蛋白质工程的崛起

专题1 基因工程 1。

5 蛋白质工程的崛起一、选择题1．蛋白质工程的实质是(）A．改造蛋白质B．改造mRNAC．改造基因D．改变氨基酸解析：蛋白质工程的目标是根据人们对蛋白质功能的特殊要求，对蛋白质的结构进行分子设计，由于基因决定蛋白质,因此要对蛋白质结构进行设计改造，必须从基因入手。

答案:C2．葡萄糖异构酶（GⅠ)在工业上应用广泛,为提高其热稳定性,科学家对GⅠ基因进行体外定点诱变,以脯氨酸（Prol38)替代Gly138，含突变体的重组质粒在大肠杆菌中表达,结果最适反应温度提高10～12 ℃。

这属于生物工程中的（)A．基因工程B．蛋白质工程C．发酵工程D．酶工程解析：酶工程的重点在于对已存在的酶合理充分利用（如：加酶洗衣粉、嫩肉粉等)，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。

通常所说的酶工程是用工程菌生产酶制剂，而没有经过由酶的功能来设计酶的分子结构，然后由酶的分子结构来确定相应基因的碱基序列等步骤。

答案:B3．下列哪项不是蛋白质工程中的蛋白质分子设计(）A．对已知结构的蛋白质进行少数氨基酸的替换B．对不同来源的蛋白质分子进行拼接组装C．从氨基酸的排列顺序开始设计全新蛋白质D．设计控制蛋白质合成的基因中的核苷酸序列解析：蛋白质工程的重要方面是蛋白质的分子设计,它可以分为三类：一是对已知蛋白质进行少数氨基酸的替换,二是对不同来源的蛋白质进行拼接组装，三是设计制造自然界中全新的蛋白质。

D项中的内容是合成基因，属于基因工程.答案：D4．下列不属于蛋白质工程成果的是(）A．改造酶的结构，提高酶的热稳定性B．生产出鼠—人嵌合抗体C．将t。

PA分子中的天冬酰胺替换为谷氨酰胺D．蛋白酶洗衣粉容易洗掉奶渍、血渍解析:A、B、C三项所述都是对现存的蛋白质分子进行改造，属于蛋白质工程的成果。

而加酶洗衣粉属于酶制剂的应用，属于酶工程的成果.答案：D5．下列关于蛋白质工程应用的叙述错误的是（）A．蛋白质工程可以改造酶的结构,提高酶的热稳定性B．通过蛋白质工程可以改变蛋白质的活性C．利用蛋白质工程可以在大肠杆菌细胞中得到人的胰岛素D．蛋白质工程可以对胰岛素进行改造和修饰，合成速效型胰岛素制剂解析：蛋白质工程是依据人们设计的蛋白质分子结构来改造基因，进而控制合成或改变自然界中的蛋白质，而在大肠杆菌中生产人胰岛素利用基因工程技术便可达到。

【成才之路】2016高中生物专题1 第4节蛋白质工程的崛起同步练习新人教版选修3一、选择题1．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[答案] C2．蛋白质工程中，要对蛋白质结构进行设计改造，必须通过基因修饰或基因合成来完成，而不是直接改造蛋白质的原因是( )A．缺乏改造蛋白质所必需的工具酶B．改造基因易于操作且改造后能够遗传C．人类对大多数蛋白质高级结构知之甚少D．蛋白质中氨基酸的排列顺序千变万化，操作难度大[答案] B[解析] 蛋白质工程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。

蛋白质工程的直接操作对象是基因，并且改造后能够遗传；若直接改造蛋白质，其性状不能遗传。

3．蛋白质工程的基本流程是( )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→④B．④→②→①→③C．③→①→④→②D．③→④→①→②[答案] C4．蛋白质工程的基础是( )A．基因工程B．细胞工程C．发酵工程D．酶工程[答案] A[解析] 蛋白质工程是基因工程的延续，是在基因工程基础上发展起来的。

