________。
2.蛋白质工程的原理蛋白质工程的实施大致分为结构___________ 、结构预测与______ 、___________ 、____________ 和__________ 几大步骤。
实施蛋白质工程的前提是了解蛋白质的结构和 ____________ 的关系。
用X射线晶体衍射法可以测定其______________ ，利用核磁共振可以了解其__________ 。
此外，随着DNA和蛋白质测序技术的_________ ，已能快速地测定大量蛋白质分子的_________________ ，即______________ 。
在此基础上，可利用_____________ 的方法技术对蛋白质进行改造。
根据蛋白质被改造部位的多少，可将这种改造分为“ _________ ”“______ ”和“ _______ ”。
“____ ”是指通过基因工程中的_______________ 技术，有目的地改造原有蛋白质分子中某___________ 的一个或几个氨基酸残基，以改善蛋白质的性质和功能。
______________________________ 是改变蛋白质结构的核心技术之一。
每种蛋白质都具有特定的空间结构，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______________ ，从而改变其结构，有目的地改造蛋白质的 _____________ 。
蛋白质工程 教案
蛋白质工程教案教案标题：蛋白质工程教学目标：1. 了解蛋白质工程的基本概念和原理2. 掌握蛋白质工程的常见方法和技术3. 理解蛋白质工程在生物医药领域的应用和意义教学内容：1. 蛋白质工程的定义和发展历史2. 蛋白质结构与功能的关系3. 蛋白质工程的常见方法：基因工程、蛋白质设计、蛋白质改造等4. 蛋白质工程在药物研发、生物制药、生物催化等领域的应用教学过程：1. 导入：通过展示蛋白质工程在生物医药领域的成功案例，引起学生对蛋白质工程的兴趣和好奇心2. 理论讲解：介绍蛋白质工程的基本概念、原理和常见方法，引导学生了解蛋白质工程的重要性和应用价值3. 案例分析：结合实际案例，让学生分析蛋白质工程在药物研发、生物制药等领域的具体应用和意义4. 实验操作：设计简单的蛋白质工程实验，让学生亲自操作，体验蛋白质工程的方法和技术5. 讨论交流：组织学生讨论蛋白质工程的前景和挑战，激发学生的创新思维和探索精神教学评估：1. 实验报告：要求学生完成蛋白质工程实验，并撰写实验报告，评价学生对蛋白质工程方法和技术的掌握程度2. 学习成绩：通过课堂测试和作业评定学生对蛋白质工程理论知识的掌握情况3. 讨论表现：评价学生在讨论交流环节中的表现，包括思维深度、逻辑性和表达能力教学资源：1. 教材：提供相关的蛋白质工程教材和参考书籍2. 实验设备：提供蛋白质工程实验所需的实验器材和试剂3. 案例资料：准备蛋白质工程在生物医药领域的成功案例资料，用于案例分析和讨论交流教学反思：在教学过程中，要注重培养学生的实验操作能力和创新意识，引导学生关注蛋白质工程的最新进展和未来发展方向。
同时，要注重理论与实践相结合，让学生在实际操作中深化对蛋白质工程的理解和掌握。
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。
苏教版选修三 蛋白质工程 学案
1.3蛋白质工程教学目标 1.简述蛋白质工程的概念和基本原理。
2.举例说出蛋白质工程的基本过程。
3.举例说出蛋白质工程的应用和发展。
一、蛋白质工程的概念和原理1．蛋白质工程概念：是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________________改造基因，以定向改造____________、甚至创造出________________的蛋白质的技术。
2．蛋白质工程的关键技术：____________。
3．蛋白质工程的前提条件：了解蛋白质____________的关系。
4．蛋白质改造的方法(1)对已知空间结构的蛋白质的改造①大改：即制造出____________________蛋白质。
②中改：即在蛋白质分子中替代__________________________________________。
③小改：即改造蛋白质分子中的__________________的残基。
核心技术是基因工程中的______________，其中____________是常用的方法之一。
(2)对空间结构不清楚的蛋白质的改造：采用____________来进行改造。
二、蛋白质工程的应用1．通过改造酶的结构，有目的的提高酶的热稳定性。
如通过替换酶的某种氨基酸，或者在蛋白质分子中引入二硫键也可提高蛋白质的热稳定性。
2．生物工程制药：(1)鼠源杂交瘤抗体的改造：在基因水平上对抗体进行重组，生产人________和鼠________嵌合抗体，对人体的不良反应减少。
(2)纤维蛋白溶解酶原激活因子的改造：利用________________技术，将纤维蛋白溶解酶原激活因子分子中的天门冬酰胺替换为谷氨酰胺。
3．疾病诊断(1)方法：________________。
