2018高中生物苏教版选修3教学案：第一章第三节蛋白质工程含答案

.蛋白质工程是指通过物理化学与生物化学等技术了解蛋白质的结构算机辅助设计、基因定点诱变和重组DNA技术改造基因，以定向创造出自然界不存在的蛋白质的技术。.蛋白质工程的关键技术是基因工程。.蛋白质工程的一般过程是：预期蛋白质功能一分子设计蛋白质一因指导新蛋白质合成。.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。.根据蛋白质被改动部位的多少，可将蛋白质改造类型分为“大改”改”。.通过蛋白质工程，可获得热稳定性高的酶和新型药物。\ Z3与功能，并借助计

改造蛋白质，甚至合成相应基因一基、“中改”和“小理解•教材新知探究式学习层级化设计新知个个击破对应学生用书P16蛋白质工程概述I；.教材 供以‘族”为基础，突出“自主学习”1．蛋白质工程的概念(1)手段：①通过物理化学和生物化学等技术了解蛋白质的结构和功能。②借助计算机辅助设计、基因定点诱变和重组DNA技术改造基因。(2)目的：定向改造天然蛋白质，甚至创造自然界不存在的蛋白质。(3)关键技术：基因工程。蛋白质工程又称第二代基因工程。2．蛋白质工程的一般过程先根据新蛋白质预期功能设计相关蛋白质结构，进而设计对应的氨基酸序列，在此基础上合成可产生新蛋白质的相关脱氧核苷酸序列(基因)，再利用基因工程技术合成新的蛋白质。3．改造蛋白质的方式改造方式相关操作大改根据氨基酸的性质和特点，设计并制造出自然界中不存在的全新蛋白质，使之具有特定的氨基酸序列、空间结构和预期功能中改改变蛋白质分子中某一个多肽片段或一个特定的结构小改通过基因工程中的定点诱变技术，有目的地改造蛋白质分子中某活性部位的一个或几个氨基酸残基，以改善蛋白质的性质和功能问题 也以“议”为铺垫，突出“合作交流”1．对天然蛋白质进行改造，是通过直接对蛋白质分子进行操作来实现的吗？提示：不是，由于基因决定蛋白质，因此要对蛋白质的结构进行设计改造，最终必须通过改造基因来完成。2．蛋白质工程操作程序的基本思路与基因工程有什么不同？提示：基因工程是按照中心法则进行的：基因一表达(转录和翻译)一形成氨基酸序列的多肽链一形成具有高级结构的蛋白质一行使生物功能，基本上是生产出自然界已有的蛋白质。蛋白质工程却与之相反，一般是先创造出适合人类需求的新基因，然后使其表达出具有特定结构和功能的蛋白质。蛋白质工程可以创造出自然界不存在的蛋白质。3．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生产该蛋白质的流程？提示：蛋白质的空间结构一氨基酸序列一合成目的基因一构建基因表达载体一导入大肠杆菌一产生相应蛋白质。4.PCR技术在基因定点诱变中的技术流程是什么？提示：先人工合成带有突变位点的引物，通过PCR扩增而获得定点突变的基因，再通过基因工程方法，将突变基因导入受体细胞，经过转录和翻译就可合成所需的蛋白质。占MS mi以“点”为关键，突出“教师主导”1．蛋白质工程的操作步骤(1)从生物体中分离纯化目的蛋白。(2)测定其氨基酸序列。(3)借助核磁共振和X射线晶体衍射等手段，尽可能地了解蛋白质的二维重组和三维晶体结构。(4)设计各种处理条件，了解蛋白质的结构变化，包括折叠与去折叠等对其活性与功能的影响。(5)设计编码该蛋白质的基因改造方案，如定点突变。(6)分离、纯化新蛋白，功能检测后投入实际使用。［特别提醒］蛋白质工程并不是直接改造蛋白质，而是通过对基因操作来实现对天然蛋白质的改造，主要原因如下：①任何一种天然蛋白质都是由基因编码的，改造了基因即对蛋白质进行了改造，而且可以遗传下去。如果对蛋白质直接改造，即使改造成功，被改造的蛋白质还是无法遗传的。②对