蛋白质工程的崛起导学案
蛋白质工程的崛起 导学案
1．4蛋白质工程的崛起导学案【学习目标】1．蛋白质工程崛起的缘由。
2．蛋白质工程的原理【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【课前预习】下图为人p一珠蛋白基因与其mRNA杂交的示意图，①～⑦表示基因的不同功能区。
据图回答：(1)上述分子杂交的原理是；细胞中β一珠蛋白基因编码区不能翻译的序列是 (填写图中序号)。
(2)若已知mRNA中的碱基序列，能否推出以此mRNA为模板经翻译形成的蛋白质中的氨基酸序列? ；能否推出转录出此mRNA的基因中的碱基序列? ，理由是。
(3)若一个β一珠蛋白基因表达的区域中一个A替换成T，则由该基因所控制的蛋白质的结构是否一定改变? ，理由是。
【学习内容】一、蛋白质工程崛起的缘由1、引发蛋白质工程崛起的新问题：天然蛋白质的不能完全满足人类生产和生活的需要。
2、现有蛋白质不能满足人类需要的几个典型例子（1）干扰素的体外保存①具体问题：②解决的措施：（2）富含赖氨酸的玉米新品种培育①具体问题：②解决的措施：二、蛋白质工程的基本原理1、蛋白质工程流程2、蛋白质工程概念蛋白质工程是指以作为基础，通过，对现有蛋白质或，以满足人类的的需求。
前提：了解蛋白质的和。
原理：基因（基因修饰或基因合成）目的：蛋白质【例1】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【例2】科学家将β干扰素基因进行定点突变导入大肠杆菌表达，使干扰素第17位的半胱氨酸改变成丝氨酸，结果大大提高β-干扰素的抗病性活性，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【当堂检测】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．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3．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4．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5．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6．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7．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．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→④10．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11．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12．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【课后作业】1．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别提高5倍和2倍，下列对玉米性状改变最可行的方法是 ( ) A．直接改造蛋白质的空间结构，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．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．③②① 8．③① C．②①④ D．③①④4．下列哪项不是蛋白质工程的研究内容 ( )A．分析蛋白质分子的精细结构 B．对蛋白质进行有目的的改造C．分析氨基酸的化学组成 D．按照人的意愿将天然蛋白质改造成新的蛋白质5．蛋白质工程中对蛋白质分子进行设计时，主要包括哪几种? ( )①进行少数氨基酸的替换；②对不同来源的蛋白质的拼接；③从氨基酸的排列顺序出发设计全新的蛋白质；④直接改变蛋白质的空间结构A．①② B．①②③ C．②③④ D．①②④6．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7．合成自然界不存在的蛋白质应首先设计 ( )A．蛋白质结构 8．RNA结构 C．氨基酸序列 D．基因结构8．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)D．基因工程完全不同于蛋白质工程9．科学家将8干扰素基因进行定点突变导人大肠杆菌表达，使干扰素第17位的半胱氨酸改变成丝氨酸，结果大大提高8一干扰素的抗病毒活性，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10．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。
1_4蛋白质工程的崛起导学案
马关一中高二生物（选修三）导学案004 一、课标解读二、导学指导与检测导学指导检测与课堂展示一、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、并非自然界已存有的______________。
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升。
4、感悟：对天然蛋白质实行改造，是直接对蛋白质分子实行操作，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、蛋白质工程的原理阅读教材P26—27相关内容，思考并讨论：1、目标：根据人们对____________的特定需求对____________实行分子设计。
2、原理：_________________。
3、过程：预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有的_________序列→找到对应的____________序列(基因)。
4、天然蛋白质合成的过程是按照中心法则实行的，蛋白质工程基本原理和途径：它能够根据人的需求来设计蛋白质的结构，又称为第二代基因工程。
原理是根据中心法则逆向推理。
图示如下：5、要对蛋白质的结构实行设计改造，为什么最终还必须通过基因工程来完成？1、蛋白质工程的进展和前景：前景广阔，但当前成功的例子不多。
2、比较蛋白质工程和基因工程比较项目基因工程蛋白质工程操作对象基因基因操作水平DNA分子水平DNA分子水平基本获取目的基因→构建基确定蛋白质的功能→蛋白质应有的课题学习目标1、.举例说出蛋白质工程崛起的缘由。
人教版高中生物选修3 1.4《蛋白质工程的崛起》导学案
1.4 蛋白质工程的崛起【学习目标】1.通过小组讨论，资料分析，能够理解蛋白质工程与基因工程的关系。
2.通过师生交流、阅读文本，能够描述蛋白质工程的基本原理。
3.通过观察图像、查阅资料，能够举例阐述蛋白质工程的应用和发展。
【学习重点】简述蛋白质工程的原理【基础回扣】1.①写出氨基酸分子的结构通式。
