第三章 第三节　蛋白质工程（课件 学案 练习，共3份）苏教版（2019）选择性必修3 生物技术与工程

第三节　蛋白质工程 课时概念解析　本课时的概念为“人们根据基因工程原理，进行蛋白质设计和改造，可以获得性状和功能符合人类要求的蛋白质”“依据人类需要对原有蛋白质结构进行基因改造、生产目标蛋白的过程”，这个概念的建构需要以下基本概念或证据的支持： 1.基于基因工程的原理，可通过基因改造或合成生产符合人类需要的目标蛋白质。 2.利用蛋白质工程改造蛋白质具有广阔的应用前景。 1.蛋白质工程的概念 是指以蛋白质分子的_____及其与_____的关系为基础，对_____进行有目的的设计改造，以改造现有蛋白质或制造新的蛋白质。 2.蛋白质工程的一般过程 (1)过程 [微思考] 如果已经推测出多肽中的氨基酸序列，那么推测出的基因中的碱基序列是否唯一呢？并说明理由。_____ _____ (2)基因工程的不足 ①原则上只能生产自然界中已经_____的蛋白质。 ②生产的蛋白质不一定符合人们生产和生活的需要。 (3)蛋白质工程的优势 ①能更充分地利用自然界中_____的蛋白质。 ②能在分子水平上对蛋白质进行_____，进而创造出自然界中_____的蛋白质。 3.蛋白质工程首先要获取基因和蛋白质的结构数据 (1)GenBank生物大分子数据库 ①序列文件的基本单位是_____，包括核苷酸_____和注释两部分。 ②GenPept是由GenBank中的核酸序列翻译而得到的_____序列数据库。 (2)Entrez数据库查询系统是一个将核酸、蛋白质序列和_____、蛋白质_____数据库整合在一起的综合数据库查询系统。 4.通过基因改造生产目标蛋白质 (1)基因的体外定向突变 ①适用对象 掌握了基本_____的蛋白质。 ②类型 目的 方法 大面积的定向突变 _____ 单一或少数几个突变位点的基因定向突变 _____等 ③定点诱变法的过程示意图 (2)非定点诱变技术 ①适用对象：不能预先确定_____的蛋白质。 ②缺点：目的性和_____不够强。 ③优点：突变位点_____，有时会产生意想不到的改造效果。 5.蛋白质工程的设计思路与应用 目的 思路 实例 提高蛋白质(酶)的_____ 在蛋白质分子中引入二硫键 向T4溶菌酶引入二硫键提高了T4溶菌酶的热稳定性 转换氨基酸残基 酵母菌的丙糖磷酸异构酶的两个亚基中各含有两个天冬酰胺残基，分别用苏氨酸和异亮氨酸残基替代，大幅度提高了酶的热稳定性 改善酶的_____ 转换氨基酸残基、删除末端部分氨基酸序列或某些肽段等 将嗜热芽孢杆菌酪氨酰－tRNA合成酶分子中的一个苏氨酸残基改变为丙氨酸或脯氨酸残基时，酶的活性大幅提高 消除酶的_____ 转换氨基酸残基 将枯草芽孢杆菌蛋白酶分子中第222位的甲硫氨酸残基转换成半胱氨酸残基或丙氨酸残基，酶的活性将不再受漂白剂的抑制 [辨正误] (1)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。(　　) (2)蛋白质工程能产生自然界中不存在的新型蛋白质分子。(　　) (3)定点诱变技术可用于各种蛋白质的改造。(　　) (4)热稳定的蛋白质一般都具有抗有机溶剂和极端pH的能力。(　　) (5)通过向T4溶菌酶中引入二硫键可以提高该酶的热稳定性。(　　) 阅读教材蛋白质工程的一般过程，回答下列问题： (1)对天然蛋白质进行改造是通过对基因的操作来实现，分析其原因。_____ (2)通过蛋白质工程能否改变生物的性状？说明理由。_____ 【学以致用】 1.(2023·江苏扬州期末)人体内的蛋白TPA能降解由血纤维蛋白凝聚而成的血栓，但为心梗患者注射大剂量的TPA会诱发颅内出血。研究证实，通过蛋白质工程，将TPA第84位的半胱氨酸换成丝氨酸，可制造出性能优异的改良TPA，进而显著降低出血副作用。下列关于该蛋白质工程的叙述正确的是(　　) A.制造改良TPA的过程不遵循中心法则 B.可利用X射线衍射技术分析TPA的晶体结构 C.该实例中TPA蛋白的基因增添碱基时可使用基因定点诱变技术 D.需要在分子水平上直接对TPA进行定向改 ... ...