1.4蛋白质工程的崛起课件2022-2023学年高二下学期生物人教版选修3

1.4 蛋白质工程的崛起 高二生物组 【学习活动一】蛋白质工程崛起的缘由 一、基因工程 1、实质： 2、不足： 二、蛋白质工程 将一种生物的基因转移到另一种生物体内，后者产生它本不能产生的蛋白质，进而表现出新的性状。 基因工程在原则上只能生产自然界中已存在的蛋白质，这些蛋白质不一定完全符合人类生产和生活的需要。 可以产生自然界中不存在的蛋白质 阅读P26第二自然段思考： 思考1：科学家在干扰素的保存和玉米的赖氨酸的产量上面临什么样的问题？如何解决这些问题？ 【学习活动一】蛋白质工程崛起的缘由 蛋白质功能 不能满足需求 改变蛋白质的结构 思考2：如何对天然蛋白质的结构进行改造？ (你认为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？说出你的理由？) 【学习活动二】蛋白质工程的基本原理 1、蛋白质工程的途径（原理） ----- 中心法则的逆推 预期蛋白质功能 设计蛋白质结构 推测氨基酸序列 找到脱氧核苷酸序列(基因) 基因 DNA 氨基酸序列 多肽链 蛋白质 三维结构 预期功能 生物功能 mRNA 转录 翻译 折叠 DNA合成 分子设计 2、蛋白质工程的概念 【学习活动二】蛋白质工程的基本原理 蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造或制造一种新的蛋白质，以满足人类对生产和生活的需求。 了解蛋白质的结构和功能 基因（基因修饰或基因合成） 前提： 操作对象： 目的： 对现有蛋白质进行改造或创造一种新的蛋白质 3、基因工程与蛋白质工程的区别与联系 基因工程 蛋白质工程 实质 结果 联系 定向改造基因生产人类所需的蛋白质 定向改造生物的遗传特性 只能生产自然界 已存在的蛋白质 蛋白质工程是在基因工程基础上，延伸出的第二代基因工程。 能生产自然界 不存在的蛋白质 进展： 对胰岛素的改造，已使其成为速效型药品。用蛋白质工程制成的电子元件具有体积小、耗电少和效率高的特点。 思考：为什么说蛋白质工程是一项难度很大的技术？ 目前科学家对大多数蛋白质的高级结构了解还不够 【学习活动三】蛋白质工程进展和前景 【学以致用】 1、下列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分子的结构，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，定向改变分子的结构 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．蛋白质工程与基因工程密不可分，又被称为第二代基因工程 B 2、蛋白质工程的基本流程正确的是（ ） ①蛋白质分子结构设计 ②DNA合成 ③预期蛋白质功能 ④据氨基酸序列推出脱氧核苷酸序列 A.①→②→③→④ B.④→②→①→③ C.③→①→④→② D.③→④→①→② C 3、科学家为提高玉米中赖氨酸含量，将天冬氨酸激酶的第352位的苏氨酸变成异亮氨酸，将二氢吡啶二羧酸合成酶中104位的氨基酸由天冬酰胺变成异亮氨酸，就可以使玉米叶片和种子中的游离赖氨酸含量分别提高5倍和2倍，下列对蛋白质的改造，操作正确的是（  ） A、直接通过分子水平改造蛋白质 B、直接改造相应的mRNA C、对相应的基因进行操作 D、重新合成新的基因 C 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，只是其热稳定性较差，进入人体后容易失效。现要将此酶开发成一种片剂，临床治疗食物消化不良，最佳方案是（   ）。 A、替换此酶中的少数氨基酸，以改善其功能 B、将此酶与人蛋白酶进行拼接，形成新的蛋白酶 C、重新设计与创造一种蛋白酶 D、减少此酶在片剂中的含量 A 5、下列关于蛋白质工程及其应用的说法，正确的是（  ） A、蛋白质工程能定向改造蛋白质分子结构，使之更加符合人类需要 B、蛋白质工程的实质是通过改变氨基酸的结构改变蛋白质的功能 C、当前限制蛋白质工程发展的关键因素是基因工程技术还不成熟 D、蛋白质工程技术中的操作对象是蛋白质或控制蛋白质合成的基因 A 基因的结构 对蛋白质的高级结构不了解 6、镰刀型细胞贫血症是一种单基因遗传病，患者的血红蛋白分子β-肽链第6位氨基酸谷氨酸被缬氨酸代替，导致功能异常。回答下列问题： （1）异常血红蛋白的氨基酸序列改变的根本原因是编码血红蛋白基因的 ____________________________ 序列发生改变。 （2）将正常的血红蛋白基因导入患者的骨髓造血干细胞中，可以合成正常的血红蛋白达到治疗的目的。此操作 __________ （填“属于”或“不属于”）蛋白质工程，理由是该是该操作 ______