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课件网) 第3章 第4节 蛋白质工程的原理和应用 生 物 2026 内容索引 自主预习 新知导学 合作探究 释疑解惑 课堂小结 课标定位 素养阐释 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.举例说明蛋白质工程的实际应用。 1.运用结构与功能观等观念,认同蛋白质工程是基因工程的延续。 2.认同蛋白质工程在农业、医药工业及其他工业生产中的应用价值。 3.基于蛋白质工程的实例,尝试运用逆向思维分析和解决问题。 自主预习 新知导学 一、蛋白质工程的概念 1.概念: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。 2.对蛋白质工程概念的理解 (1)基础:蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系。 (2)实质:改造或合成基因。 (3)产物:改造现有蛋白质,或制造新的蛋白质。 二、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.基因工程的不足:基因工程原则上只能生产自然界中已存在的蛋白质。 3.天然蛋白质存在的不足:天然蛋白质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。 三、蛋白质工程的基本原理 1.关于天然蛋白质 (1)合成过程遵循的原则:中心法则。 (2)合成过程:基因→表达(转录和翻译)→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→行使生物功能。 2.蛋白质工程 (1)目标:根据人们对蛋白质功能的特定需求,对蛋白质的结构进行设计改造。 (2)基本思路 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。 四、蛋白质工程的应用 1.在医药工业方面:利用蛋白质工程研发药物,如速效胰岛素类似物、可以在一定条件下延长保存时间的干扰素、不易诱发人体免疫反应的小鼠单克隆抗体等。 2.在其他工业方面:广泛用于改进酶的性能或开发新的工业用酶,如枯草杆菌蛋白酶。 3.在农业方面:科学家正在尝试改造某些参与调控光合作用的酶,以提高植物光合作用的效率,增加粮食的产量;设计优良微生物农药,通过改造微生物蛋白质的结构,使它防治病虫害的效果增强。 【预习检测】 1.判断正误。 (1)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。( ) (2)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设计改造。( ) (3)蛋白质工程的操作手段是基因改造或基因合成。( ) (4)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。 ( ) (5)基因工程中所利用的工具酶都是通过蛋白质工程进行修饰、改造的。 ( ) × √ √ √ × (6)蛋白质工程能定向改造或生产人类所需的蛋白质,不能定向改造生物的遗传性状。( ) (7)蛋白质工程可生产自然界中没有的蛋白质,基因工程原则上只能生产自然界中已有的蛋白质。( ) (8)蛋白质工程是一项难度很大的工程,目前还没进入实用阶段。( ) × √ × 2.下列有关蛋白质工程及其应用的叙述,正确的是( ) A.蛋白质工程能定向改造蛋白质分子结构,使之更加符合人类需要 B.蛋白质工程的实质是通过改变氨基酸的结构改变蛋白质的功能 C.蛋白质工程技术中的操作对象可以是蛋白质或控制蛋白质合成的基因 D.当前限制蛋白质工程发展的关键因素是基因工程技术还不成熟 答案:A 解析:蛋白质工程能通过改造或合成基因,定向对现有蛋白质分子的结构进行改造,使之更加符合人类需要,A项正确。蛋白质工程是在基因工程的基础上发展起来的,蛋白质工程最终还 ... ...
