14蛋白质工程的崛起

1. 4蛋白质工程的崛起学习目标：<认真阅读教材，勾、划、圈出关键词句>1、举例说出蛋白质工程崛起的缘由。

2、描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。

自主学习案（一）知识回顾一、DNA重组技术的基本工具1．基本工具包括____________________________________________。

2．基因运载体的特点①能够在细胞内___________；②有一个或多个_________切割位点，便于供源DNA插入；③具有特殊的__________基因，供重组DNA的鉴定和选择。

二、基因工程的操作程序1．基因工程的基本操作程序主要包括四个步骤：____________的获取、__________的构建、将目的基因___________、目的基因的___________。

2．获取目的基因的方法有______________________和_________________等。

3．基因表达载体至少包括目的基因、__________、_________、____________等成分。

4．将目的基因导入植物细胞的方法有__________、_________、____________等；导入动物细胞的方法有__________等，导入微生物的方法有____________等。

（二）新知预习一蛋白质工程崛起的缘由1.蛋白质工程的实质：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 基因过程的不足；在原则上只能生产自然界已存在的____________。

二蛋白质工程的基本原理、进展和前景1.蛋白质工程的基本原理（1）概念：①蛋白质分子的____________以及____________的关系②手段：通过____________或____________，对现有蛋白质进行____________，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____________（2）原理：____________（3）流程：预期的蛋白质功能-----设计预期的____________--------推测应有的____________序列-------找到相应的____________序列（基因）2.前景诱人；用此技术制成的电子元件，具有体积小，耗电少和____________的特点；通过对胰岛素的改造，使其成为速效型药品。

3.难度很大：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____________，这种____________十分复杂，科学家对大多数蛋白质的____________的了解还很不够。

思考：根据蛋白质工程的原理，该技术操作的对象是基因还是蛋白质？________________________________________________________________________合作探究案探究主题1：蛋白质工程崛起的缘由1 可以通过哪些途径提高玉米种赖氨酸含量？2.对蛋白质进行改造时，能直接对现有的天然蛋白质进行改造吗？3 比较基因工程和蛋白质工程，讨论二者的区别。

到的基因可有多种。

探究主题2；蛋白质过程的原理、进展和前景1 蛋白质工程操作程序的基本思路与基因过程有什么不同？2 假如某科学家设计出某种蛋白质的空间结构，你能否设计出利用大肠杆菌生产该蛋白质的流程3.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？4 为什么说蛋白质工程是第二代基因工程？课堂检测：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、肌肉蛋白2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、科学家发现将人的干扰素的cDNA在大肠杆菌中进行表达，产生的干扰素的抗病毒活性为106μg／ml，只相当于天然产品的十分之一，通过基因定点突变将第17位的半胱氨酸改变成丝氨酸，结果使大肠杆菌中生产的β一干扰素的抗病性活性提高到108μg／ml，并且比天然β一干扰素的贮存稳定性高很多。

此项技术属于（）A、细胞工程B、蛋白质工程C、胚胎工程D、基因工程4、某种微生物合成的蛋白酶与人体消化液中的蛋白酶的结构和功能很相似，只有对热稳定性较差，进入人体后容易失效。

现要将此酶开发成一种片剂，临床治疗食物的消化不良，最佳方案是( )A、对此酶中的少数氨基酸替换，以改善其功能B、减少此酶在片剂中的含量C、将此酶与人蛋白酶进行拼接，形成新的蛋白酶D、重新设计与创造一种全新的蛋白酶5、下列哪项不是蛋白质工程的研究内容（）A、分析蛋白质分子的精细结构B、对蛋白质进行有目的的改造C、分析氨基酸的化学组成D、按照人的意愿将天然蛋白质改造成新的蛋白质6.蛋白质工程中对蛋白质分子进行设计时，主要包括哪几种？（）①进行少数氨基酸的替换②对不同来源的蛋白质的拼接③从氨基酸的排列顺序出发设计全新的蛋白质④直接改变蛋白质的空间结构A、①②B、①②③C、②③④D、①②④7、关于基因工程和蛋白质工程的说法正确的是（）A、都是分子水平上的操作B、基因工程就是改造基因的分子结构C、蛋白质工程就是改造蛋白质的分子结构D、基因工程能产生自然界本不存在的基因，蛋白质工程能产生自然界根本不存在的蛋白质8、蛋白质工程是新崛起的一项生物工程，又称第二代基因工程。

