1.4 蛋白质工程的崛起

高二生物选修活动单 选修三 专题一 基因工程

第4节 蛋白质工程的崛起 (1课时) 【学习目标】

1.举例说出蛋白质工程崛起的缘由 2.简述蛋白质工程的原理

3.通过讨论、进展追踪等活动，提高收集资料、处理资料、撰写专题综述报告的能力。

【基础知识】

1、基因通过控制细胞中 的合成，进而控制生物的性状，蛋白质的功能决定于 ，而蛋白质的结构最终决定于蛋白质分子中氨基酸的 。

2、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，使后者可以产生它本不能产生的蛋白质，从而获得新的性状，但基因工程原则上是 （能/不能）生产非天然蛋白质。蛋白质工程崛起的缘由就是运用基因工程或直接从生物组织中获取的蛋白质分子分子的结构和功能

3、蛋白质工程就是：通过 ，对现有蛋白质进行改造或制造出一种新的蛋白质（非天然蛋白），实现对蛋白质结构的定向改造。蛋白质工程以 为基础，是基因工程的延伸、发展。

4、蛋白质工程的应用如：①通过改造酶的结构，有目的地提高蛋白质的热稳定性；②合成嵌合抗体；③改变蛋白质的活性。

活动一 设计生产干扰素的思路

资料1：干扰素（免疫活性蛋白），它是一种糖蛋白，具有抗病毒、抗肿瘤的功能。传统的干扰素生产方法是从人体血液中的白细胞内提取的，每300ml血液只能提取出1mg干扰素，产量低，价格昂贵。那么现在是如何实现干扰素的大量生产的呢？

思考1：如何实现干扰素的大量生产？

资料2：干扰素在体外不易保存，如果将其分子中的一个半胱氨酸转化为丝氨酸，则可在-70℃条件下保存半年。

思考2：如何进行干扰素分子中氨基酸的改造？

活动二 了解蛋白质工程的一般过程

1．蛋白质工程的基本原理和目标：

蛋白质工程的原理：

蛋白质工程的目标： 2．结合对蛋白质工程的流程图（教材P.27）的理解，完成课本“讨论”。

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高二生物选修活动单 选修三 专题一 基因工程

【巩固练习】

1．以下关于蛋白质工程的说法正确的是：

A. 蛋白质工程以基因工程为基础 B. 蛋白质工程就是用蛋白酶对蛋白质进行改造 C. 蛋白质工程只能生产天然的蛋白质 D. 蛋白质工程的实质是改造蛋白质 2．蛋白质工程的基本流程正确的是：

①设计蛋白质分子结构 ②DNA合成 ③预期蛋白质功能 ④据氨基酸序列推出脱氧核苷酸序列

A.①→②→③→④ B.④→②→①→③ C.③→④→①→② D.③→①→④→② 3．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，使之更加符合人类的需要

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．蛋白质工程能产生出自然界中不曾存在过的新型蛋白质分子 D．蛋白质工程与基因工程密不可分，又被称为第二代基因工程 4．（多选）下列物质中，可应用蛋白质工程按人的意愿定向改造的是

A．磷脂分子 B．白细胞介素-2 C．胰岛素 D．甲状腺激素

5．下图是利用定点突变技术获取所需蛋白质的过程示意图。请据图回答相关问题：

质 粒CTGGAC 正常基因（已标注三对碱基序列）ⅠCTGGACⅡCTGⅢCTGGCCⅣCTGGCCⅤ人们所需的蛋白质Ⅶ带有重组质粒 的受体细胞ⅥCTGGCC

（1）图中所示为 技术的主要过程。图中Ⅰ代表 的操作过

程，这一操作的目的是保证目的基因能够在受体细胞中 。 （2）图中 （填写序号）过程表示PCR过程，这一过程所需酶的特性

是 。如图所示，通过改变作为DNA复制起始点的 （物质）中 ，从而实现对复制基因中某个碱基对的改造，进而通过 技术生产出人们所需的蛋白质。

（3）图中Ⅴ过程的最终完成必须依赖于 酶的作用，若Ⅵ过程导入的

受体细胞是大肠杆菌，则为提高导入的成功率，可以使用CaCl2处理大肠杆菌，目的使其处于 。

GCC人工合成的含所需 突变序列的引物

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