进行蛋白质分子设计后，需要应用高效的基因工程来进行蛋白质的合成。

5．蛋白质工程与基因工程相比，其突出特点是( )A．基因工程原则上能生产任何蛋白质B．蛋白质工程能对现有的蛋白质进行改造，则制造一种新的蛋白质C．蛋白质工程可以不通过转录和翻译来实现D．蛋白质工程是在基因工程的基础上延伸出来的第三代基因工程[答案] B[解析] 蛋白质工程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，是延伸出来的第二代基因工程。

6．下列关于蛋白质工程应用的叙述不正确的是( )A．蛋白质工程可以改造酶的结构，提高酶的热稳定性B．通过蛋白质工程可以改变蛋白质的活性C．利用蛋白质工程可以在大肠杆菌细胞中得到人的胰岛素D．蛋白质工程可以对胰岛素进行改造和修饰，合成速效型胰岛素制剂[答案] C[解析] 蛋白质工程是依据人们设计的蛋白质分子结构，来改造基因，进而控制合成新的蛋白质或改变自然界中的蛋白质，而在大肠杆菌中生产人胰岛素利用基因工程技术便可达到。

第4节 蛋白质工程的原理和应用 1．蛋白质工程 (1)基础：蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系。

(2)手段：通过改造或合成基因，来改造现有蛋白质，或制造一种新的蛋白质。

(3)目的：获得满足人类生产和生活需求的蛋白质。

(4)困难：蛋白质发挥功能必须依赖正确的高级结构，而蛋白质的高级结构十分复杂。

2．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中已存在的蛋白质。

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：提高玉米赖氨酸含量天冬氨酸激酶(第352位的苏氨酸)――→改造天冬氨酸激酶(异亮氨酸)二氢吡啶二羧酸合成酶(第104位的天冬酰胺)――→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。

3．蛋白质工程的基本原理蛋白质工程的基本思路：预期的蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到并改变相对应的脱氧核苷酸序列(基因)或合成新的基因→获得所需要的蛋白质。

4．蛋白质工程的应用(1)医药工业方面①科学家通过对胰岛素基因的改造，研发出速效胰岛素类似物产品。

②干扰素(半胱氨酸)――改造干扰素(丝氨酸) 体外很难保存 体外－70 ℃下可以保存半年③人－鼠嵌合抗体：降低免疫反应强度。

(2)其他工业方面利用蛋白质工程获得枯草杆菌蛋白酶的突变体，筛选出符合工业化生产需求的突变体，提高该酶的使用价值。

(3)农业方面①科学家尝试改造某些参与调控光合作用的酶，以提高植物光合作用的效率，增加粮食的产量。

②科学家利用蛋白质工程的思路设计优良微生物农药，通过改造微生物蛋白质的结构，增强微生物防治病虫害的效果。

【强化记忆】1. 蛋白质工程需直接改造基因，而不直接改造蛋白质的原因有：(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。

2024年高中生物新教材同步选择性必修第三册 第3章 第4节 蛋白质工程的原理和应用第4节 蛋白质工程的原理和应用[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。

1．蛋白质工程(1)基础：蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系。

(2)手段：通过改造或合成基因，来改造现有蛋白质，或制造一种新的蛋白质。

(3)目的：获得满足人类生产和生活需求的蛋白质。

(4)困难：蛋白质发挥功能必须依赖正确的高级结构，而蛋白质的高级结构十分复杂。

2．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中已存在的蛋白质。

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：提高玉米赖氨酸含量―→改造 天冬氨酸激酶(第352位为异亮氨酸)―→改造二氢吡啶二羧酸合成酶(第104位为异亮氨酸) 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。

3．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设计改造。

(2)方法：改造或合成基因。

(3)基本思路：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→找到并改变相对应的脱氧核苷酸序列(基因)或合成新的基因→获得所需要的蛋白质。

