3.4蛋白质工程的原理和应用（学案）--高中生物人教版（2019）选择性必修第三册 .docx

3.4蛋白质工程的原理和应用导学案

班级：姓名：

【学习目标】

说出蛋白质工程崛起的缘由。

概述蛋白质工程的基本原理。

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。

【合作探究】

探究一:蛋白质工程崛起的缘由结合课本P93，完成下列问题

基因工程的实质是什么？有什么不足之处？

天然蛋白质有什么不足？

探究二:蛋白质工程的原理结合课本P94，完成下列问题

蛋白质工程的目标是什么？方法是什么？

2、基于蛋白质的合成过程和蛋白质工程的基本思路,完成下列填空。

（1）写出流程图中字母代表的含义：

A.;B.;C.；D.

（2）上图字母中属于中心法则的过程有，属于蛋白质工程的过程有。

（3）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？原因是什么？

（4）如果已经推测出多肽中的氨基酸序列，那么推测出的基因中的碱基序列是否唯一呢？说明你的理由。

确定目的基因的碱基序列后，怎样才能合成或改造目的基因？

（6）蛋白质工程被称为“第二代基因工程”，请概述二者的根本区别及其联系。

探究三：蛋白质工程的应用结合课本P95，完成下列问题

在医药工业方面的应用

速效胰岛素类似物:改变氨基酸序列,胰岛素的聚合。

干扰素:一个半胱氨酸替换为丝氨酸,保存时间。

单克隆抗体:将小鼠抗体上的区域“嫁接”到人的抗体上,降低诱发免疫反应的强度。

2、其他工业方面:广泛用于或开发新的工业用酶。如枯草杆菌蛋白酶。

3、农业方面:（1）改造某些的酶,提高植物光合作用的效率。

（2）改造的结构,增强防治病虫害的效果。

【归纳总结】蛋白质工程与基因工程的异同

项目

蛋白质工程

基因工程

过程

实质

结果

联系

[

【随堂检测】

1、下列关于蛋白质工程的叙述，不正确的是（）

A.蛋白质工程是对蛋白质分子的直接改造B.基因工程是蛋白质工程的关键技术

C.蛋白质工程获取的是自然界不存在的蛋白质D.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

2、科学家为提高玉米中赖氨酸含量，计划将天冬氨酸激酶的第352位的苏氨酸变为异亮氨酸，将二氢吡啶二羧酸合成酶中104位的氨基酸由天冬氨酸变为异亮氨酸。为此，操作正确的是（）

A.直接改造上述两种蛋白质的空间结构B.对指导上述两种酶蛋白合成的mRNA进行改造

C.利用辐射等方法使上述两种酶蛋白的基因失去作用D.利用基因工程技术，对控制上述两种酶蛋白的基因进行改造

3、已知生物体内有一种蛋白质（P），该蛋白质是一种转运蛋白，由305个氨基酸组成。如果将P分子中158位的丝氨酸变成亮氨酸，240位的谷氨酰胺变成苯丙氨酸，改变后的蛋白质（P1）不但保留P的功能，而且具有了酶的催化活性。回答下列问题：

（1）从上述资料可知，若要改变蛋白质的功能，可以考虑对蛋白质的__________________进行改造。

（2）以P基因序列为基础，获得P1基因的途径有修饰___________基因或合成_________基因，所获得的基因表达时是遵循中心法则的，中心法则的全部内容包括的_______________________________复制；以及遗传信息在不同分子之间的流动，即：_______________。

（3）蛋白质工程也被称为第二代基因工程，其基本途径是从预期蛋白质功能出发，通过_______________和________________________，进而确定相对应的脱氧核苷酸序列，据此获得基因，在经表达、纯化获得蛋白质，之后还需要对蛋白质的生物___________进行鉴定。

【小结】

蛋白质工程的原理。

蛋白质工程的应用。

第3章第4节蛋白质工程的原理和应用限时训练

姓名：___________班级：___________考号：___________

单选题

1．干扰素在体外保存非常困难。干扰素由166个氨基酸组成，如果将其分子上第17位的一个半胱氨酸变成丝氨酸，那么在－70℃的条