氨基酸之间的结合方式：缩合是指一个氨基酸的_________ 和另一个氨基酸的_______ 脱掉一个_______ 形成化合物的反应，用结构式表示两个氨基酸缩合的过程：氨基酸分子结构通式二肽的形成过程②m个氨基酸分子形成一个由1条肽链组成的蛋白质时，脱去的水分子数____ ，形成的肽键数______________ ，相对分子质量减少______________。
m个氨基酸分子形成一个由n条肽链组成的蛋白质时，脱去的水分子数_______，形成的肽键数_____________ ，相对分子质量减少_________________。
m个氨基酸分子形成一个环肽，脱去的水分子数___________ ，形成的肽键数____________ ，相对分子质量减少______________。
③蛋白质是由______________经盘曲折叠而形成，是具有一定____________ 的有机化合物。
合成分泌蛋白需要的细胞器、、、。
④蛋白质分子的结构多样性的原因：_______________，__________________，________________，_______ ______。
2、中心法则【导学诱思】一、蛋白质工程指的是根据蛋白质的分子与之间的关系，通过或，对现有蛋白质进行改造或者制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活需要。
1、目的：实现对天然蛋白质，甚至创造自然界不存在的、具有优良特性的蛋白质。
基因工程的优势（即实质）：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，进而表现出。
高中生物1.4蛋白质工程的崛起导学案新人教版选修3
海南省海口市第十四中学高中生物?1.4 蛋白质工程的崛起?导学案新人教版选修3一、学习目的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。
蛋白质工程的原理。
三、自主学习-互动探究〔一〕、蛋白质工程崛起的缘由：1、基因工程的本质：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：消费符合人们生活需要的并非自然界已存在的。
〔二〕、蛋白质工程根本原理1．目的：根据人们对功能的特定需求，对构造进展分析设计。
2．过程：预期蛋白质功能→设计构造→推测应有序列→找到对应的序列(基因)。
〔三〕、蛋白质工程的进展和前景例如：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，因此有极为广阔的开展前景。
四、课堂小结五、作业1、科学家运用基因工程技术，可以使哺乳动物本身变成“批量消费药物的工厂〞，如“乳腺生物反响器〞的培养，就是将“某种基因〞通过显微注射法导入哺乳动物的受精卵中，然后，将受精卵送入母体内，使其生长发育成转基因动物。
这里的“某种基因〞是指：〔〕A．乳腺蛋白基因 B．药用蛋白基因C．药用蛋白基因和乳腺蛋白基因的启动子重组在一起D．药用蛋白基因和细菌质粒基因重组在一起2、以下有关基因工程技术的表达，正确的选项是〔〕A．重组DNA技术所用的工具酶是限制酶、连接酶和运载体B．所有的限制酶都只能识别同一种特定的核苷酸序列C．选用细菌作为重组质粒的受体细胞是因为细菌繁殖快D．只要目的基因进入了受体细胞就能成功实现表达3、PCR技术的原理类似于细胞内DNA的复制，短时间内就可以在体外将目的基因扩增放大几百万倍。
以下关于PCR技术的推测，不可能的是〔〕A．PCR技术在短时间内将目的基因放大几百万倍，因此对基因工程中的操作有极大帮助B．用PCR技术扩增目的基因，需要模板、原料、酶和能量等条件C．用PCR技术扩增目的基因，也遵循碱基互补配对原那么D．假如目的基因共1000个脱氧核苷酸对，其中腺嘌呤脱氧核苷酸460个，用PCR技术扩增4代，需要8640个胞嘧啶脱氧核苷酸4、切取牛的生长激素和人的生长激素基因，用显微注射技术将它们分别注入小鼠的受精卵中，从而获得了“超级鼠〞，此项技术遵循的原理是 ( )A.基因突变：DNA→RNA→蛋白质B.基因工程：RNA→RNA→蛋白质C.细胞工程：DNA→RNA→蛋白质D.基因重组：DNA→RNA→蛋白质β—干扰素基因进展定点突变导人大肠杆菌表达，使干扰素第十七位的半胱氨5、科学家将β—干扰素的抗病活性，并且进步了储存稳定性。
蛋白质工程的崛起导学案
（2）目标：根据人们对 功能的特定需求，对蛋白质的 （3）原理：改造基因（基因 或基因 ） 。 （4）流程：蛋白质工程的基本途径 预期蛋白质功能→设计 →推测应有的 应的 序列。 蛋白质工程的进展及前景 （1）前景诱人：如用此技术制成的 ，具有 的特点。 （2）难度很大：主要是目前科学家对大多数蛋白质的进分子设计。序列→找到对
、耗电少和
的了解还很不够。
1
我参与、我体验、我成功、我快乐
合作交流： （8 二、 合作交流： 分钟）
1、假如某科学家设计出某种蛋白质的空间结构，你能否设计出利用大肠杆菌生产该蛋白质的流程。 2、直接决定蛋白质结构和功能的因素有？
拓展延伸： 三、 拓展延伸：(7 分钟)
基因工程和蛋白质工程的比较 基因工程 操作环境 操作核心 操作起点 基本过程 获取 → → 构建 导入 → 目的基因的检测与表达 定向改造生物的 需的生物类型或生物产品 预期 →设计 → 氨基酸序列→ 核苷酸序列→ 氨基酸序列→ 核苷酸序列→ 合成 DNA →表达出蛋白质 蛋白质工程
1 学习目标 （1）了解蛋白质工程崛起的缘由、发展进展及前景。 （2）简述蛋白质工程的基本原理。 （3）掌握蛋白质工程的实质。 2 自学指导 对比学习——蛋白质工程与基因工程的区别和联系 3 自学检测（请同学们回答以下问题） 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 转移到另一种生物体内，使后者产生本不能产生 的 ，进而表现出新的 。 。 ②基因工程的不足：在原则上只能生产自然界已存在的 （2）天然蛋白质的不足 天然蛋白质是生物在长期 过程中形成的，它们的 符合特定物种 的需要，却不一定完全符合人类生产和生活的需要。 （3）蛋白质工程的目的 生产符合人类生产和生活的需要的 。 蛋白质工程的基本原理 （1）天然蛋白质的合成途径（中心法则）
高二生物 精品导学案：1-4《蛋白质工程的崛起》(新人教版选修3) Word版
课题：蛋白质工程的崛起主备人：审核人：授课人：使用时间：年月日【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【重点难点】重点：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难点：蛋白质工程的原理【自主学习】一、蛋白质工程崛起的缘由1.蛋白质工程崛起的缘由：基因工程可将一种生物的转移到另一种生物的体内，可产生它本不能产生的，表现出新的性状。
基因工程原则上只能生产的蛋白质，它符合特定物种生存的需要却不一定符合人类的需要。
2.概念：又被称为第二代基因工程①基础：蛋白质分子的及其与的关系。
②操作：或。
③结果：改造了现有蛋白质或制造出。
④目的：满足人类的的需求。
二、蛋白质工程的基本原理（1）写出中心法则图解（2）由公式讨论：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？（3）总结蛋白质工程的基本原理。
