《创新课堂》第3章第4节 蛋白质工程的原理和应用 讲义（教师版）-高中生物学选择性必修3（人教版）同步讲练测

第4节　蛋白质工程的原理和应用 [课标内容] 1．概述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更符合人类需求的蛋白质。2.举例说明依据人类需要对原有蛋白质结构进行基因改造、生产目标蛋白质的过程。 一、蛋白质工程的概念 二、蛋白质工程崛起的缘由 1．基因工程的实质和不足 (1)实质：将一种生物的基因转移到_____，后者可以产生它本不能产生的_____，进而表现出_____。 (2)不足：原则上只能生产自然界中_____的蛋白质。 2．蛋白质工程的崛起 (1)理论和技术条件：_____、晶体学以及计算机技术的迅猛发展。 (2)天然蛋白质存在不足：天然蛋白质的_____符合特定物种生存的需要，却不一定完全符合_____的需要。 (3)实例 蛋白质缺陷 改造措施 改造后效果 玉米中赖氨酸含量低 将赖氨酸合成过程中两种关键酶中的个别氨基酸替换 玉米叶片和种子中游离赖氨酸的含量分别提高5倍和2倍 三、蛋白质工程的基本原理 1．目标：根据人们对_____功能的特定需求，对蛋白质的结构进行设计改造。 2．基本思路逆用“中心法则” 四、蛋白质工程的应用 1．医药工业方面 2．其他工业方面：改进酶的性能或开发新的工业用酶。 提高酶的使用价值 3．农业方面 (1)增加粮食的产量：改造某些参与调控光合作用的酶，以提高植物光合作用的效率，增加粮食的产量。 (2)研发新型农药：通过改造_____的结构，设计优良微生物农药。增强其防治病虫害的效果 [答案自填] 蛋白质　生物功能　改造或合成 蛋白质　蛋白质　基因工程　另一种生物体内　蛋白质　新的性状　已存在　分子生物学　结构和功能　人类生产和生活 蛋白质　设计　改造或合成　mRNA 多肽链　天冬氨酸　丝氨酸　结合抗原　微生物蛋白质 (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)蛋白质工程需要改变蛋白质分子的所有氨基酸序列。(　　) (3)实施蛋白质工程的前提条件是了解蛋白质结构和功能的关系。(　　) (4)基因工程遵循中心法则，而蛋白质工程不遵循。(　　) (5)根据某多肽链的一段氨基酸序列，可以很容易地确定控制该肽链合成的基因的脱氧核苷酸序列。(　　) (6)蛋白质工程是一项难度很大的工程，主要是因为人们对蛋白质复杂的高级结构没有完全认识。(　　) 提示：(1)×　蛋白质工程中直接改造或合成的是基因，不是蛋白质。 (2)×　蛋白质工程可只改变蛋白质分子中特定的氨基酸序列。 (3)√ (4)×　蛋白质工程的基本思路是按照与中心法则相反的过程进行的。 (5)×　由于密码子的简并性，不能根据某多肽链的一段氨基酸序列确定控制该肽链合成的基因的脱氧核苷酸序列。 (6)√ 【知识框架】 核心点　蛋白质工程的原理和应用 基因工程原则上只能生产自然界中已存在的蛋白质。蛋白质工程的目标是生产出符合人类生产和生活需要的蛋白质，甚至是自然界不存在的蛋白质。结合下图回答有关问题： (1)写出流程图中字母代表的含义： A．_____；B．_____；C．_____；D．_____；E._____。 (2)上图字母中属于中心法则的过程有_____，属于蛋白质工程的过程有_____。 (3)对天然蛋白质进行改造，你认为应该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？原因是什么？ (4)蛋白质工程被称为“第二代基因工程”，请概述二者的根本区别及联系。 提示：(1)预期功能　氨基酸序列　改造或合成　转录　翻译 (2)D、E　A、C、D、E (3)应该通过对基因的操作来实现对天然蛋白质的改造。主要原因是①蛋白质具有十分复杂的空间结构，基因的结构相对简单，容易改造；②改造后的基因可以遗传给下一代，被改造的蛋白质无法遗传。 (4)二者的根本区别是基因工程只能控制合成自然界中已存在的蛋白质，蛋白质工程可以制造出符合人类需要的但自然界中没有的蛋白 ... ...