蛋白质工程的崛起教案

课题1．4蛋白质工程的崛起教案【教学目标】1．蛋白质工程崛起的缘由。2．蛋白质工程的原理【教学重点】1．为什么要开展蛋白质工程的研究？2．蛋白质工程的原理【教学难点】蛋白质工程的原理【教学方法】讨论归纳、多媒体辅助教学【课前预习】下图为人p一珠蛋白基因与其mRNA杂交的示意图，①～⑦表示基因的不同功能区。据图回答：(1)上述分子杂交的原理是碱基互补配对原则；细胞中β一珠蛋白基因编码区不能翻译的序列是③和⑤(填写图中序号)。(2)若已知mRNA中的碱基序列，能否推出以此mRNA为模板经翻译形成的蛋白质中的氨基酸序列?能；能否推出转录出此mRNA的基因中的碱基序列?不能，理由是不能推出基因中内含子等碱基序列。(3)若一个β一珠蛋白基因表达的区域中一个A替换成T，则由该基因所控制的蛋白质的结构是否一定改变?不一定，理由是因为一种氨基酸可能有多个密码子。【学习内容】一、蛋白质工程崛起的缘由1、引发蛋白质工程崛起的新问题：天然蛋白质的结构和功能不能完全满足人类生产和生活的需要。2、现有蛋白质不能满足人类需要的几个典型例子如：干扰素可以用来治疗病毒的感染和癌症，但不能在体外保存。；玉米中赖氨酸的含量比较低（1）干扰素的体外保存①具体问题：不能在体外保存②解决的措施：将分子上一个半胱氨酸变成丝氨酸（2）富含赖氨酸的玉米新品种培育①具体问题：在玉米中含量低②解决的措施：将天冬氨酸激酶的第352为的天冬酰胺变成异亮氨酸，将二氢吡啶二羧酸合成酶中的第104位的天冬酰胺变成异亮氨酸二、蛋白质工程的基本原理1、蛋白质工程流程P27图1-292、蛋白质工程概念蛋白质工程是指以蛋白质分子结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过基因修饰和基因合成，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求。前提：了解蛋白质的结构和功能。原理：修饰基因（基因修饰或基因合成）目的：设计一定分子结构的蛋白质【例1】蛋白质工程中直接需要进行操作的对象是（）A．氨基酸结构

B．蛋白质空间结构C．肽链结构

D．基因结构【例2】科学家将β干扰素基因进行定点突变导入大肠杆菌表达，使干扰素第17位的半胱氨酸改变成丝氨酸，结果大大提高β-干扰素的抗病性活性，并且提高了储存稳定性，该生物技术为……………（）A．基因工程