前提：__________________________________________；改造对象：________ _；原理：___________ ___；目的：________________________________________。
（4）操作过程：从预期的出发→设计预期的→推测应有的→找到相对应的基因→基因表达→产生需要的蛋白质（5）可根据蛋白质被改造部位的多少，可以将这种改造分为：大改：制造出自然界中不存在的全新蛋白质。
中改：在蛋白质分子中替代一个肽段或一个特定的结构域。
小改：改造蛋白质分子中的几个氨基酸的残基。
三、蛋白质工程的进展和前景1.前景诱人：用蛋白质工程方法制成的电子原件，具有、和＿的特点，因此有极为广阔的发展前景。
例如：科学家通过对的改造，已使其成为速效型药品；科学家对抗体进行改造，生产出良好的鼠-人嵌合抗体来处理癌细胞。
2.面临困难：目前科学家对大多数蛋白质的的了解还不够，因此蛋白质工程目前成功的例子不多。
选修三专题一《蛋白质工程的崛起》优秀导学案
专题一1.4 蛋白质工程地崛起一、教学目标1.举例说出蛋白质工程崛起地缘由.2.简述蛋白质工程地原理.3.尝试运用逆向思维分析和解决问题.二、教学重点和难点1.教学重点（1）为什么要开展蛋白质工程地研究？（2）蛋白质工程地原理.2.教学难点蛋白质工程地原理.三、教学过程一、蛋白质工程崛起地缘由（P26）引言：要想让一种生物地性状在另一种生物中表达，在种内可以用常规杂交育种地办法实现，但要使有生殖隔离地种间生物实现基因交流，就显得力不从心了.基因工程地诞生，为克服这一远缘杂交地障碍问题，带来了新地希望. 于是取得了丰硕成果：大肠杆菌为人类生产出了胰岛素，牛地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地表达. 但一个新问题出现了，生物产生地天然蛋白质是在长期进化过程中形成地，它地结构、性能不能完全满足人类生产和生活地需要. 举例：P26 干扰素例子、工业用酶地例子b5E2RGbCAP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地蛋白质. 这样人们又开始了新一轮地探索，蛋白质工程应运而生了. p1EanqFDPw二、蛋白质工程地原理回顾已学习过中心法则及蛋白质具有复杂地空间结构等知识. 中心法则告诉我们遗传信息地流动方向如图1-4 所示. DXDiTa9E3d图1-4 遗传信息地流动方向那么，既然蛋白质地功能是由DNA决定地，那么要制造出新地蛋白质，就要改造DNA. 所以蛋白质工程地原理应该是中心法则地逆推. （结合课本中插图）RTCrpUDGiT 小结：蛋白质工程地概念（是研究蛋白质地结构及结构与功能地关系，然后人为地设计一个新蛋白质，并按这个设计地蛋白质结构去改变其基因结构，从而产生新地蛋白质. 或者从蛋白质结构与功能地关系出发，定向地改造天然蛋白质地结构，特别是对功能基因地修饰，也可以制造新型地蛋白质. ）5PCzVD7HxA 思考：蛋白质工程操作程序地基本思路与基因工程有什么不同？答：基因工程是遵循中心法则，从DNA→mRN→A 蛋白质→折叠产生功能，基本上是生产出自然界已有地蛋白质. jLBHrnAILg蛋白质工程是按照以下思路进行地：确定蛋白质地功能→蛋白质应有地高级结构→蛋白质应具备地折叠状态→应有地氨基酸序列→应有地碱基排列，可以创造自然界不存在地蛋白质. xHAQX74J0X 三、蛋白质工程地进展和前景1、蛋白质工程地诞生是有其理论与技术条件地，它是随着分子生物学、晶体学以及计算机技术地发展而诞生地，与基因组学、蛋白质组学、生物信息学地发展等因素有关LDAYtRyKfE 2、现状：成功地例子不多，主要是因为蛋白质发挥其功能需要依赖于正确地空间结构，而科学家目前对大多数蛋白质地空间结构了解很少. Zzz6ZB2Ltk科学探索之路地漫长、艰辛和永无止境.四、答案和提示（一）思考与探究1. 蛋白质工程是应怎样地需求而崛起地？提示（供教师在教学中参考）：蛋白质工程地崛起主要是工业生产和基础理论研究地需要.而结构生物学对大量蛋白质分子地精确立体结构及其复杂地生物功能地分析结果，为设计改造天然蛋白质提供了蓝图. 分子遗传学地以定点突变为中心地基因操作技术为蛋白质工程提供了手段. dvzfvkwMI1 在已研究过地几千种酶中，只有极少数可以应用于工业生产，绝大多数酶都不能应用于工业生产，这些酶虽然在自然状态下有活性，但在工业生产中没有活性或活性很低. 这是因为工业生产中每一步地反应体系中常常会有酸、碱或有机溶剂存在，反应温度较高，在这种条件下，大多数酶会很快变性失活. 提高蛋白质地稳定性是工业生产中一个非常重要地课题. 一般来说，提高蛋白质地稳定性包括：延长酶地半衰期，提高酶地热稳定性，延长药用蛋白地保存期，抵御由于重要氨基酸氧化引起地活性丧失等. rqyn14ZNXI下面举一个如何通过蛋白质工程来提高重组β- 干扰素专一活性和稳定性地例子.干扰素是一种抗病毒、抗肿瘤地药物. 将人地干扰素地cDNA在大肠杆菌中进行表达，产生地干扰素地抗病毒活性为106 U/mg ，只相当于天然产品地十分之一，虽然在大肠杆菌中合成地β- 干扰素量很多，但多数是以无活性地二聚体形式存在.为什么会这样？如何改变这种状况？研究发现，β -干扰素蛋白质中有3个半胱氨酸（第17 位、31 位和141位），推测可能是有一个或几个半胱氨酸形成了不正确地二硫键.研究人员将第17位地半胱氨酸，通过基因定点突变改变成丝氨酸，结果使大肠杆菌中生产地β- 干扰素地抗病性活性提高到108 U/mg，并且比天然β- 干扰素地贮存稳定性高很多. EmxvxOtOco在基础理论研究方面，蛋白质工程是研究多种蛋白质地结构和功能、蛋白质折叠、蛋白质分子设计等一系列分子生物学基本问题地一种新型地、强有力地手段. 通过对蛋白质工程地研究，可以深入地揭示生命现象地本质和生命活动地规律. SixE2yXPq52.蛋白质工程操作程序地基本思路与基因工程有什么不同？答：基因工程是遵循中心法则，从DNA→mRN→A 蛋白质→折叠产生功能，基本上是生产出自然界已有地蛋白质. 蛋白质工程是按照以下思路进行地：确定蛋白质地功能→蛋白质应有地高级结构→蛋白质应具备地折叠状态→应有地氨基酸序列→应有地碱基排列，可以创造自然界不存在地蛋白质. 6ewMyirQFL3.你知道酶工程吗？绝大多数酶都是蛋白质，酶工程与蛋白质工程有什么区别？提示：酶工程就是指将酶所具有地生物催化作用，借助工程学地手段，应用于生产、生活、医疗诊断和环境保护等方面地一门科学技术. 概括地说，酶工程是由酶制剂地生产和应用两方面组成地.酶工程地应用主要集中于食品工业、轻工业以及医药工业中. α-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶和葡萄糖异构酶这三个酶连续作用于淀粉，就可以代替蔗糖生产出高果糖浆；蛋白酶用于皮革脱毛胶以及洗涤剂工业；固定化酶还可以治疗先天性缺酶病或是器官缺损引起地某些功能地衰竭等. 至于我们日常生活中所见到地加酶洗衣粉、嫩肉粉等，就更是酶工程最直接地体现了. 通常所说地酶工程是用工程菌生产酶制剂，而没有经过由酶地功能来设计酶地分子结构，然后由酶地分子结构来确定相应基因地碱基序列等步骤. 