4．蛋白质工程的应用(1)医药工业方面①科学家通过对胰岛素基因的改造，研发出速效胰岛素类似物产品。

改造②干扰素(半胱氨酸)――↓在一定条件下，可以延长保存时间③人－鼠嵌合抗体：降低免疫反应强度。

(2)其他工业方面用于改进酶的性能或开发新的工业用酶，如利用蛋白质工程获得枯草杆菌蛋白酶的突变体，筛选出符合工业化生产需求的突变体，提高该酶的使用价值。

(3)农业方面①科学家尝试改造某些参与调控光合作用的酶，以提高植物光合作用的效率，增加粮食的产量。

一、教学目标1. 让学生了解蛋白质工程的概念及其重要性。

2. 使学生掌握蛋白质工程的基本原理和方法。

3. 培养学生运用蛋白质工程知识解决实际问题的能力。

二、教学内容1. 蛋白质工程的概念2. 蛋白质工程的基本原理3. 蛋白质工程的方法与技术4. 蛋白质工程的应用实例5. 蛋白质工程的发展趋势三、教学重点与难点1. 蛋白质工程的概念及其与基因工程的关系2. 蛋白质工程的基本原理和方法3. 蛋白质工程的应用及发展趋势四、教学过程1. 导入：通过播放蛋白质工程相关视频，激发学生的兴趣，引出本节课的主题。

2. 新课导入：介绍蛋白质工程的概念，让学生了解其定义和重要性。

3. 知识讲解：讲解蛋白质工程的基本原理和方法，结合实际案例进行分析。

4. 案例分析：分析蛋白质工程在医药、农业等领域的应用实例，让学生了解其广泛应用。

5. 拓展延伸：介绍蛋白质工程的发展趋势，引导学生关注科技前沿。

6. 课堂小结：总结本节课的主要内容，强调蛋白质工程的重要性和应用前景。

7. 课后作业：布置相关练习题，巩固所学知识。

五、教学评价1. 学生对蛋白质工程概念的理解程度。

2. 学生掌握蛋白质工程基本原理和方法的情况。

3. 学生能够运用蛋白质工程知识解决实际问题的能力。

4. 学生对蛋白质工程发展趋势的了解程度。

六、教学资源1. 蛋白质工程相关视频资料2. 蛋白质工程案例分析资料3. 蛋白质工程发展趋势相关资料4. 蛋白质工程教学PPT5. 蛋白质工程练习题及答案七、教学方法1. 讲授法：讲解蛋白质工程的基本原理和方法，传授相关知识。

2. 案例分析法：分析蛋白质工程在实际应用中的案例，提高学生的应用能力。

3. 讨论法：组织学生分组讨论，培养学生的团队合作意识。

4. 问题驱动法：引导学生提出问题，培养学生的思考和创新能力。

八、教学步骤1. 导入新课：通过播放蛋白质工程相关视频，激发学生的兴趣。

2. 知识讲解：详细讲解蛋白质工程的基本原理和方法。

2010寒假生物预习学案—————————————④1.4 蛋白质工程的崛起制作人：王军审阅人：任金龙魏巍 2010-2-2 班级：__________ 小组:____________ 姓名：_____________学习目标：1、简述蛋白质工程的实质及基因工程生产的蛋白质种类。

2、解释蛋白质工程的基本原理及基本途径。

3、分析蛋白质工程将来的发展前景。

巩固练习：1．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、③②①B、③①C、②①④D、③①④2、蛋白质工程中目前已成功的是（）A．对胰岛素进行改造，生产速效型药品B．蛋白质工程应用于微电子方面C．体外耐保存的干扰素D．用蛋白质工程生产高产赖氨酸玉米3、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4、科学家通过基因工程的方法，能使马铃薯块茎含有人奶主要蛋白，以下有关该基因工程的叙述，错误的是（）A、采用反转录的方法得到的目的基因有内含子B、基因非编码区对于目的基因在块茎中的表达是不可缺少的C、马铃薯的叶肉细胞可作为受体细胞D、用同一种限制酶，分别处理质粒和含目的基因的DNA，可产生黏性末端而形成重组DNA 分子5、科学家在基因工程技术中常采用细菌、酵母菌等微生物作为受体细胞，主要原因是（）A、繁殖速度快B、结构简单、操作方便C、遗传物质含量少D、性状稳定、变异少学案完成时间：________________。