(2)原理：____________________________。
(3)实例：SARS病毒的检测和诊断。
高中生物苏教版选修3一单元第3课《蛋白质工程的概述》省级名师优质课教案比赛获奖教案示范课教案公开课教案
高中生物苏教版选修3第一单元第3课《蛋白质工程的概述》省级名师优质课教案比赛获奖教案示范课教案公开课教案【省级名师教案】1新设计(1)建议采用“问题—探究—新问题—再探究”的教学模式。
本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。
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。
为了加深这一点的认识,可调动学生从书中找实例(干扰素例子、工业用酶的例子)加以佐证。
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。
(2)建议加强与已有知识的联系,用逆向思维的方法解决新问题。
学生在必修课中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这是学习新知识的基础。
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,可以较明确地说明这一点。
还有两点教学建议需要说明。
第一,蛋白质工程的诞生是有其理论与技术条件支撑的,正如课本中开头描述的,它是随着分子生物学、晶体学以及计算机技术的迅猛发展而诞生的,也与基因组学、蛋白质组学、生物信息学的发展等因素有关(本书“前沿动态”中有简要介绍)。
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第3节蛋白质工程
【学习目标】
1、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）
【知识梳理】
一、蛋白质工程的概念和原理
1、蛋白质工程的概念：根据蛋白质的结构与功能之间的关系，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、具有优良特性的蛋白质。
2、蛋白质工程崛起的缘由
基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质，这些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存在的需要，却不一定符合人类生产和
生活的需要。
于是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。
3、蛋白质工程的基本原理
预期蛋白质功能→测定蛋白质三维空间结构→推测应有的氨基酸序列→找到对应的脱氧核苷酸序列（基因）→具有预期功能的蛋白质
二、蛋白质工程的应用
1、通过改造酶的结构，有目的地提高蛋白质的热稳定性。
2、合成嵌合抗体。
3、改变蛋白质的活性。
【疑难解析】蛋白质工程与基因工程区别
【基础检测】
1．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
2．下列有关蛋白质工程的说法正确的是（）
A．蛋白质工程无需构建基因表达载体
B．通过蛋白质工程改造后的蛋白质有的仍是天然的蛋白质
C．蛋白质工程需要限制性核酸内切酶和DNA连接酶
D．蛋白质工程是在蛋白质分子水平上改造蛋白质的
3．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。
下图示意蛋白质工程流程，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4. 科学家为提高玉米赖氨酸含量，计划将天冬氨酸激酶的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位的天冬氨酸变成异亮氨酸，就可以使玉米叶片和种子中的游离赖氨酸含量分剐提高5倍和2倍，下列对玉米性状改变最可行的方法是（）A．直接改造蚕白质的空间结构，从而控制生物的性状
B．直接对相应的基因进行改造，通过控制酶的合成，从而控制生物的性状
C．直接通过对酶的合成的控制，从而控制生物的性状
D．直接改造相应的mRNA，从而控制生物的性状
5．将人的干扰素基因通过基因定点突变，使于扰素第 17 位的半胱氨酸改变成丝氨酸，改造后的干扰素比天然干扰素的抗病毒活性和稳定性显著提高，此项技术属于（）
A．蛋白质工程 B. 细胞工程 C．胚胎工程 D．生态工程
6. 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
7. 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. 墓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
8. 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
9. (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。