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第4課時 蛋白質(zhì)工程的崛起
一、蛋白質(zhì)工程崛起的緣由
1.傳統(tǒng)基因工程的特點
(1)實質(zhì):將一種生物的① 基因 轉(zhuǎn)移到另一種生物體內(nèi),后者可以產(chǎn)生本不能產(chǎn)生的② 蛋白質(zhì) ,進而表現(xiàn)出③ 新性狀 。
(2)不足:原則上只能生產(chǎn)自然界④ 已存在 的蛋白質(zhì)。
2.天然蛋白質(zhì)的不足
天然蛋白質(zhì)的⑤ 結(jié)構(gòu)和功能 符合特定物種生存的需要,卻不一定完全符合人類⑥ 生產(chǎn)和生活 的需要。
二、蛋白質(zhì)工程的基本原理
1.概念
(1)理論基礎:蛋白質(zhì)分子的⑦ 結(jié)構(gòu)規(guī)律 及其與⑧ 生物功能 的關系。
(2)手段:通過⑨ 基因修飾 或⑩
2、基因合成 ,對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進行 改造 ,或制造一種新的蛋白質(zhì)。
(3)目的:獲得滿足人類生產(chǎn)和生活需要的 蛋白質(zhì) 。
2.基本原理
(1)目標:根據(jù)人們對蛋白質(zhì)功能的 特定需求 ,對蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)進行 分子設計 。
(2)原理: 基因改造 。
3.流程:從預期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)設計預期的 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)推測應有的 氨基酸 序列找到相對應的 脫氧核苷酸 序列(基因)。
三、蛋白質(zhì)工程的進展和前景
1.進展緩慢:主要原因是目前科學家對大多數(shù)蛋白質(zhì)的 高級結(jié)構(gòu) 的了解還很不夠。
2.前景誘人:如用此技術制成的電子元件具有 體積小、耗電少 和效率高的特點。
1.對天然蛋白質(zhì)進行改造,你
3、認為應該直接對蛋白質(zhì)分子進行操作還是通過對基因的操作來實現(xiàn)?為什么?
2.為什么目前蛋白質(zhì)工程成功的例子不多?
3.蛋白質(zhì)工程操作程序的基本思路與基因工程有什么不同?
知識點一:蛋白質(zhì)工程崛起的緣由
1.請說出基因工程的優(yōu)點和不足。
2.對蛋白質(zhì)進行改造時,能直接對現(xiàn)有的天然蛋白質(zhì)進行改造嗎?
3.請結(jié)合課本上的知識,舉一個能說明蛋白質(zhì)需要進行改造的例子。
知識點二:蛋白質(zhì)工程的原理
1.為什么說蛋白質(zhì)工程是第二代基因工程?
2.蛋白質(zhì)工程的原理與中心法
4、則是什么關系?為什么?
3.結(jié)合教材內(nèi)容,請嘗試繪出蛋白質(zhì)工程的流程圖。
4.請比較基因工程與蛋白質(zhì)工程的區(qū)別,補充完成下表。
基因工程
蛋白質(zhì)工程
操作起點
操作環(huán)境
操作核心
操作流程
結(jié)果
例1 某種微生物合成的蛋白酶與人體消化液中的蛋白酶的結(jié)構(gòu)和功能很相似,熱穩(wěn)定性較差,進入人體后容易失效?，F(xiàn)要將此酶開發(fā)成一種片劑,臨床治療食物的消化不良,最佳方案是( )。
A.對此酶中的少數(shù)氨基酸進行替換,以改善其功能
B.將此酶與人蛋白酶進行拼接,形成新的蛋白酶
C.重新設計與創(chuàng)造一
5、種全新的蛋白酶
D.減少此酶在片劑中的含量
例2 下圖為蛋白質(zhì)工程操作的基本思路,請據(jù)圖回答下列問題:
(1)代表蛋白質(zhì)工程操作思路的過程是 ,代表中心法則內(nèi)容的是 。(填數(shù)字)
(2)寫出圖中數(shù)字代表的生物學過程的名稱或內(nèi)容:
① ;② ;③ ;④ 。
(3)從圖中可以看出蛋白質(zhì)工程的基本途徑與中心法則 。
(4)功能是由其結(jié)構(gòu)決定的,直接決定蛋白質(zhì)多樣性的因素有 ,從根本上說,蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)是由 決定的。
(5)據(jù)蛋白質(zhì)的氨基酸序列推測的mRNA中的堿基序列是不是唯一的?
6、 ,為什么? 。
(6)將氨基酸合成為多肽鏈的場所是 。真核細胞中將多肽鏈轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂幸欢臻g結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)的場所是 。
(7)蛋白質(zhì)工程中的目的基因一般通過 獲得。
1.下列對物質(zhì)的改造不屬于蛋白質(zhì)工程范疇的是( )。
A.胰島素改造 B.抗體改造 C.酶的改造 D.性激素改造
2.蛋白質(zhì)工程的基本流程正確的是( )。
①蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)設計?、贒NA合成?、垲A期蛋白質(zhì)功能?、軗?jù)氨基酸序列推出脫氧核苷酸序列
A.①→②→③→④ B.④→②→①→③
C.③→①→④→② D.③→④→①→②
7、
3.將富含賴氨酸的蛋白質(zhì)編碼基因?qū)胗衩准毎?可以提高玉米中的賴氨酸含量;更換賴氨酸形成過程中的天冬氨酸激酶和二氫吡啶二羧酸合成酶的個別氨基酸,使兩種酶的活性提高,也可以提高玉米中的賴氨酸含量。以上兩種技術分別屬于( )。
A.基因工程 基因工程 B.蛋白質(zhì)工程 蛋白質(zhì)工程
C.基因工程 蛋白質(zhì)工程 D.蛋白質(zhì)工程 基因工程
4.利用蛋白質(zhì)工程改造天然蛋白質(zhì),進而改變其功能,獲得毒副作用很小、專一性增強、藥效加強、穩(wěn)定性增強的理想藥物。如胰島素是治療依賴型糖尿病的特效藥物,但是天然胰島素在人體內(nèi)壽命只有幾小時,重癥病人每天需注射好幾次藥物,給病人帶來不便和痛苦。通過蛋白質(zhì)工程改變胰島素的空間結(jié)構(gòu),以延長其半衰期,得到長效胰島素。還可以在不改變胰島素活性部位結(jié)構(gòu)的前提下,增強其他部位的結(jié)合強度,使之難以被酶所破壞,從而增強其穩(wěn)定性。
(1)此蛋白質(zhì)工程的基本途徑是 。
(2)與基因工程相比,合成的蛋白質(zhì)有何特點? 。
(3)用蛋白質(zhì)工程生產(chǎn)的胰島素,與天然胰島素比較,顯著的優(yōu)點是 。
專心---專注---專業(yè)
《蛋白質(zhì)工程的崛起》導學案(共4頁)
