2017届高中生物 基因工程 1.4 蛋白质工程的崛起导学案新人教版3 精品

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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
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
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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。主要是因为蛋白质发挥功能必须依赖于正确的高级结构，而高级结构十
分复杂，目前对此还了解很不够。
【问题生成】

【师生互动，问题探讨】
1.蛋白质工程与中心法则的内容有何区别和联系？

2.比较基因工程和蛋白质工程
基因工程 蛋白质工程
能否产生新基因
能否产生新的蛋白质
相同点

联系
3.蛋白质工程中是否需要基因工程的工具？

【课后小结与反思】

【自我检测】
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
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
3．蛋白质工程、基因工程的实质分别是
A、改变氨基酸结构 基因突变
B、改造蛋白质结构产生新的基因
C、改变肽链结构 产生新的蛋白质
D、改造基因结构 基因重组
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
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C、谷氨酸 D、半光氨酸
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→①
B、⑤→④→③→②→①→②
C、④→①→⑤→②→③→①
10.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
11.胰岛素可以用于治疗糖尿病，但是胰岛素被注射入人体后，会堆积在皮下，要经过较长
的时间才能进入血液，而进入血液的胰岛素又容易分解，因此治疗效果受到影响。下图是用
蛋白质工程设计的速效胰岛素的生产过程，请据图回答有关问题：

（1）若要利用大肠杆菌
生产速效胰岛素，需用
到的生物工程有基因工程、____________和发酵工程。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______________ _____。
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（2）蛋白质工程难度大，因为蛋白质有复杂的_________结构。依据蛋白质工程原理，设计
实验流程的基本思路？__________________________________________________
__________________________________________________________________________。
（3）新的胰岛素基因与__________结合过程转移到_________________中才能准确表达。
（4）基因工程只能生产_______________的蛋白质，不一定符合人类的需求。蛋白质工程以
蛋白质分子结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过___________或___________对现
有蛋白质进行改造。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____
___________。
（5）对天然蛋白质改造是通过对_______的操作实现，原因是_______________________。
12.1990年，医生对一位因缺乏腺苷脱氨酶基因而患先天性体液免疫缺陷病的美国女孩进行
治疗。采用的方法是首先将患者的白细胞取出作体外培养，然后用某种病毒将正常腺苷脱氨
酶基因转入人工培养的白细胞中，再将这些转基因白细胞回输到患者的体内，经过多次治疗，
患者的免疫功能趋于正常。
（1）该病治疗运用了基因工程技术，在这个实例中运载体是 ，目的基因
是 ，目的基因的受体细胞是 。
（2）将转基因白细胞多次回输到患者体内后，免疫能力趋于正常是由于产生了 ，
产生这种物质的两个基本步骤是 和 。
（3）人的腺苷脱氨酶基因与胰岛素基因相比，其主要差别是 ；
（4）该病的治疗方法属于基因工程运用中的 。这种治疗方法
的原理是 ___________________________________