高二生物选修三导学案蛋白质工程

导学案课题：

编制人：张传龙审核人：领导签字：

【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。

【教学建议】先研读教材，并从教材中勾画出要点，然后根据学案助读中的问题提示，思考并回答，遇有疑难，再查阅教材，加深理解，最后完成自测题。

课前预习案：

【问题导学】

中心法则告诉我们遗传信息的流动方向如下：

蛋白质具有复杂的空间结构，不同种类的蛋白质具有不同的___________和___________。蛋白质结构的多样性是由构成蛋白质的________、__________、__________和_________和___________来决定的，而其结构多样性的根本原因则是由于控制蛋白质合成的_______的多样性。

【预习自测】

1.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______。（填写数字）

（2）写出图中各数字代表的生物学过程的名称或内容：

①_________；②_________；③_________；④__________；⑤__________。

(3)蛋白质工程的目的是______________，通过___________实现。

(4)从图中可以看出蛋白质工程的基本途径与中心法则是_____________的。

2．蛋白质工程的流程是（）A. 基因→表达（转录和翻译）→形成氨基酸序列的多肤链→形成具有高级结构的蛋白质

→行使生物功能

B．对蛋白质进行分子设计→改造蛋白质分子→行使功能

C．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→找到相应的脱氧核昔酸序列

D. 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→合成相应mRNA

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）的操作

D. 基因工程完全不同于蛋白质工程

【我的疑惑】

【课内探究案】

探究点一蛋白质工程峨起的缘由和原理

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生存的需要，却不一定完全符合人类生产和生活的需要。蛋白质工程就是为了生产出符合人类生产和生活需要的蛋白质，甚至是自然界不存在的蛋白质。结合下图回答有关问题：

1．基因工程的不足

（1）基因工程的实质：将一种生物的_______转移到另一种生物体内，后者可以产生它本不能产生的_______，进而表现出________。

(2)不足：在原则＿L只能生产自然界已存在的________。

（3）天然蛋白质的不足

天然蛋白质的_______符合________生存的需要，却不一定完全符合人类生产和生活的需要。

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，还是通过对基因的操作来实现？

3．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。

③目的：获得满足人类的生产和生活需求的________。

（2）原理：由预期的蛋白质找到相对应的________。即________的逆推。

（3）流程：预期蛋白质功能→设计预期的________→推测应有的_______序列→找到相对应的_______序列（基因）→合成DNA→表达出蛋白质。

（4）最终结果：生产出____________________________________。

探究点二蛋白质工程的进展和前景

1.蛋白质工程的进展和前景

（1）前景诱人：此技术制成的电子元件，具有________、________、和效率高的特点；

通过对胰岛素的改造，使其成为速效型药品。

（2）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。

2.科学家通过对胰岛素的改造，已使其成为速效型药品，阅读教材，结合资料完成下述分析。

如图是用蛋白质工程设计速效胰岛素的生产过程，请据图回答有关问题：

（1）构建新的蛋白质模型是蛋白质工程的关键，图中构建新的胰岛素模型的主要依据是___________________。

（2）通过人工合成DNA形成的新基因应与_________结合后转移到中才能得到准确表达。（3）若要利用大肠杆菌生产速效胰岛素，需用到的生物工程有_____________、________和发酵工程。

（4）图解中从新的胰岛素模型到新的胰岛素基因的基本思路是_______________________。【归纳提炼】

蛋白质工程与基因工程的比较

【当堂检测】

1.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，进人人体后容易失效。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.将此酶中的少数氨基酸替换，以改善其功能

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

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

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.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．蛋白质工程是指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、生产的过程。下图是蛋白质工程的基本途径，试回答下列有关问题：

（1）图中③过程的主要依据是每种氨基酸都有其对应的_______，后者位于_______分子上，其上的核昔酸序列与基因中的脱氧核昔酸序列之间存在着_______________关系。

（2）通过③过程获得的脱氧核昔酸序列不是完整的基因，要使这一序列能够表达、发挥作用，还必须在序列的上、下游加上_______和_______，在这个过程中需要_______酶的参与。

(3)完成④过程需要涉及_______________技术。