蛋白质工程

课题4 蛋白质工程

教学目标

考点：蛋白质工程（A级，课标要求：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.通过讨论、进展追踪等活动，提高收集资料、处理资料、撰写专题综述报告的能力。）

案例引入

通过图片引入，想让一种生物性状在另一种生物中表达，在种内可以通过常规杂交育种的方法实现，但要使有生殖隔离的种间生物实现基因交流，需基因工程。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。这就需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。

自主学习

一、概念：以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系为基础，通过物理、化学与生物化学等技术，并借助计算机辅助设计、和重组DNA技术，以天然蛋白质，甚至创造自然界中的蛋白质，以满足生产、生活需要。

二、基本方法、原理

从预期的蛋白质功能出发，设计预期的蛋白质结构，推测应有的氨基酸到相对应的脱氧核苷酸序列(基因)，具体见下图：

三、蛋白质工程的主要知识点分析

①关键技术是，其主要包括内容有等。

②实施蛋白质工程的前提条件是。

③测定蛋白质空间结构常用的方法：测定其三维空间结构，了解其构象。

④蛋白质改造的方法及其含义

“大改”——是指根据的性质和特点，设计并制造出自然界中的全新蛋白质，使之具有特定的氨基酸序列、空间结构和预期功能。

“中改”——是指在蛋白质分子中替代或。

“小改”——是指通过基因的，有目的地改造蛋白质分子中

部位的一个或几个，以改善蛋白质的性质和功能。

⑤改造蛋白质的核心技术是，常用方法是，基本过程

是 .

四、蛋白质工程的应用

(1)在酶工程领域：有目的的提高酶的热稳定性，增加耐酸、碱、有机溶剂的能力；增强酶的活性；大量生产人类需要的酶:常用方

法，

。

(2)在生物工程制药：增加相关药物的功能；减少对人体的不良影响：如鼠-人嵌合抗体的形成

(3)在农业生产方面：改善光合作用有关酶的活性，提高光合效率。

典型例题

1.关于蛋白质工程的说法错误的是（）

A．蛋白质工程定向改造蛋白质的分子的结构，使之更加符合人类需要

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

D．蛋白质工程与基因工程密不可分，又成为第二代基因工程

解析：蛋白质工程是通过基因修饰或基因合成，而对现有蛋白质进行改造或制造出一种新的蛋白质，而不是直接对蛋白质进行操作。

2.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，蛋白质工程可以合成不是天然存在的蛋白质

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

课后题组

1.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

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

C. 肽链结构

D. 基因结构

4. 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

5. 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

6、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

B．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C．蛋白质工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