高中生物选择性必修三 学习笔记 第3章 第4节 蛋白质工程的原理和应用.pdfVIP

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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________及其与________的关系。

(2)手段：通过________或______________，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________。

(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________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基因工程的不足：基因工程在原则上只能生产自然界中________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________生存的需要，却不一定完全符

合________________的需要。

(2)实例：提高玉米赖氨酸含量

天冬氨酸激酶天冬氨酸激酶

改造

――→

第352位为_______第352位为异亮氨酸

二氢吡啶二羧酸合成酶二氢吡啶二羧酸合成酶

改造

――→

第104位为_______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________的特定需求，对蛋白质的________进行设计改造。

(2)方法：改造或合成________。

(3)基本思路：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________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――→干扰素

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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________，

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________________________，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________，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。

判断正误

(1)蛋白质工程的目的是改造或合成人类需要的蛋白质()

(2)对蛋白质的改造是通过直接改造相应的mRNA来实现的()

(3)由于蛋白质中氨基酸的排列顺序千变万化，空间结构千差万别，蛋白质工程操作难度很大