（人教版）高二生物选修三教学案 1.4-蛋白质工程的崛起（含答案）

（人教版）高二生物选修三教学案 1.4-蛋白质工程的崛起（含答案）内容摘要：

1、白质工程的崛起目标导航 29，简述蛋白质工程的基本原理及蛋白质工程的发展和前景。 一、 蛋白质工程及其原理(阅读 7 )1蛋白质工程的崛起(1)基因工程的优势与不足优势：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，进而表现出新性状。 这是基因工程的实质。 不足：原则上基因工程只能生产自然界中已存在的蛋白质。 (2)天然蛋白质的特点天然蛋白质是生物在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。 (3)蛋白质工程的提出1983 年，美国某基因公司的一名科学家提出了“蛋白质工程”这一名词，随即被广泛地接受和采用。 2蛋白质工程的 2、原理基础蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系手段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概念目的获得满足人类生产和生活需求的蛋白质原理 由预期的蛋白质功能找到相对应的 脱氧核苷酸序列(基因)二、蛋白质工程的进展和前景(阅读 科学家通过对胰岛素的改造，已使其成为速效型药品。 2生物和材料科学家正积极探索将蛋白质工程应用于微电子方面，用蛋白质工程方法制成的电子元件，具有体积小、耗电少和效率高的特点。 判断正误：(1)基因工程能生产自然界中不存在的蛋白质。 ( )(2)蛋白质工程的主要目的是对现有蛋白质进行改造或生产新的蛋白质，以满足人类生产和生活的需要。 ()(3)蛋白质工程 3、直接操作的对象是蛋白质。 ( )(4)蛋白质工程的基本途径是：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相应的脱氧核苷酸序列。 ()(5)蛋白质工程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。 ()(6)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。 ( )答案(1)(2) (3) (4)(5)(6)一、蛋白质工程及其原理1蛋白质工程的崛起(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)蛋白质工程的目的：生产符合人们生产与生活需要并非自然界已存在的蛋白质。 2蛋白质工程的流 4、程图1蛋白质工程中直接进行操作的对象是什么。 是否为蛋白质分子自身。 答案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，以满足人类的生产或生活的需求。 因此，归根到底要对基因进行改造。 2为什么说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。 答案 因为蛋白质的合成由基因控制，所以说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。 3判断蛋白质工程方法的关键是什么。 答案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。 4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 5、生产该蛋白质的流程。 答案蛋白质的空间结构氨基酸序列合成目的基因构建基因表达载体导入大肠杆菌产生相应蛋白质。 1下图为蛋白质工程操作的基本思路，请据图回答下列问题：(1)代表蛋白质工程操作思路的过程是_；代表中心法则内容的是_。 (填写数字)(2)写出图中各数字代表的生物学过程的名称或内容：_；_；_；_；_。 (3)蛋白质工程的目的是_ ，通过_实现。 (4)从图中可以看出蛋白质工程的基本途径与中心法则是_ 的。 问题导析 (1)天然蛋白质合成的过程是按照中心法则进行的。 (2)蛋白质工程的基本途径与上述过程相反，即从预期的蛋白质 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相应的脱氧核苷酸序列 6、(基因)。 答案(1)(2)转录翻译折叠分子设计成(3) 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基因合成或改造(4)相反一题多变判断正误：(1)对蛋白质直接改造成功，也可遗传。 ( )(2)改造了基因即对蛋白质进行了改造。 ( )(3)蛋白质工程的实质是改造氨基酸。 ( )(4)蛋白质工程的原理是中心法则。 ( )答案(1)(2) (3) (4)二、蛋白质工程与基因工程比较比较项目 基因工程 蛋白质工程操作环境(场所) 生物体外 生物体外操作核心 基因 基因操作起点 目的基因 预期的蛋白质功能基本过程 剪切拼接导入表达确定蛋白质功能应有的高级结构应具备的折叠状态应有氨基酸序列应有的 7、碱基序列改造的蛋白质实质定向改造生物的遗传特性，以获得人类所需的生物类型或生物产品( 基因的异体表达)定向改造或生产人类所需的蛋白质结果 生产自然界已存在的蛋白质 可以创造出自然界不存在的蛋白质科学家通过对胰岛素的改造，已使其成为速效型药品，阅读教材，结合资料完成下述分析。 