因此，酶工程地重点在于对已存酶地合理充分利用，而蛋白质工程地重点则在于对已存在地蛋白质分子地改造. 当然，随着蛋白质工程地发展，其成果也会应用到酶工程中，使酶工程成为蛋白质工程地一部分. kavU42VRUs（二）正文中讨论题答：（1）每种氨基酸都有对应地三联密码子，只要查一下遗传密码子表，就可以将上述氨基酸序列地编码序列查出来. 但是由于上述氨基酸序列中有几个氨基酸是由多个三联密码子编码，因此其碱基排列组合起来就比较复杂，至少可以排列出16 种，可以让学生根据学过地排列组合知识自己排列一下. 首先应该根据三联密码子推出mRNA序列为GC（U 或C或A 或G）UGG A A（或G）AUGUU（U或C），再根据碱基互补配对规律推出脱氧核苷酸序列：CGA（或G或T 或C）ACCTTT（或C）TACAAA（或G）. y6v3ALoS89（2）确定目地基因地碱基序列后，就可以根据人类地需要改造它，通过人工合成地方法或从基因库中获取.（三）异想天开能不能根据人类需要地蛋白质地结构，设计相应地基因，导入合适地细菌中，让细菌生产人类所需要地蛋白质食品呢？M2ub6vSTnP提示：理论上讲可以，但目前还没有真正成功地例子. 一些报道利用细菌生产人类需要地蛋白质往往都是自然界已经存在地蛋白质，并非完全是人工设计出来而自然不存在地蛋白质. 主要原因是蛋白质地高级结构非常复杂，人类对蛋白质地高级结构和在生物体内如何行使功能知之甚少，很难设计出一个崭新而又具有生命功能作用地蛋白质，而且一个崭新地蛋白质会带来什么危害也是人们所担心地. 0YujCfmUCw（四）旁栏思考题1. 你知道人类蛋白质组计划吗？它与蛋白质工程有什么关系？我国科学家承担了什么任务？提示：人类蛋白质组计划是继人类基因组计划之后，生命科学乃至自然科学领域一项重大地科学命题.2001 年，国际人类蛋白质组组织宣告成立. 之后，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地“人类肝脏蛋白质组计划”；另一项是以美国科学家牵头执行地“人类血浆蛋白质组计划”，由此拉开了人类蛋白质组计划地帷幕. eUts8ZQVRd“人类肝脏蛋白质组计划”是国际上第一个人类组织／器官地蛋白质组计划，由我国贺福初院士牵头，这是中国科学家第一次领衔地重大国际科研协作计划，总部设在北京，目前有16个国家和地区地80多个实验室报名参加. 它地科学目标是揭示并确认肝脏地蛋白质，为重大肝病预防、诊断、治疗和新药研发地突破提供重要地科学基础. sQsAEJkW5T人类蛋白质组计划地深入研究将是对蛋白质工程地有力推动和理论支持.2. 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，还是通过对基因地操作来实现？答：毫无疑问应该从对基因地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地，改造了基因即对蛋白质进行了改造，而且改造过地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，被改造过地蛋白质分子还是无法遗传地. GMsIasNXkA（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.版权申明本文部分内容，包括文字、图片、以及设计等在网上搜集整理. 版权为个人所有This article includes some parts, including text, pictures, and design. Copyright is personal ownership. TIrRGchYzg用户可将本文地内容或服务用于个人学习、研究或欣赏，以及其他非商业性或非盈利性用途，但同时应遵守著作权法及其他相关法律地规定，不得侵犯本网站及相关权利人地合法权利. 除此以外，将本文任何内容或服务用于其他用途时，须征得本人及相关权利人地书面许可，并支付报酬. 7EqZcWLZNXUsers may use the contents or services of this articlefor personal study, research or appreciation, and other non-commercial or non-profit purposes, but at the same time, they shall abide by the provisions of copyright law and other relevant laws, and shall not infringe upon the legitimate rights of this website and its relevant obligees. In addition, when any content or service of this article is used for other purposes, written permission and remuneration shall beobtained from the person concerned and the relevant obligee. lzq7IGf02E转载或引用本文内容必须是以新闻性或资料性公共免费信息为使用目地地合理、善意引用，不得对本文内容原意进行曲解、修改，并自负版权等法律责任. zvpgeqJ1hkReproduction or quotation of the content of this articlemust be reasonable and good-faith citation for the use of news orinformative public free information. It shall not misinterpret or modify the original intention of the content of this article, and shall bear legal liability such as copyright. NrpoJac3v1。
蛋白质工程的崛起-导学案
1.4 蛋白质工程的崛起【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。
【使用说明与学法指导】1.先通读课文, 熟悉基本知识点, 划出重点。
2、本节重点: 简述蛋白质工程的原理。
难点: 尝试运用逆向思维分析和解决问题。
3、C层规范完成预习案并掌握课本基础知识, AB层在掌握预习案基础上进一步完成探究案和针对训练。
课前案（阅读教材内容, 完成下列问题, 并在书中相应位置用横线标注）一、蛋白质工程崛起的缘由回忆: 分析下列基因工程案例（1）1979年, 科学家将动物体内的能够产生胰岛素的基因与大肠杆菌的DNA分子重组并且在大肠杆菌中表达成功。
如右图, 请回答：①胰岛素的化学本质是什么？②表达成功是指（2）科学家将人的生长激素基因与大肠杆菌的DNA分子进行重组, 并成功地在大肠杆菌中得以表达。
