3.4 蛋白质工程的原理和应用（分层训练）-2023-2024学年高二生物下学期同步过关分层限时练（人教版2019选择性必修3）

第3章 基因工程 第4节 蛋白质工程的原理和应用 一、蛋白质工程及其崛起的缘由 1.蛋白质工程：蛋白质工程是指以蛋白质分子的 作为基础，通过 ，来改造 ，或制造 ，以满足人类生产和生活的需求。目前，蛋白质工程已成为研究 的重要手段，并将广泛应用于医药和其他工农业生产中。 2.蛋白质工程崛起的缘由：基因工程原则上只能生产 ，这些天然蛋白质是生物在 过程中形成的,它们的结构和功能符合 的需要，却不一定完全符合 的需要。 二、蛋白质工程的基本原理 1.目标：蛋白质工程的目标是根据人们对蛋白质 的特定需求，对蛋白质的 。由于 ，因此要对蛋白质的结构进行设计改造，最终还必须通过改造或合成 来完成。 2.蛋白质工程的基本途径：预期的蛋白质功能→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。下图为蛋白质工程的基本思路，图中A～E处应填写的内容依次为： 。 三、蛋白质工程的应用 (1)医药工业方面：①科学家通过对 的改造，研发出速效胰岛素类似物产品。 ②干扰素在体外保存相当困难，如果将干扰素分子上的一个半胱氨酸变成 ，那么在–70℃的条件下，干扰素可以保存半年。③小鼠单克隆抗体会使人产生免疫反应,从而导致它的治疗效果大大降低，科学家将小鼠抗体上 “嫁接”到人的抗体上，经过这样改造的抗体诱发免疫反应的强度就会降低很多。 (2)其他工业方面：用于改进酶的 ，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 ，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。 1. 蛋白质工程的目的是改造或合成人类需要的蛋白质。()（P93“教材”） 2. 通过蛋白质工程可实现对蛋白质分子的设计和改造。（）（P93“教材”） 3. 蛋白质工程可以合成自然界中不存在的蛋白质。()（P93“教材”） 4. 分子生物学、晶体学以及计算机技术的发展促进了蛋白质工程的进展。（）（P93“教材”） 5. 蛋白质工程是在基因工程的基础上，延伸出来的第二代基因工程。（）（P93“教材”） 6. 通过蛋白质工程可提高玉米中赖氨酸的含量。（）（P93“教材”） 7. 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。()（P94“教材”） 8. 在蛋白质工程中，由推测出的一条氨基酸序列只能找到一条对应的脱氧核甘酸序列。()（P94“思考•讨论”讨论1改编） 9. 在-70℃的条件下可以保存半年的干扰素可通过蛋白质工程生产获得。()（P95“教材”） 10. 基因工程需要在分子水平对基因进行操作，蛋白质工程不需要对基因进行操作。（）（P96“概念检测T1”） 11. 蛋白质工程需要改变蛋白质分子的所有氨基酸序列。（x）（P96“概念检测T1”） 12. 蛋白质工程可以改造酶，提高酶的热稳定性。（）（P96“概念检测T1”） 13. 蛋白质工程最终要达到的目的是研究蛋白质的氨基酸组成、分析蛋白质的三维结构、获取编码蛋白质的基因序列信息。（）（P96“概念检测T2”改编） 14. 水蛭素是一种蛋白质，可用于预防和治疗血栓。（）（P96“概念检测T3”） 15. 研究人员发现，用赖氨酸替换水蛭素第47位的天冬酰胺可以提高它的抗凝血活性。在这项替换研究中，目前可行的直接操作对象是基因或多肽链。（）（P96“概念检测T3”改编） 16. GenBank是目前国际上广泛使用的遗传序列数据库之一，利用它可以便捷地检索到 基因和蛋白质的序列信息。（）（P96“课外实践”） 17. BLAST（基本局部比对搜索工具）是一种能对两个或多个序列（包括DNA序列和蛋白质序列）进行相似性比较，或将某个序列与遗传序列数据库中的序列进行快速比对分析的工具。 A组 基础题 （建议用时：10分钟） 1．关于蛋白质工程