2019-2020年人教版高中选修3《现代生物科技专题》生物专题1 基因工程1.4蛋白质工程的崛起练习题第五十八篇第1题【单选题】下列有关生物工程的说法错误的是( )A、基因工程能打破物种界限,定向地改造生物性状B、蛋自质工程是利用己有的蛋自质组装成新的蛋白质C、利用植物体细胞杂交技术可培育出“番茄一马铃薯”D、单克隆抗体制备用到了动物细胞培养技术【答案】：【解析】：第2题【单选题】下列关于蛋白质工程说法不正确的是( )A、蛋白质工程能将人抗体某些区段替代鼠单克隆抗体的区段，降低鼠单克隆抗体免疫原性B、蛋白质工程可对酶的催化活性、底物专一性、抗氧化性、热变性等加以改变C、理论上通过对关键氨基酸的置换与增删是进行蛋白质工程的唯一方法D、蛋白质工程的崛起主要是工业生产和基础理论研究的需要【答案】：【解析】：第3题【单选题】关于蛋白质工程的基本流程，下列叙述正确的是( )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→④B、④→②→①→③C、③→①→④→②D、③→④→①→②【答案】：【解析】：第4题【单选题】人们发现蛛丝蛋白比蚕丝蛋白更细，但强度却更大，于是有人试图通过破解蛛丝蛋白的结构从而推出其基因结构，以指导对蚕丝蛋白基因的修改，从而让蚕也吐出像蛛丝蛋白一样坚韧的丝，此过程的名称和依据的原理分别是( )A、基因突变：DNA→RNA→蛋白质B、基因工程：RNA→RNA→蛋白质C、基因工程：DNA→RNA→蛋白质D、蛋白质工程：蛋白质→RNA→DNA→RNA→蛋白质【答案】：【解析】：第5题【单选题】如图表示蛋白质工程的操作过程，下列说法不正确的是( )A、蛋白质工程中对蛋白质分子结构的了解是非常关键的工作B、蛋白质工程是完全摆脱基因工程技术的一项全新的生物工程技术C、a、b过程分别是转录、翻译D、蛋白质工程中可能构建出一种全新的基因【答案】：【解析】：第6题【单选题】作物脱毒、改善畜产品的品质、抗除草剂作物、可保存的干扰素、检测有毒物质依次是下列哪项生物技术的应用( )①基因工程②细胞工程③蛋白质工程A、①②②③②B、②①①③②C、②①②③②D、②①③③②【答案】：【解析】：第7题【单选题】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【答案】：【解析】：第8题【单选题】要合成自然界中不存在的蛋白质首先应设计( )A、基因结构B、mRNA结构C、氨基酸序列D、蛋白质结构【答案】：【解析】：第9题【单选题】蛋白质工程与基因工程相比，其突出特点是( )A、基因工程原则上能生产任何蛋白质B、蛋白质工程能对现有的蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质C、蛋白质工程可以不通过转录和翻译来实现D、蛋白质工程是在基因工程的基础上，延伸出来的第三代基因工程【答案】：【解析】：第10题【单选题】蛋白质工程的基本途径是( )A、中心法则的简单逆转B、确定目的基因的碱基序列，并通过人工合成的方法合成或从基因库中获取，再通过改造目的基因，实现合成新的符合人类需求的蛋白质C、只是依据中心法则逆推，其过程不需要中心法则D、只是对蛋白质分子结构进行分子设计和改造【答案】：【解析】：第11题【单选题】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【答案】：【解析】：第12题【单选题】A、蛋白质工程和基因工程的目的是获得人类需要的蛋白质，所以二者没有区别B、通过蛋白质工程改造后的蛋白质仍然是天然的蛋白质C、蛋白质工程是在基因水平上改造蛋白质D、蛋白质工程是在蛋白质分子水平上改造蛋白质的【答案】：【解析】：第13题【单选题】关于现代生物技术的应用叙述，不正确的是( )A、植物组织培养技术可用于转基因植物的培育B、动物细胞培养技术可以克隆出动物个体C、单克隆抗体技术可用于制备“生物导弹”D、蛋白质工程可以改造自然界现有的蛋白质【答案】：【解析】：第14题【单选题】A、实施蛋白质工程的前提条件是了解蛋白质结构和功能的关系B、基因工程是蛋白质工程的关键技术C、蛋白质工程是对蛋白质分子的直接改造D、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【答案】：【解析】：第15题【综合题】如图是某单基因遗传病的家系图．有误为研究其发病机理，通常采用______获得大量致病基因，该技术成功的关键是要有______酶．为诊断2号个体是否携带致病基因，通常采用的分子生物学检测方法是______．该病会导致病人免疫能力下降，被病毒感染后的治疗需要大量的抗体．临床使用的小鼠免疫后制备的鼠源性单抗，具有______的优点，但存在一些弊端，其中之一是会引起人体抗鼠源抗体反应．5号个体在连续隔周注射某种鼠源性单抗治疗一种病毒感染性疾病，开始病毒量明显减少，一段时间后，这种病毒量又开始上升，排除病毒变异的因素，上升原因还可能是人体产生了______，使鼠源抗体不能发挥抗病毒的作用．目前，研究人员可应用______技术，改造鼠源性抗体分子的结构，降低鼠源性抗体的人体反应．【答案】：无【解析】：。