过程如下图请回答: ①生长激素的化学本质是什么②表达成功是指由以上案例你可以总结出基因工程的实质是什么？提出疑惑 : 科学家的困惑: 现实生活中遇到的问题？ (请你提出来)二、蛋白质工程的基本原理1.蛋白质工程的目标2.①天然蛋白质合成过程是按进行的, 过程:②蛋白质工程过程:【预习自测】1. 蛋白质工程中需要直接进行操作的对象是()A. 氨基酸结构B. 蛋白质空间结构C. 肽链结构D. 基因结构2. 蛋白质工程在设计蛋白质结构时依据的是()A. 基因功能B. 蛋白质功能C. 氨基酸序列D. mRNA密码子序列3. 蛋白质工程的基本操作程序正确的是()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→④4．下图为蛋白质工程操作的基本思路, 请据图回答下列问题：(1)代表蛋白质工程操作思路的过程是________；代表中心法则内容的是________。
第4节蛋白质工程的崛起学案.doc
第4节蛋白质工程的崛起（学案）备课人：局二生物备课组自学检测单一、蛋白质工程崛起的缘由1.蛋白质工程的定义：是指以蛋白质分子的及其与的关系作为基础，通过修饰或,对现有蛋白质进行,或制造一种的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。
2.蛋白质工程的基础：____________________（1）基因工程的实质：将一种生物的转移到另一种生物体内，使后者产生它本不能产生的,从而产生新的 O（2）_____________________________________________________________________________ 基因工程的不足：（能/不能）产生新的蛋白质，因此在原则上______________________________________ =3.蛋白质工程崛起的原因：为了弥补天然蛋白质的不足天然蛋白质是长期进化过程中形成的，其和符合特定物种生存的需要。
却不一定完全符合人们的需要。
例如：（1）为了便于干扰素的保存，可将其分子上的一个变成;（2）将天冬氨酸激酶的第352位的变成,将二氢毗嚏二段酸合成酶中104位的变成,就可以使玉米叶片和种子中的游离赖氨酸分别提高5倍和2倍。
二、蛋白质工程的基本原理：1.原理：由预期的蛋白质找到相对应的 o2.流程：预期蛋白质功能一设计预期的结构一推测应有的-找到相对应的 ________________________三、蛋白质工程的进展和前景1.进展：如胰岛素速效型药品的生产。
2.前景诱人：用此技术制成的电子元件，具有体积小、耗电少和的特点。
3.难度很大：主要是目前科学家对大多数蛋白质的的了解还很不够。
巩固提升单1.下面各项中与蛋白质工程没有直接联系的是（）A.利用各种高科技手段分析蛋白质的分子结构B.研究并改变某种蛋白质相关基因的碱基序列C.设计和制造自然界中没有的人工蛋白质D.用基因替换的方法治疗人的某种遗传病2.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。
《蛋白质工程的崛起》 导学案
《蛋白质工程的崛起》导学案一、学习目标1、简述蛋白质工程的原理。
2、举例说出蛋白质工程的应用和发展。
二、学习重难点1、重点（1）蛋白质工程的原理。
（2）蛋白质工程的应用实例。
2、难点蛋白质工程与基因工程的区别和联系。
三、知识梳理（一）蛋白质工程崛起的缘由1、基因工程的实质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，使后者产生本不能产生的蛋白质，从而产生新的性状。
但是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，但不一定完全符合人类生产和生活的需要。
（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。
2、原理中心法则的逆推。
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）。
3、途径改造基因（基因修饰或基因合成）。
（三）蛋白质工程的操作流程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）→合成DNA→表达出蛋白质。
（四）蛋白质工程的应用1、医药领域（1）对胰岛素进行改造，使其在保存过程中不易形成二聚体和六聚体，从而延长胰岛素的保存期限。
（2）通过改造抗体的结构，提高抗体的特异性和亲和力，使其更好地发挥治疗疾病的作用。
2、工业领域（1）改造酶的结构，提高酶的热稳定性和催化效率，降低生产成本。
（2）生产具有特殊性能的蛋白质材料，如高强度的纤维蛋白。
3、农业领域（1）改造某些农作物中与光合作用有关的蛋白质，提高农作物的光合作用效率，增加产量。
（2）改良某些农产品的品质，如提高大豆中蛋白质的含量和质量。
四、课堂练习1、蛋白质工程的基本操作程序正确的是（）①设计预期的蛋白质结构②找到相对应的脱氧核苷酸序列③推测应有的氨基酸序列④合成 DNAA ①→②→③→④B ④→②→①→③C ①→③→②→④ D③→②→①→④2、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，又称为第二代基因工程3、科学家将β干扰素基因进行定点突变导入大肠杆菌表达，使干扰素第 17 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。
人教版高中生物选修3 1.4《蛋白质工程的崛起》名师导学案
专题一基因工程 1.4 蛋白质工程的崛起目的要求：1、举例说出蛋白质工程崛起的缘由2、理解蛋白质工程的原理3、查阅相关资料知道蛋白质组计划、酶工程等4、小组合作，完成相关任务一、课前准备：1、观看微课，以小组为单位，努力完成学案任务。
2、查阅相关资料，知道人类国际蛋白质组计划的相关内容。
3、以小组为单位完成本节课的思维导图。
二、课堂任务：思考：为什么不能直接对蛋白质分子进行操作，而是通过对基因进行操作来实现？任务一：新型B淋巴细胞阻断剂(TACI)的蛋白质工程任务背景：自身免疫疾病，例如：系统性红斑狼疮、类风湿性关节炎，该疾病种类繁多、病情较为严峻，但是目前无论使用抗炎药物或免疫抑制剂，都不能真正有效控制疾病，因此寻找“有效治疗药物”成为亟待解决的科学难题。
自身免疫疾病的最新研究成果的分析，创设有望成为治疗自身免疫疾病的新型药物蛋白。
研究进展：①人体内BAFF蛋白过量导致B淋巴细胞过度增殖分化而引起自身免疫疾病，BAFF成为治疗该疾病新靶点。
②TACI蛋白能与BAFF结合，从而抑制B淋巴细胞过度活化，抑制自身免疫疾病。
③某蛋白能够通过CRD2区域增强与BAFF特异性结合能力。
④蛋白类药物在体内易被消除，某蛋白的FC区域能延缓该蛋白被消除速度，延长药物蛋白作用时间。
解决内容：①您能设计一种“新型蛋白”使其有望成为治疗自身免疫疾病的有效药物吗?②为获取新型药物蛋白，直接对天然蛋白质TACI直接改造是否可行，为什么?你有更好的方案吗? 根据资料分析，为“如何改造基因”提供可行方案。
任务二：小组合作，适当分析解题思路，完成题目所缺内容。
（2015 全国卷II）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。
纪 1.4 蛋白质工程的崛起 导学案
2.原理：由预期的找到相对应的。
（回顾：中心法则）
