3.4蛋白质工程的原理和应用导学案2025-2026学年高二下学期生物人教版选择性必修3

3.4蛋白质工程的原理和应用 导学案

班级：       姓名：

【学习目标】

1.明确蛋白质工程设计的原理。

2.基于实例，采用模型与建模、归纳与概括等方法，尝试通过蛋白质工程技术，根据人类需要的蛋白质结构，设计或改造某一蛋白质。

【学习重难点】

重点：基因的碱基排列顺序-蛋白质的结构-蛋白质功能的关系

难点：基因的碱基排列顺序-蛋白质的结构-蛋白质功能的关系

【知识导航】

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，通过改造或合成基因，来改造现有蛋白质 ，或制造一种新的蛋白质，以满足人类生产和生活的需求。

1.概念理解

(1)基础：蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系。

(2)操作：　基因修饰　或基因合成。

(3)结果：　改造了　现有蛋白质或制造出　新的蛋白质　。

(4)目的：根据人们对蛋白质功能的特定需求，对　蛋白质结构　进行分子设计。

2.操作过程

从预期的蛋白质　功能　出发→设计预期的　蛋白质结构　→推测应有的　氨基酸序列　→找到并改变相对应的　脱氧核苷酸序列　(基

因)或合成新的基因→获得所需要的蛋白质。

一、蛋白质工程崛起的缘由

1.基因工程的实质：将一种生物的_基因转移到另一种生物体内，后者可以产生它本不能产生的蛋白质，进而表现出新的性状 。

2.基因工程的局限性：__只能生产自然界中已存在的蛋白质____

3.蛋白质工程崛起的缘由：

(1)基因工程原则上只能生产自然界中已存在的蛋白质  。

(2)天然蛋白质是生物长期进化过程中形成的，它们的结构和功能符合特定物种生存的需要，却不一定完全符合人类生产和生活 的需要。

二、蛋白质工程的基本原理

1.蛋白质工程的目标：根据人们对蛋白质__功能__的特定需求，因此要对蛋白质的__结构_进行设计改造。

2.蛋白质工程的实质：__改造或合成基因 (定向改造现有蛋白质或制造新的蛋白质)。

3.天然蛋白质合成过程：天然蛋白质合成的过程是按照__中心法则__进行的。

基因→ 表达  →形成具有特定氨基酸序列的多肽链→形成具有高级结构的蛋白质→形式生物功能

4.蛋白质工程思路

蛋白质工程与天然蛋白质合成的过程_相反_，而从__预期的蛋白质功能_出发→设计_预期的蛋白质结_→推测__应有的氨基酸序列_→找到并改变_相对应的脱氧核苷酸序列_或__合成新基因_→获得所需要的

蛋白质。

三、蛋白质工程的应用

1.研发速效胰岛素类似物

2.延长干扰素体外保存时间

3.降低人对小鼠单抗了抗体的免疫反应

通过_改造基因__，将小鼠抗体上_结合抗原_的区域(即_可变区__)“嫁接”到_人的抗体_(即_恒定区_)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__。

4.其他