如图是用蛋白质工程设计速效胰岛素的生产过程，请据图回答有关问题：(1)构建新的蛋白质模型是蛋白质工程的关键，图中构建新的胰岛素模型的主要依据是蛋白质的预期功能。 (2)通过人工合成 成的新基因应与载体结合后转移到大肠杆菌等受体细胞中才能得到准确表达。 (3)若要利用大肠杆菌生产速效胰岛素，需用到的生物工程有蛋白质工程、基因工程和 8、发酵工程。 (4)图解中从新的胰岛素模型到新的胰岛素基因的基本思路是根据新的胰岛素模型中氨基酸的序列，推测出其基因中的脱氧核苷酸序列，然后利用 成仪来合成出新的胰岛素基因。 2基因工程与蛋白质工程的区别是()A基因工程需对基因进行分子水平操作，蛋白质工程不对基因进行操作B基因工程合成自然界已存在的蛋白质，蛋白质工程可以合成自然界不存在的蛋白质C基因工程是分子水平操作，蛋白质工程是细胞水平(或性状水平)的操作D基因工程完全不同于蛋白质工程问题导析 (1)蛋白质工程是直接对相应的基因进行修饰加工甚至人工进行 基因合成，从而对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。 (2) 9、基因工程只是将外源基因导入另一生物体内，并使之表达出人类所需的性状，或者获取所需的产品。 (3)基因工程在原则上只能生产自然界中已存在的蛋白质。 答案)蛋白质工程和基因工程的目的都是获得人类需要的蛋白质，所以二者没有区别。 ( )(2)基因工程是蛋白质工程的关键技术。 ( )(3)通过蛋白质工程改造后的蛋白质有的仍然是天然蛋白质。 ( )(4)利用蛋白质工程可以在大肠杆菌细胞中直接得到人的胰岛素。 ( )答案(1)(2) (3) (4)1蛋白质工程的基本流程正确的是()蛋白质分子结构设计成预期蛋白质功能据氨基酸序列推出脱氧核苷酸序列A BC D答案白质工程是根据人们的需要首先要预期相应功能，然后对其空间结 10、构进行设计，目前这一步是科学家们仍未完全掌握的，根据相 应的氨基酸推 导出基因中的碱基序列，再利用人工合成法合成相应的目的基因。 2蛋白质工程与基因工程相比，其突出特点是()A蛋白质工程能生产人类需要的基因产物B蛋白质工程能对现有的蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质C蛋白质工程可以不通过转录和翻译来实现D蛋白质工程是在基因工程的基础上，延伸出来的第三代基因工程答案白质工程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，以满足人类的生产和生活的需求，是延伸出来的第二代基因工程。 3以下蛋白质工程中，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 11、方面C生产体外耐储存的干扰素D用蛋白质工程生产血红蛋白答案 已经实现，B、C 、D 三项目前尚未实现，只是蛋白质工程的发展前景，有待于进一步研究和设计。 42008 年诺贝尔化学奖授予了三位在研究绿色荧光蛋白(面作出突出贡献的科学家。 绿色荧光蛋白能在蓝光或紫外光的激发下发出荧光，这样借助 出的荧光就可以跟踪蛋白质在细胞内部的移动情况，帮助推断蛋白质的功能。 因可作为目的基因用于培育绿色荧光小鼠，下图表示培育绿色荧光小鼠的基本流程：请根据上述材料回答下列问题：(1)用于培育绿色荧光小鼠的基因表达载体的组成必须有启动子、标记基因、_和_。 图中过程常用的方法是_。 (2)因与目的基因一起构建到载体上不影响 12、目的基因的表达，也不影响由目的基因控制合成的蛋白质的结构与功能，且对细胞无毒性作用，因此 因可以作为基因表达载体上的_。 (3)目前科学家们通过_工程制造出了蓝色荧光蛋白、黄色荧光蛋白等，该工程是直接改造 子，还是改造 因。 _。 答案(1)因终止子显微注射技术(2)标记基因(3)蛋白质改造 因(绿色荧光蛋白基因)基础巩固1蛋白质工程的实质是( )A改造蛋白质 B改造 造基因 D改造氨基酸答案白质工程的目的是获取人类需要的蛋白质，由于蛋白质的合成是受基因控制的，所以要从根本上对基因进行改造。 2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尚没有制造出来答案白质工程是对 13、基因进行改造进而产生符合人们需要的蛋白质，因此不再是天然的蛋白质。 3添加在洗衣粉中的某种酶在低温下活性较低，影响了洗衣粉的洗衣效果。 若让你用生物工程的方法改变此酶的特性，首先考虑的是()A基因工程 B蛋白质工程C诱变 D细胞工程答案白质工程可通过基因工程这一手段实现对蛋白质的改造目的。 4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蛋白质工程能产生自然界中不曾存在的新型蛋白质分子D蛋白质工程与基因工程密不可分，又称为第二代基因工程答案因的结构决定蛋白质的结构，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基因来完成，而不是直接对蛋白质分子进行操作。 5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。 下图为蛋白质工程流程图，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传递和表达答案的胰岛素用于人体降低血糖浓度效果不明显，原因是。