3.流程：从预期的出发设计预期的
推测应有的找到相对应的（基因）
三．蛋白质工程的进展和前景
1.前景诱人：用蛋白质工程方法制成的电子原件，具有、和的特点，因此有极为广阔的发展前景。
2.面临困难：目前科学家对大多数蛋白质的的了解还不够，因此蛋白质工程目前成功的例子不多。
4．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
2．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→②
C．④→①→⑤→②→③→①D．②→③→⑤→①→②→④
3．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
（1）基因工程的实质：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，
从而产生。
（2）基因工程的不足：在原则上只能产生自然界已存在的。
2.天然蛋白质的不足：天然蛋白质的符合的需要，却不一定完全符合人们的需要。
二．蛋白质工程的基本原理
1.概念
（1）基础：蛋白质分子的及其与的关系。
（2）手段：通过或，对现有蛋白质进行，或制造一种新的蛋白质。
【练习与探究】
探究一:试一试课本P－27讨论：(请复习必修2蛋白质合成过程查找密码子表所对应的氨基酸)
（1）怎样得出决定这一段肽链的脱氧核苷酸序列？请把相应的碱基序列写出来（先写一种）。
丙氨酸（GCU/GCC/GCA/GCG）色氨酸(UGG)赖氨酸(GAA)甲硫氨酸(AUG)苯丙氨酸(UUU/UUC)
1.4《蛋白质工程的崛起》导学案
:1.举例说出蛋白质工程崛起的缘由2.简述蛋白质工程的概念和基本原理。
3.举例说出蛋白质工程的应用和发展：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：蛋白质工程的原理课前预习案学点一、蛋白质工程崛起的缘由1.基因工程实质： 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生的 ，从而产生新性状。
基因工程原则上只能生产 的蛋白质。
2.基因工程的不足：(1)基因工程生产的蛋白质是生物长期 过程中形成的，它们的结构和功能符合 的需要，却不一定完全符合 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。
(2)实例：例如基因工程生产出的干扰素在体外 ；再如玉米中赖氨酸含量低是因为合成赖氨酸过程，当赖氨酸浓度达到一定量时，就会抑制对催化生成赖氨酸的天冬氨酸激酶和二氢吡啶二羧酸合成酶的活性。
3.蛋白质工程的目的：生产符合人们 的并非自然界已存在的蛋白质。
4. 蛋白质工程优越性：我们可将干扰素分子上的一个 变成 ，使其在-70℃下较长时间保存；再如玉米中天冬氨酸激酶(蛋白质)的第352位 的变成 ，将二氢吡啶二羧酸合成酶(蛋白质)中104位的 变成 ，就可提高游离赖氨酸的含量。
学点二、蛋白质工程的基本原理1．目标：根据人们对 的特定需求对 进行分子设计。
2．原理： 。
3．过程：预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有的 序列→找到对应的 序列（基因）→具有预期功能的蛋白质。
4．蛋白质工程概念蛋白质工程是指以 及其与 的关系作为基础，通过 或 ，对现有蛋白质进行 ，或制造一种 ，以满足人们生产和生活的需求。
学点三、蛋白质工程的进展和前景蛋白质工程的进展前景广阔，但目前成功的例子不多。
1.蛋白质工程成功范例：对的结构改造，使其成为治疗糖尿病的速效型药。
2.蛋白质工程在微电子方面的探索：即将工程应用于方面，制出的电子元件，具有、和特点。
3.蛋白质工程是一项难度大的工程，主要是因为蛋白质发挥功能必须依赖于正确的，这种高级结构，同时现在科学家对其还不很了解。
蛋白质工程的崛起导学案.doc
名师精编优秀教案MM OB ■肥城一中“四阶段六步导学”课堂教学导学案年级高二学科生物序号5编制人张永刚审核人梁文玲、刘庆兰、张延平1.4蛋白质工程的崛起【使用说明】1、依据学习目标、认真预习课本至少20分钟，用红笔标注重难点2、用准确语言完成【自主学习】和【合作探究】3、认真独立完成【自我检测】【学习目标】1、举例说出蛋白质工程崛起的理由。
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。
【重难点】1、简述蛋白质工程的原理。
【自主预习1】（阅读教材，将空白处内容填写上，并在书中的相应位置用横线标注。
）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种生物的体内，后者生产它不能产生的_______________ ,进而表现出新性状。
2、_____________________________________________________________________________ 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________________________________________ o【课内探究1】（结合已学知识，思考以下问题。
将不能完成的问题用红笔画出来，并在小组内讨论交流，将交流的结果整理在学案上。
）1、蛋白质工程与基因工程在制造的蛋白质种类上的区別？【自主预习2】（阅读教材，将空白处内容填写上，并在书中相应的位置用横线标注。
）二、蛋白质工程的基本原理1.目标：根据人们对 ___________ 功能的特定需求，对________________ 进行分子设计。
2.原理： _____________________ o3.过程：预期蛋白质功能设计.设计________________________ 分子设计賢推测应有氨基酸序列________ 找到相应的_________________ 序列（基因） ________ ______ ____________ ________ 表达 __________ > ___________ O4.蛋白质工程是指 __________________________________________________________ 的关系作为基础，通以_______________________ ,对现有蛋白质进行改造，或者制造一种___________________ ,以满足人类的生产和生活需求。
蛋白质工程的崛起导学案.doc
肥城一中“四阶段六步导学”课堂教学导学案年级高二学科生物序号5编制人张永刚审核人梁文玲、刘庆兰、张延平1.4 蛋白质工程的崛起【使用说明】1、依据学习目标、认真预习课本至少20 分钟，用红笔标注重难点2、用准确语言完成【自主学习】和【合作探究】3、认真独立完成【自我检测】【学习目标】1、举例说出蛋白质工程崛起的理由。
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。
【重难点】1、简述蛋白质工程的原理。
【自主预习1】 ( 阅读教材，将空白处内容填写上，并在书中的相应位置用横线标注。
