蛋白質工程的崛起導學案

1、蛋白質工程的崛起（導學案）學科：高二生物 課型：新授課 課時：1課時 編寫時間：201338編寫人： 審核人： 班級： 姓名： 【導案】【學習目標】1、舉例說出蛋白質工程崛起的緣由。2、簡述蛋白質工程的基本原理及基本途徑。3、嘗試運用逆向思維分析和解決問題。【使用說明】掌握蛋白質工程的原理、基本流程依據學習目標，仔細閱讀教材，用紅筆標注重點和疑難點在導學案引導下進一步理解教材，完成預習學案 【學習重點和難點】1、學習重點 （1）為什么要開展蛋白質工程的研究？ （2）蛋白質工程的原理2、學習難點 蛋白質工程的原理【預習案】一、蛋白質工程崛起的緣由：1.基因工程的實質：將一種生物的 轉移到另一處生

2、物體內，后者產生它本不能產的 ，從而產生新性狀。2.基因工程的不足：在原則上只能生產 的蛋白質，這些蛋白質符合特定物種生存的需要，卻不一定完全符合人類生產和生活的需要，我們可適當對其進行改變。例如可將干擾素分子上的一個 變成 ，使其長時間保存；將玉米中天冬氨酸激酶的第352位 的變成 ，將二氫吡啶二羧酸合成酶中104位的 變成 ，就可提高游離賴氨酸的含量。3. 蛋白質工程目的：生產符合人們生活需要的并非自然界已存在的 。二、蛋白質工程的基本原理1.目標：根據人們對 的特定需求，對 進行分子設計。由于基因決定蛋白質，因此要對蛋白質的結構進行設計改造，最終還必須通過 來完成。根據人們對 功能的特定

3、需求，對 結構進行分析設計。2. 原理：基因改造。3. 天然蛋白質的合成過程：過程：預期蛋白質功能設計 結構推測應有 序列找到對應的 序列(基因)。總結：蛋白質工程是指以蛋白質分子的 及其 作為基礎，通過 或 ，對 進行改造，或 ，以滿足人類的生產和生活的需求。也就是說，蛋白質工程是在 的基礎上，延伸出來的第二代基因工程，是包含多學科的綜合科技工程領域。三、蛋白質工程的進展和前景1. 前景誘人。例如：科學家通過對 的改造，已使其成為速效型藥品；用蛋白質工程方法制成的電子元件，具有 、 和 的特點，因此有極為廣闊的發(fā)展前景。2. 難度很大。主要是目前科學家對大多數的蛋白質的 的了解還很不夠。【探

4、究案】1.基因工程和蛋白質工程的比較 比較項目基因工程蛋白質工程操作對象基因基因操作水平DNA分子水平DNA分子水平區(qū)別基本過程獲取 構建 目的基因導入 目的基因的 確定蛋白質的 蛋白質應有的 蛋白質應具備的 蛋白質應有的 序列應有的 序列合成 表達出蛋白質實質定向的改造生物的 ，獲得人類需要的生物類型和生物產品。定向的 人類需要的蛋白質結果生產自然界中的_的蛋白質生產自然界中 的蛋白質聯系蛋白質工程是以 為基礎的2. 直接決定蛋白質的結構的因素有哪些？3.能不能根據人類需要的蛋白質的結構，設計相應的基因，導入適合的細菌中，讓細菌生產人類所需要的蛋白質食品呢？我的疑惑：_蛋白質工程的崛起（練案

5、）學科：生物 編寫人：熊 娟 審核人：陳良美 編寫時間：2013.3. 8班級： 姓名： 評分：【A 級】一選擇題1. 蛋白質工程中，直接需要進行操作的對象是( )A氨基酸結構B蛋白質空間結構C肽鏈結構D. 基因結構2. 關于蛋白質工程的說法錯誤的是( )A蛋白質工程能定向改造蛋白質分子的結構，使之更加符合人類需要B蛋白質工程是在分子水平上對蛋白質分子直接進行操作，定向改變分子的結構C蛋白質工程能產生出自然界中不曾存在過的新型蛋白質分子D蛋白質工程與基因工程密不可分，又被稱為第二代基因工程3. 科學家將 干擾素基因進行定點突變導人大腸桿菌表達，使干擾素第十七位的半胱氨酸，改變成絲氨酸，結果大大

6、提高了 干擾素的抗病活性，并且提高了儲存穩(wěn)定性。該生物技術為( )A基因工程B蛋白質工程 C基因突變D細胞工程4. 蛋白質工程的基本流程是( )蛋白質分子結構設計 DNA合成預期蛋白質功能 據氨基酸序列推出脫氧核苷酸序列AB C D5. 下列各項與蛋白質結構多樣性無關的（ ）A氨基酸數目、種類、排列順序 B構成蛋白質的多肽鏈的數目C構成蛋白質的肽鏈的空間結構 D氨基酸至少含一個氨基和一個羧基6. 棉鈴蟲是一種危害棉花的害蟲。我國科學工作者發(fā)現一種生活在棉鈴蟲消化道內的蘇云金桿菌能分泌一種毒蛋白使棉鈴蟲致死，而這種毒蛋白對人畜無害。通過基因工程方法，科學家采用花粉粒通道法將毒蛋白基因轉入棉花植株

