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第10课时 蛋白质工程的崛起[学习目标] 1.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蛋白质工程的进展和前景。
[核心素养] 1.科学思维：尝试运用逆向思维分析和解决问题。
2.社会责任：通过学习蛋白质工程，同学们要充分认识发挥主观能动性的重要性。
一、蛋白质工程崛起的缘由1.崛起缘由(1)基因工程的实质：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蛋白质，进而表现出新的性状。
(2)基因工程的不足：基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质。
(3)天然蛋白质的不足：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。
2.实例(1)干扰素(半胱氨酸)――改造体外很难保存 体外－70 ℃下可以保存半年(2)提高玉米赖氨酸含量―→改造天冬氨酸激酶(异亮氨酸)―→改造二氢吡啶二羧酸合成酶(异亮氨酸) (改造后玉米叶片和种子中游离赖氨酸含量分别提高5倍和2倍。
)1.结合基因与性状的关系探讨有哪些途径提高玉米中的赖氨酸含量？提示(1)直接控制法：可以将富含赖氨酸的蛋白质编码基因导入玉米。
(2)间接控制法：可以改变赖氨酸合成途径中关键酶的活性。
2.为什么改变一个氨基酸就可能改变蛋白质的稳定性甚至某种蛋白酶的活性？提示蛋白质的结构是由其氨基酸组成决定的，个别氨基酸的改变可能会导致其结构的改变，从而影响到其性质和功能。
1.科学家将β-干扰素基因进行定点突变导入大肠杆菌表达，使干扰素分子上的半胱氨酸变成丝氨酸，结果大大提高了β-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.蛋白质工程B.基因工程C.基因突变D.细胞工程答案 A解析题干中的操作涉及的基因显然不再是原来的基因，其合成的β-干扰素也不是天然β-干扰素，而是经过改造的，是具有人类所需优点的蛋白质，因而整个过程利用的生物技术为蛋白质工程。
2.下列不是蛋白质工程的研究内容的一项是()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答案 C解析蛋白质工程是根据预期蛋白质功能设计预期的蛋白质分子的精细结构，A项正确；蛋白质工程通过修改基因或创造合成新基因来对蛋白质进行有目的的改造，B项正确；蛋白质工程分析、设计蛋白质分子，不分析氨基酸的化学组成，C项错误；蛋白质工程是按照人的意愿将天然蛋白质改造成新的蛋白质，D项正确。
蛋白质工程的崛起1.蛋白质工程的概念蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。
也就是说，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，是包含多学科的综合科技工程领域。
说明：对本概念的理解应从以下几个方面理解：（1）蛋白质工程的基础：蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系（2）蛋白质工程的改造对象：改造蛋白质的结构，本质上是改造控制该蛋白质合成的基因的结构。
（3）蛋白质工程的产物：产生新的蛋白质。
【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【解析】蛋白质工程是指以蛋白质分子结构规律及其与生物功能的关系为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产或或生活需要。
因此，归根到底，还是要对基因进行改造。
【答案】D【例2】以下关于蛋白质工程的说法正确的是（）A、蛋白质工程以基因工程为基础B、蛋白质工程就是酶工程的延伸C、蛋白质工程就是用蛋白酶对蛋白质进行改造D、蛋白质工程只能生产天然的蛋白质解析：本题考查蛋白质工程的概念。
蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。
所以，蛋白质是以基因工程为基础。
蛋白质工程是以基因工程为基础，又称为第二代基因工程。
蛋白质工程不仅能生产天然蛋白质，还可以需要改造控制蛋白质合成的相应基因中脱氧核苷酸序列或人工合成所需要的自然界原本不存在的基因片段，从而合成自然界中本来不存在的蛋白质。
答案：D【例3】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资改造成新的蛋白质解析：本题考查蛋白质的原理。