)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_____________转移到另一种生物的体内，后者生产它不能产生的______________，进而表现出新性状。
2、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________。
【课内探究1】（结合已学知识，思考以下问题。
将不能完成的问题用红笔画出来，并在小组内讨论交流，将交流的结果整理在学案上。
）1、蛋白质工程与基因工程在制造的蛋白质种类上的区别？【自主预习 2】 ( 阅读教材，将空白处内容填写上，并在书中相应的位置用横线标注。
二、蛋白质工程的基本原理)1.目标：根据人们对 __________功能的特定需求，对 _____________ 进行分子设计。
2.原理： ____________________。
3. 过程：预期蛋白质功能设计设计__________________分子设计推测应有氨基酸序列找到相应的 ______________序列 ( 基因 )表达。
4. 蛋白质工程是指以过，对现有蛋白质进行改造，或者制造一种的关系作为基础 , ，以满足人类的生通产和生活需求。
【课内探究2】（结合已学知识，思考以下问题。
将不能完成的问题用红笔画出来，并在小组内讨论交流，将交流的结果整理在学案上。
）1、蛋白质工程的实质及本质上的改造对象分别是什么？对天然蛋白质进行改造，你直接蛋白分子行操作，是通基因的操作来？2、蛋白工程的基本操作思路与基因工程有何不同？3、某多的一段氨基酸序列是：⋯—甲硫氨酸—色氨酸—苯丙氨酸—色氨酸—⋯( 氨基酸及的密子：甲硫氨酸AUG，色氨酸 UGG，苯丙氨酸 UUU、 UUC)。
蛋白质工程的崛起导学案
蛋白质工程的崛起（导学案）学科：高二生物课型：新授课学时：1 学时编写时间：－3－8编写人：审核人：班级：姓名：【导案】【学习目的】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。
【使用阐明】掌握蛋白质工程的原理、基本流程根据学习目的，认真阅读教材，用红笔标重视点和疑难点在导学案引导下进一步理解教材，完毕预习学案【学习重点和难点】1、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2、学习难点蛋白质工程的原理【预习案】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.基因工程的局限性：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，我们可适宜对其进行变化。
例如可将干扰素分子上的一种变成，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。
3.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。
二、蛋白质工程的基本原理1.目的：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，因此要对蛋白质的构造进行设计改造，最后还必须通过来完毕。
根据人们对功效的特定需求，对构造进行分析设计。
2.原理：基因改造。
3.天然蛋白质的合成过程：过程：预期蛋白质功效→设计构造→推测应有序列→找到对应的序列(基因)。
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。
三、蛋白质工程的进展和前景1.前景诱人。
例如：科学家通过对的改造，已使其成为速效型药品；用蛋白质工程办法制成的电子元件，含有、和的特点，因此有极为广阔的发展前景。
2021人教版高中生物选修三《蛋白质工程的崛起》word导学案
2021人教版高中生物选修三《蛋白质工程的崛起》word导学案知识目标：1．明白得蛋白质工程与基因工程的关系。
2．描述蛋白质工程的差不多原理。
3．举例阐述蛋白质工程的应用和进展。
能力目标：尝试运用逆向思维分析和解决问题。
情感态度价值观：1蛋白质工程的产生是有其理论与技术条件支撑的2蛋白质工程目前的现状：成功的例子不多。
能够使学生认识到科学探究之路的漫长、艰辛和永无止境。
教学重点：1、什么缘故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。
★学情分析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淌方向这是学习新知识的基础。
★教材分析：本节内容是基因工程的延伸和进展。
人们实现了世界上现有基因在转基因生物中的达。
但但一个新问题显现了，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。
因此要对现有蛋白质进行改造，制造出目前从天然蛋白中找不到的蛋白质。
如此人们又开始了新一轮的探究，蛋白质工程应运而生了。
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，因此蛋白质工程的原理应该是中心法则的逆推。
★教学建议：1、新课一开始，能够带领学生回忆原有知识：基因工程的产生，客服远缘杂交的障碍问题，获得得了丰硕成果，但一个新问题显现了，生物产生的天然蛋白质是在长期进化过程中形成的，它能完全满足人类生产和生活的需要。
因此要对现有蛋白质进行改造，制造出目前从天然界中找不到的蛋白质。
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。
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，因此蛋白质工程的原理应该是中心法则的逆推。
结合课本中蛋白质工程流程图，能够较明确地说明这一点。
★导入设计导入一：人类能够制造出自然界不存在的蛋白质吗？答案是确信的。
例如：科学家已生产出一种往常必须从南极鱼类体中提取的抗冻蛋白质。
- 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)。
肥城一中“四阶段六步导学”课堂教学导学案
年级高二学科生物序号5 编制人张永刚审核人梁文玲、刘庆兰、张延平
蛋白质工程的崛起
【使用说明】
1、依据学习目标、认真预习课本至少20分钟，用红笔标注重难点
2、用准确语言完成【自主学习】和【合作探究】
3、认真独立完成【自我检测】
【学习目标】
1、举例说出蛋白质工程崛起的理由。
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。
【重难点】
1、简述蛋白质工程的原理。
【自主预习1】(阅读教材，将空白处内容填写上，并在书中的相应位置用横线标注。
)
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_____________转移到另一种生物的体内，后者生产它不能产生的______________，进而表现出新性状。
2、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________。
【课内探究1】（结合已学知识，思考以下问题。