7、并成功表達，棉鈴蟲食用了這種轉基因棉花的植株后就會造成死亡?；ǚ哿Ｍǖ婪ㄊ侵福豪弥参锘ǚ勖劝l(fā)時形成的花粉管通道將毒蛋白基因送入胚囊，近而導入尚不具備細胞壁的合子或早期胚體細胞，借助天然的種胚系統(tǒng)，形成含有目的基因的種胚?；卮鹣铝邢嚓P問題：（1）下列所示的黏性末端是由_種限制性內切酶作用產生的。（2）利用花粉粒通道法將毒蛋白基因導入棉花細胞，此過程是基因操作的基本步驟中的第_步，即_。為減少獲得目的基因的盲目性，在獲得真核生物的目的基因時，應盡量采用_的方法。（3）該目的基因在導入受體細胞前需要與運載體結合，目前經常使用的運載體有：_、_和_。（4）檢測該目的基因是否表達的最簡便方法是_【B級

8、】1蛋白質工程與基因工程的區(qū)別是( ) A基因工程需要對基因進行分子水平操作，蛋白質工程不對基因進行操作 B基因工程合成的蛋白質是天然的蛋白質，蛋白質工程合成的可以不是天然存在的蛋白質。 C基因工程是分子水平的操作，蛋白質工程是細胞水平 D基因工程完全不同于蛋白質工程2以下蛋白質工程中目前已成功的是( ) A對胰島素進行改造，生產速效型藥品B蛋白質工程應用于微電子方面 C生產體外耐儲存的干擾素 D用蛋白質工程生產高產賴氨酸玉米3 豬的胰島素用于降低人體的血糖濃度效果不明顯，原因是豬胰島素分子中有一個氨基酸與人不同。為了使豬胰島素用于臨床治療糖尿病，用蛋白質工程的蛋白質分子設計的最佳方案是（ ）

9、A. 對豬胰島素進行一個不同氨基酸的替換B. 將豬的胰島素和人的胰島素進行拼接組成新的胰島素C. 將豬和人的胰島素混合在一起治療糖尿病D. 根據人的胰島素設計制造一種全新的胰島素4. 人們發(fā)現蛛絲蛋白比蠶絲蛋白更細，但是強度卻更大，于是有人試圖通過破解蛛絲蛋白的結構從而推出其基因結構，以指導對蠶絲蛋白基因的修改，從而讓蠶也吐出像蛛絲蛋白一樣堅韌的絲，此過程的名稱和依據的原理分別是（ ）A. 基因突變；DNARNA蛋白質B. 基因工程：RNARNA蛋白C. 基因工程：RNARNA蛋白質質D. 蛋白質工程：蛋白質RNADNARNA蛋白質5. 運用現代生物技術的育種方法，將抗菜青蟲的Bt基因轉移到優(yōu)

10、質油菜中，培育出轉基因抗蟲的油菜品種，這一品種在生長過程中能產生特異的殺蟲蛋白，對菜青蟲有顯著抗性，能大大減輕菜青蟲對油菜的危害，提高油菜產量，減少農藥使用，保護農業(yè)生態(tài)環(huán)境。根據以上信息，下列敘述正確的是（ ）A. Bt基因的化學成分是蛋白質B. Bt基因中有菜青蟲的遺傳物質C. 轉基因抗蟲油菜能產生殺蟲蛋白是由于具有Bt基因D. 轉基因抗蟲油菜產生的殺蟲蛋白是無機物6. 人類正常血紅蛋白（HbA）鏈第63位氨基酸是組氨酸，其密碼子為CAU或CAC，當鏈第63位組氨酸被酪氨酸（UAU或UAC）替代后，出現異常血紅蛋白質（HbM），導致一種貧血癥，鏈第63位組氨酸被精氨酸（CGU或CGC）所替

11、代而產生的異常血紅蛋白（HbZ）將引起另一種貧血癥。（1）寫出正常血紅蛋白基因中，決定鏈第63位組氨酸密碼子的堿基組成。（2）在決定鏈第63 位組氨酸密碼子的DNA三個堿基對中，任何一個堿基對發(fā)生變化都將產生異常的血紅蛋白嗎？為什么？（3）若將正常的基因片段導入貧血癥患者骨髓造血干細胞，則可以達到治療目的，請問：此操作屬于蛋白質工程嗎？為什么？【C級】 2008年諾貝爾化學獎授予了三位在研究綠色熒光蛋白（GFP）方面做出突出貢獻的科學家。綠色熒光蛋白能在藍光或紫外光的激發(fā)下發(fā)出熒光，這樣借助GFP發(fā)出的熒光就可以跟蹤蛋白質在細胞內部的移動情況，幫助推斷蛋白質的功能。下圖為我國首例綠色熒光蛋白（GFP）轉基因克隆豬的培育過程示意圖，據圖回答：（1）圖中通過過程、形成重組質粒，需要限制性內切酶切取目的基因、切割質粒。限制性內切酶的識別序列和切點是GGATCC，限制性內切酶的識別序列和切點是GATC。在質粒上有酶的一個切點,在目的基因的兩側各有1個酶的切點。 請畫出質粒被限制酶切割后所形成的黏性末端。過程需要在酶的作用下完成，上述兩種不同限制酶切割后形成的黏性末端能否連接起來，理由是：。（2）過程將重組質粒導入豬胎兒成纖維細胞時，采用最多也最有效的方法是。將目的基因導入植物細胞采用最多的方法是。（3）如果將切取的GFP基因與抑制小豬抗原表達的基因一起構建到載體上，