B．蛋白质工程C．基因突变

D．细胞工程【当堂检测】1．蛋白质工程的实质是……（）A．改变氨基酸结构

B．改造蛋白质结构C．改变肽链结构

D．改造基因结构2．基因工程的实质是………（）A．基因重组

B．基因突变C．产生新的蛋白质D．产生新的基因3．干扰素经过改造可长期储存，从蛋白质水平上应改变的是（）A．光氨酸

B．精氨酸C．谷氨酸

D．半光氨酸4．蛋白质工程制造的蛋白质是………………（）A．天然蛋白质

B．稀有蛋白质C．自然界中不存在的蛋白质

D．血红蛋白质5．蛋白质工程的基础是……（）A．基因工程

B．细胞工程C．酶工程D．发酵工程6．玉米是生产赖氨酸的好材料，可是产量低，需要改变什么结构就能提高产量？…（）A．天冬氨酸激酶

B．二氢吡啶二羧合成酶C．肽酶

D．A．B都是7．天然蛋白质合成遵循的法则是……………（）A．中心法则

B．转录C．翻译

D．复制8．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的分子结构，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．蛋白质工程又称为第二代基因工程9．蛋白质工程的基本操作程序正确是……………（）①蛋白质分子结构合成②DNA合成③mRNA合成④蛋白质的预期功能⑤根据氨基酸的序列推出脱氧核苷酸的序列A．①→②→③→④→⑤→①B．⑤→④→③→②→①→②C．④→①→⑤→②→③→①D．②→③→⑤→①→②→④10．下列各项与蛋白质结构多样性无关的是…（）A．氨基酸的种类．数目．排列顺序B．构成蛋白质的多肽链的数目C．构成蛋白质的肽链的空间结构D．氨基酸至少含一个氨基和一个羧基11．蛋白质工程中直接操作的对象是………………（）A．氨基酸的结构B．蛋白质空间结构C．肽链结构D．基因结构12．当前医学上，蛋白质工程药物正逐步取代第一代基因工程多肽蛋白质类替代治疗剂，则基因工程药物与蛋白质工程药物的区别（）A．都与天然产物完全相同B．都与天然产物不相同C．基因工程药物与天然产物完全相同，蛋白质工程药物与天然产物不相同D．基因工程药物与天然产物不相同，蛋白质工程药物与天然产物完全相同二次备课【课后作业】科学家为提高玉米赖氨酸含量，计划将天冬氨酸激酶的352位氨酸变成异亮氨酸，将二氢吡啶二羧酸合成酶中104位的天冬氨酸变成异亮氨酸，就可以使玉米叶片和种子中的游离赖氨酸含量分别提高5倍和2倍，下列对玉米性状改变最可行的方法是(B)A．直接改造蛋白质的空间结构，从而控制生物的性状B．直接对相应的基因进行改造，通过控制酶的合成，从而控制生物的性状C．直接通过对酶的合成的控制，从而控制生物的性状D．直接改造相应的mRNA，从而控制生物的性状2．下列有关蛋白质工程的说法正确的是(C)A．蛋白质工程无需构建基因表达载体B．通过蛋白质工程改造后的蛋白质有的仍是天然的蛋白质C．蛋白质工程需要限制性核酸内切酶和DNA连接酶D．蛋白质工程是在蛋白质分子水平上改造蛋白质的3．在遗传研究中，常用信使RNA进行基因的克隆(即形成许多完全相同的DNA)，这种快速克隆基因的步骤依次是：①DNA复制；②转录；③逆转录；④翻译(B)A．③②①8．③①C．②①④D．③①④4．下列哪项不是蛋白质工程的研究内容(C)A．分析蛋白质分子的精细结构B．对蛋白质进行有目的的改造C．分析氨基酸的化学组成D．按照人的意愿将天然蛋白质改造成新的蛋白质5．蛋白质工程中对蛋白质分子进行设计时，主要包括哪几种?(B)①进行少数氨基酸的替换；②对不同来源的蛋白质的拼接；③从氨基酸的排列顺序出发设计全新的蛋白质；④直接改变蛋白质的空间结构A．①②B．①②③C．②③④D．①②④6．关于蛋白质工程的说法错误的是(B)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7．合成自然界不存在的蛋白质应首先设计(A)A．蛋白质结构8．RNA结构C．氨基酸序列D．基因结构8．基因工程与蛋白质工程的区别是(B)A．基因工程需对基因进行分子水平操作，蛋白质工程不对基因进行操作B．基因工程合成的是天然存在的蛋白质，蛋白质工程合成的不是天然存在的蛋白质C．基因工程是分子水平操作，蛋白质工程是细胞水平(或性状水平)D．基因工程完全不同于蛋白质工程9．科学家将8干扰素基因进行定点突变导人大肠杆菌表达，使干扰素第17位的半胱氨酸改变成丝氨酸，结果大大提高8一干扰素的抗病毒活性，并且提高了储存稳定性，该生物技术为．(B)A．基因工程B．蛋白质工程C．基因突变D．细胞工程10．某种微生物合成的蛋白酶与人体消化液中的蛋白酶的结构和功能很相似，只是对热稳定性较差，进入人体后容易失效。现要将此酶开发成一种片剂，临床治疗食物的消化不良，最佳方案是(A)A．对此酶中的少数氨基酸替换，以改善其功能B．减少此酶在片剂中的含量c．将此酶与人蛋白酶进行拼接，形成新的蛋白酶D．重新设计与创造一种全新的蛋白酶11．干扰素是动物体内的一种蛋白质，可以用来治疗病毒的感染和癌症，但在体外保存相当困难，如何长期保存，科学家发现干扰素中的一个半胱氨酸变成丝氨酸，可以保存半年。你来设想一下，能不能让动物生产能够长期储存的干扰素?采用什么方法?能生产长期储存的干扰素。方法：用氨基酸序列反推信使RNA序列，再反推DNA序列，然后进行基因改造。12．蛋白质工程是指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、生产的过程。下面是蛋白质工程的基本途径，试回答下列有关问题：(I)图中③过程的主要依据是每种氨基酸都有其对应的密码子，后者位于mRNA分子上，其上的核苷酸序列与基因中的脱氧核苷酸之间存在着互补关系。(2)完成④过程需要涉及基因工程技术。【拓展提高】13．枯草杆菌产生的蛋白酶具有催化分解蛋白质的特性，但极易被氧化而失效。l98