将不能完成的问题用红笔画出来，并在小组内讨论交流，将交流的结果整理在学案上。
）
1、蛋白质工程与基因工程在制造的蛋白质种类上的区别？
【自主预习2】(阅读教材，将空白处内容填写上，并在书中相应的位置用横线标注。
)
二、蛋白质工程的基本原理
1.目标：根据人们对__________功能的特定需求，对_____________进行分子设计。
2.原理：____________________。
3.过程：预期蛋白质功能设计__________________ 推测应有氨
设计分子设计
基酸序列找到相应的______________序列(基因)
表达。
4.蛋白质工程是指以的关系作为基础,通过，对现有蛋白质进行改造，或者制造一种，以满足人类的生产和生活需求。
【课内探究2】（结合已学知识，思考以下问题。
将不能完成的问题用红笔画出来，并在小组内讨论交流，将交流的结果整理在学案上。
）
1、蛋白质工程的实质及本质上的改造对象分别是什么？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？
2、蛋白质工程的基本操作思路与基因工程有何不同？
3、某多肽链的一段氨基酸序列是：…—甲硫氨酸—色氨酸—苯丙氨酸—色氨酸—…(氨基酸及对应的密码子为：甲硫氨酸AUG，色氨酸UGG，苯丙氨酸UUU、UUC)。
（1）怎样得出决定这一段肽链的脱氧核苷酸序列？请把相应的碱基序列写出来。
（2）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）？
【自主预习3】(阅读教材，将空白处内容填写上，并在书中相应的位置用横线标注。
)
三、蛋白质工程的进展和前景
1.例如科学家通过对___________的改造，已使其成为速效性药品；用蛋白质工程
方法制成的电子元件局有_____________、______________和____________的特点，
因此具有极为广阔的发展前景。
2.蛋白质工程是一项难度很大的工程，目前成功的例子不多，主要因为蛋白质发挥
功能必需依赖于_______________，而这种_______________十分复杂，而目前
科学家对大多数蛋白质的________________了解还不够。
问题拓展
1、你知道酶工程吗？绝大多数酶都是蛋白质，酶工程是蛋白质工程吗？
概念图
请用适当文字完成蛋白质工程流程图
【课堂反馈】
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、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
3、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
4、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
【归纳总结】
比较基因工程和蛋白质工程
五、巩固练习
（一）选择题
1．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
2．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
3．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4．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
5．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
6．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
9．关于基因工程和蛋白质工程的说法正确的是（）
A．都是分子水平上的操作
B．基因工程就是改造基因的分子结构
C．蛋白质工程就是改造蛋白质的分子结构
D．基因工程能产生自然界根本不存在的基因，蛋白质工程能产生自然界根本不存在的蛋白质（二）非选择题
11．枯草杆菌产生的蛋白酶具有催化分解蛋白质的特性，但极易被氧化而失效。
1985年，美国的埃斯特尔将枯草杆菌蛋白酶分子中的第222位氨基酸替换后，虽然其水解活性有所下降，但抗氧化能力大大提高。
用这种水解酶作为洗涤剂的添加剂，可以有效地除去血渍、奶渍等蛋白质污渍。
（1）改造枯草杆菌蛋白酶的生物技术是。
（2）改造后的枯草杆菌中的控制合成蛋白酶的基因与原来相比，至少有个碱基对发生变化。
（3）利用生物技术改造蛋白质，是提高了蛋白质的性，埃斯特尔所作的工作是对已知蛋白质进行。
反思总结：
答案：预习一：基因蛋白质蛋白质探究一：蛋白质工程制造的蛋白质的符合人们生产需要的并不是自然界已存在的。
基因工程制造的蛋白质只能是自然界存在的种类。
预习二：1、蛋白质功能，蛋白质的结构 2、中心法则的逆推 3、预期的蛋白质结构，脱氧核苷酸，合成DNA（基因），蛋白质 4、蛋白质分子的结构规律及其与生物功能基因修饰或基因合成
新的蛋白质。
探究二：1、实质：通过改造基因结构或生产新基因，定向改造或生产人类所需蛋白质；
本质上的改造对象：基因结构。
毫无疑问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。
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进行改造要容易操作，难度要小得多。
2、基因工程遵循的是中心法则，从DNA mRNA 蛋白质，基本上制造自然界已有的蛋白质；
蛋白质工程按以下思路进行的：确定蛋白质的功能 设计蛋白质的结构 改造基因中的碱基序列 合成DNA 表达出蛋白质，可以创造出自然界不存在的蛋白质。
2、（1）mRNA 序列为：
GCU （或C
或A 或G
）UGGAAA （或G
）AUGUUU （或C ）
脱氧核苷酸序列：
CGA （或G 或T 或C ）ACCTTT （或C ）TACAAA （或G ）
（2）确定目的基因的碱基序列后，就可以根据人类的需要改造它，通过人工合成的方法或从基因库中获取。
预习三：1、胰岛素 体积小 耗电少 效率高 2、正确的高级结构 高级结构 高级结构 探究三：酶工程就是指将酶所具有的生物催化作用，借助工程学的手段，应用于生产、生活、医疗诊断和环境保护等方面的一门科学技术。
概括地说，酶工程是由酶制剂的生产和应用两方面组成的。
酶工程的重点在于对已存在酶的合理充分利用，而蛋白质工程的重点则在于对已存在的蛋白质分子的改造。
概念图
课堂反馈：D 、D 、C 、A
归纳总结：目的基因、预期的蛋白质功能；目的基因表达载体、基因；获取目的基因→构建表达载体→导入受体细胞→目的基因的检测与表达、预期蛋白质功能→设计蛋白质结构→推测氨基酸序列→ 推测核苷酸序列→合成DNA →表达出蛋白质；定向改造生物的遗传特性，获得人类所需的生物类型或生物产品、定向改造或生产人类所需的蛋白质；生产自然界中已有的蛋白质、生产自然界没有的蛋白质；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。
因为对现有蛋白质的改造或制造新的蛋白质，必须通过基因的修饰或基因的合成。
巩固提高：AA DD CC A
（1）蛋白质工程 （2）1 （3）稳定 少数氨基酸的替换。