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9、下列各项中不属于蛋白质工程在医学上应用的是（）A、基因芯片用于HIV诊断B、t-PA用于医治心肌梗死C、速效胰岛素用于治疗糖尿病D、人—鼠嵌合抗体用于识别、杀伤肿瘤细胞10、生物界广泛存在变异，人们研究利用变异可以培育高产、优质的作物新品种。

下列能产生新基因的育种方式是（）A.“杂交水稻之父”袁隆平通过杂交技术培育出高产的超级水稻B.用X射线进行大豆人工诱变育种，从诱变后代中选出抗病性强的优良品种C.通过杂交和人工染色体加倍技术，成功培育出抗逆能力强的八倍体小黑麦D.把合成β—胡萝卜素的有关基因转进水稻，育成可防止人类V A缺乏症的转基因水稻11.枯草杆菌产生的蛋白酶具有催化分解蛋白质的特性，但极易被氧化而失效。

1985年，美国的埃斯特尔将枯草杆菌蛋白酶分子中的第222位氨基酸替换后，虽然其水解活性有所下降，但抗氧化能力大大提高。

用这种水解酶作为洗涤剂的添加剂，可以有效地除去血渍、奶渍等蛋白质污渍（1）改造枯草杆菌蛋白酶的生物技术是。

（2）改造后的枯草杆菌中的控制合成蛋白酶的基因与原来相比，至少有个碱基对发生变化。

（3）利用生物技术改造蛋白质，是提高了蛋白质的性，埃斯特尔所作的工作是对已知蛋白质进行。

12.请阅读下列几段文字后回答：①有人把蚕的DNA分离出来，用一种酶“剪切”下制造丝蛋白的基因，再从细菌细胞中提取一种叫“质粒”的DNA分子，把它和丝蛋白基因拼接在一起再送回细菌细胞中，结果，此细菌就有生产蚕丝的本领。

②法国科学家发现，玉米、烟草等植物含有类似人体血红蛋白的基因，如加入“Fe”原子，就可以制造出人的血红蛋白，从而由植物提供医疗中所需要的人体血液。

③1991年，我国复旦大学遗传所科学家成功的进行了世界上首例用基因疗法治疗血友病的临床实验。

④江苏农科院开展转基因抗虫棉花的研究，得到的棉花新品种对棉铃虫等害虫毒杀效果高达80%~100%。

（1）所有这些实验统称为工程，所有这些实验的结果（填有或没有）生成自然界未存在的新型蛋白质。

（2）①段中的实验结果是细菌能生产蚕丝，说明蚕的丝蛋白基因在细菌体内得以。

在将质粒导入大肠杆菌时，一般要用处理该菌，以便吸收周围环境中的DNA分子。

（3）②段中由玉米、烟草的基因生产人类血红蛋白，植物中含类似人类血红蛋白基因，从进化上看，说明不同生物之间具有一定的。

（4）“转基因抗虫棉”抗害虫的遗传信息传递可以表示为，该项科技成果在环境保护上的重要作用是13.蛋白质工程是指根据人们对蛋白质功能的特定需求，对蛋白质的结构进行分子设计、生产的过程。

下面是蛋白质工程的基本途径，回答下列问题：(1)图中③过程的主要依据是每种氨基酸都有其对应的_________，后者位于_______ 分子上，上的核苷酸序列与基因中的脱氧核苷酸序列之间存在_________关系。

（2）通过③过程获得的脱氧核苷酸序列不是完整的基因，要使这一序列能够表达、发挥作用，还必须在序列的上、下游加上_______和_________，在这个过程中需要_____酶的参与。

（3）完成④过程需要设计_______技术。

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 参考答案：CABAC BAAAB 12.（1）蛋白质工程（2）1 （3）稳定少数氨基酸的替换13. (1)基因没有 (2) 表达 Ca2+ (3)亲缘关系减少环境污染14．（1）密码子mRNA 碱基互补配对（2）启动子终止子DNA连接（3）基因工程。