苏教版选修3 蛋白质工程 学案

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。

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。

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。

课时18.蛋白质工程课标内容要求核心素养1.概述人们根据基因工程原理，进行蛋白质设计和改造，可以获得性状和功能符合人类要求的蛋白质。

2．举例说明依据人类需要对原有蛋白质结构进行基因改造、生产目标蛋白的过程。

1.生命观念：说明基因的碱基排列顺序—蛋白质的结构—蛋白质功能的关系。

2．科学思维：尝试通过蛋白质工程技术，根据人类需要的蛋白质结构，设计改造某一蛋白质的设计流程。

1.基因工程原则上只产生蛋白质，而蛋白质工程却能产生。

2.蛋白质工程最终是直接通过对操作来实现的。

3.蛋白质工程的基本途径是：预测蛋白质的→设计→推测→找到相对应的。

二、合作探究探究活动一：阅读教材内容。

讨论：1．为什么说蛋白质工程是第二代基因工程？2．由蛋白质工程所得到的基因与基因突变所产生的基因相比，有何不同？3.基因工程中的目的基因与蛋白质工程中的目的基因有何区别？4．基因工程和蛋白质工程是否都遵循中心法则？5．为什么要通过基因修饰或基因合成来完成蛋白质工程，而不是直接对蛋白质进行改造？探究活动二：科学家对鼠源杂交瘤抗体进行改造，生产出效果更好的鼠—人嵌合抗体，用于癌症治疗。

如图表示形成鼠—人嵌合抗体的过程，据图分析探究：(1)图示过程是根据预期的__________，设计____________，最终必须对________进行操作，此操作中改变的是__________。

(2)改造鼠源杂交瘤抗体，生产鼠—人嵌合抗体，属于________________(生物工程)的范畴。

自我检测班级姓名一、单选题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天然不存在的蛋白质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2.科学家将β-干扰素基因进行定点突变后导入大肠杆菌表达,使β-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3.科研人员利用相关技术改变了胰岛素B链的第9位氨基酸，从而避免了胰岛素结合成无活性的二聚体形式。

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)。

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。

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 _____________ 。

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。

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。

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。

第三节蛋白质工程一、蛋白质工程的概念和原理1．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________。

预习交流继人类基因组计划完成后不久，又由我国和美国、日本、英国等高新科技较为发达的国家共同计划并实现了伟大的人类蛋白质计划。

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。