高中生物3.4蛋白质工程的原理和应用知识梳理新人教版选择性必修3

3.4蛋白质工程的原理和应用知识梳理蛋白质工程：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，通过改造或合成基因，来改造现有_____蛋白质_____，或制造一种新的蛋白质，以满足人类生产和生活的需求。1.概念理解（1）基础：蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系。（2）操作：_____基因修饰_____或基因合成。（3）结果：_____改造了_____现有蛋白质或制造出_____新的蛋白质_____。（4）目的：根据人们对蛋白质功能的特定需求，对______蛋白质结构_____进行分子设计。2.操作过程从预期的蛋白质_____功能_____出发→设计预期的_____蛋白质结构_____→推测应有的_____氨基酸序列_____→找到并改变相对应的_____脱氧核苷酸序列_____（基因）或合成新的基因→获得所需要的蛋白质。一、蛋白质工程崛起的缘由1.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，后者可以产生它__________本不能产生的蛋白质_____，进而表现出_____新的性状_____。2.基因工程的局限性：____________只能生产自然界中已存在的蛋白质______________3.蛋白质工程崛起的缘由：（1）基因工程原则上只能生产自然界中已存在的_____蛋白质_____。（2）天然蛋白质是生物长期进化过程中形成的，它们的结构和功能符合__________特定物种生存的需要__________，却不一定完全符合人类__________生产和生活__________的需要。4.实例：玉米中赖氨酸的含量比较低，赖氨酸合成中两种酶的氨基酸被替换，就可以使玉米叶片和种子中游离赖氨酸分别提高5倍和2倍。二、蛋白质工程的基本原理1.蛋白质工程的目标：根据人们对蛋白质_______功能_______的特定需求，因此要对蛋白质的_______结构______进行设计改造。2.蛋白质工程的实质：_______改造或合成基因_____（定向改造现有蛋白质或制造新的蛋白质）。3.天然蛋白质合成过程：天然蛋白质合成的过程是按照__中心法则__进行的。基因→_____表达_____→形成具有特定氨基酸序列的多肽链→形成具有高级结构的蛋白质→形式生物功能4.蛋白质工程思路蛋白质工程与天然蛋白质合成的过程______相反______，而从_______预期的蛋白质功能______出发→设计______预期的蛋白质结______→推测_______应有的氨基酸序列______→找到并改变______相对应的脱氧核苷酸序列___________或_______合成新基因______→获得所需要的蛋白质。三、蛋白质工程和基因工程的比较比较项目蛋白质工程基因工程操作对象_____基因_____基因操作起点预期蛋白质功能目的基因操作水平_____DNA分子水平_____DNA分子水平操作流程预期蛋白质功能→_____设计蛋白质结构_____→推测氨基酸序列→找到并改变对应的_____脱氧核苷酸序列_____（基因）或合成新基因→获得所需要的蛋白质目的基因的筛选与获取→构建_____基因表达载体_____→将目的基因导入_____受体细胞_____→目的基因的检测与鉴定结果可生产自然界_____没有_____的蛋白质可生产自然界已有的蛋白质实质通过改造或合成基因来定向改造现有蛋白质或制造新的蛋白质将一种生物的基因转移到另一种生物体内，后者可以产生它本不能产生的蛋白质，进而表现出新的性状联系①蛋白质工程是在基因工程基础上延伸出来的_____第二代基因工程_____；②蛋白质工程离不开基因工程，其包含_____基因工程_____基本操作。四、蛋白质工程的应用1.研发速效胰岛素类似物2.延长干扰素体外保存时间3.降低人对小鼠单抗了抗体的免疫反应通过______改造基因_______，将小鼠抗体上______结合抗原______的区域（即______可变区_______）“嫁接”到______人的抗体______（即______恒定区______）上，经过这样改造的抗体___________诱发免疫反应的强度就会降低很多_________________。4.其他（1）改进_____酶的性能_____或开发新的工业用酶。（2）改造某些参与调控光合作用的酶，以提高植物光合作用的_____速率_____，增加粮食的_____产量_____。（3）改造微生物蛋白质的结构，使它_____防治病虫害_____的效果增强。5.蛋白质工程现状蛋白