第三章第4节蛋白质工程的原理和应用课前自主探究一.蛋白质工程的概念理解①基础：蛋白质分子的及其与的关系。

②手段：改造或合成。

③结果：对现有蛋白质进行或制造出。

二、蛋白质工程崛起的缘由1.基因工程的实质和不足：(1)实质：将一种生物的基因转移到,后者可以产生它本不能产生的，进而表现出。

(2)基因工程存在的不足：原则上只能生产自然界的蛋白质。

2.蛋白质工程的崛起：(1)理论和技术条件：、晶体学以及计算机技术的迅猛发展。

(2)天然蛋白质存在不足：天然蛋白质的符合特定物种生存的需要，却不一定完全符合的需要。

(3)实例：玉米中赖氨酸的含量比较低，将赖氨酸合成过程中两种酶的替换，就可以使玉米叶片和种子中游离赖氨酸的含量分别提高5倍和2倍。

三、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，对蛋白质的结构进行设计改造。

2.方法：或。

3.流程：从预期的蛋白质功能出发→设计预期的→推测应有的序列→找到并改变相对应的序列（基因）或合成新的→获得所需要的蛋白质。

四、蛋白质工程的应用1.在医药工业方面的应用(1)研发速效胰岛素类似物：科学家通过改造使B28位脯氨酸替换为天冬氨酸或者将它与B29位的赖氨酸交换位置，从而有效抑制了，研发出速效胰岛素类似物。

(2)提高干扰素的保存期：将干扰素分子上的一个变成，提高了干扰素的保存时间。

(3)改造抗体：将小鼠单克隆抗体上“嫁接”到人的抗体上，降低了诱发人体免疫反应的强度。

2.在其他工业和农业方面的应用(1)改进酶的性能或开发新的工业用酶：利用蛋白质工程获得蛋白酶的多种。

(2)改造某些重要的酶：利用蛋白质工程改造参与的酶，以提高植物光合作用的效率。

易错易混辨析(1)蛋白质工程的目的是改造或合成人类需要的蛋白质。

（）(2)蛋白质工程以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系为基础。

（）(3)基因工程在分子水平对基因进行操作，蛋白质工程在分子水平对蛋白质进行操作。

（）(4)蛋白质工程可以改造酶，提高酶的热稳定性。