蛋白质工程的崛起 省赛获奖

理解教材新知专题11.4把握热点考向应用创新演练知识点一考向一知识点二考向二1．基因工程只能生产自然界已存在的蛋白质。2．蛋白质工程的主要目的是对现有蛋白质进

行改造或生产新的蛋白质，以满足人类生

产和生活的需要。3．蛋白质工程直接操作的对象是基因，而不

是蛋白质。4．蛋白质工程的基本途径是：从预期的蛋白质功能出发→设计预期

的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相应的脱氧核苷酸

序列。5．蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系

作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，

或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需要。6．蛋白质工程是在基因工程的基础上，延伸出来的第二代基因工程。[自读教材·夯基础]1．蛋白质工程崛起的缘由(1)基因工程的实质：将一种生物的

转移到另一种生物体内，后者可以产生它本不能产生的

，进而表现出

。(2)基因工程的不足：在原则上只能产生

的蛋白质。2．蛋白质工程的基本原理基因蛋白质新的性状自然界已存在1．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→表达(转录和翻译)→形成氨基酸序列的多肽链→形成具有高级结构的蛋白质→行使生物功能，基本上是生产出自然界已有的蛋白质。蛋白质工程是按照以下思路进行的：从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找出相对应的脱氧核苷酸序列(基因)，可以创造出自然界不存在的蛋白质。2．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→氨基酸序列→合成目的基因→构建基因表达载体→导入大肠杆菌→产生相应蛋白质。[跟随名师·解疑难]基因工程和蛋白质工程的比较基因工程蛋白质工程操作环境(场所)生物体外生物体外操作核心基因基因操作起点目的基因预期的蛋白质功能基本过程剪切→拼接→导入→表达确定蛋白质功能→应有的高级结构→应具备的折叠状态→应有氨基酸序列→应有的碱基序列→改造的蛋白质基因工程蛋白质工程实质定向改造或生产人类所需的蛋白质定向改造生物的遗传特性，以获得人类所需的生物类型或生物产品(基因的异体表达)结果生产自然界已存在的蛋白质可以创造出自然界不存在的蛋白质[特别提醒]

蛋白质工程中通过对基因操作来实现对天然蛋白质改造的理由：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，而且改造过的蛋白质可以遗传下去。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对基因进行改造比对蛋白质直接改造要容易操作，难度要小得多。1.蛋白质工程的进展(1)科学家通过对

的改造，已使其成为速效型药品。(2)生物和材料科学家正积极探索将蛋白质工程应用于微电子方面，用蛋白质工程方法制成的电子元件，具有

的特点。2．蛋白质工程的前景蛋白质工程前景是诱人的，但难度却很大，尤其是目前科学家对大多数

的了解还很不够。胰岛素体积小、耗电少和效率高蛋白质的高级结构查阅资料了解人类肝脏蛋白质组计划，思考该计划的科学目标是什么？提示：解释并确认肝脏的蛋白质，为重大肝病预防、诊断、治疗和新药研发的突破提供重要的科学基础。[例1]关于蛋白质工程的说法，正确的是(

)A．蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作B．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C．对蛋白质的改造是通过直接改造相应的mRNA来实现的D．蛋白质工程的流程和天然蛋白质合成的过程是相同的[思路点拨][精讲精析]

所谓蛋白质工程，应是利用基因工程手段，包括基因的定点突变和基因表达对蛋白质进行改造，以期获得性质和功能更加完善的蛋白质分子。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。[答案]

B蛋白质工程的目的是实现对蛋白质分子的改造，但却是通过改造基因来实现的，不要误认为蛋白质工程的直接操作对象是蛋白质分子。[例2]下列关于基因工程和蛋白质工程的说法正确的是(

)A．蛋白质工程和基因工程的目的都是获得人类需要的蛋白质，所以二者没有区别B．基因工程是蛋白质工程的关键技术C．通过蛋白质工程改造后的蛋白质有的仍然是天然的蛋白质D．利用蛋白质工程可以在大肠杆菌细胞中得到人的胰岛素[思路点拨][精讲精析]蛋白质工程的目标是根据人们对蛋白质功能的特定需求，对蛋白质的结构进行分子设计。其中，基因工程是关键技术，是蛋白质工程的基础，因为对蛋白质结构的改造是通过改造基因来实现的，所以蛋白质工程是在基因水平上改造蛋白质，改造后的蛋白质不再是天然的蛋白质。利用大肠杆菌生产人胰岛素属于基