1、選修三專題1 1.4蛋白質(zhì)工程的崛起一、 學(xué)習(xí)目標(biāo)1.舉例說(shuō)出蛋白質(zhì)工程崛起的緣由。2.簡(jiǎn)述蛋白質(zhì)工程的原理。3.嘗試運(yùn)用逆向思維分析和解決問(wèn)題。二、教學(xué)建議1.課時(shí)數(shù)：本節(jié)教學(xué)建議用1課時(shí)。2.課時(shí)側(cè)重點(diǎn)：（1）為什么要開(kāi)展蛋白質(zhì)工程的研究？（2）蛋白質(zhì)工程的原理。3.教學(xué)策略（1）建議采用“問(wèn)題探究新問(wèn)題再探究”的教學(xué)模式。本節(jié)內(nèi)容是基因工程的延伸和發(fā)展。由于蛋白質(zhì)工程剛剛起步，學(xué)習(xí)內(nèi)容較少。如何學(xué)得充實(shí)，又讓學(xué)生悟出些終身學(xué)習(xí)的道理，建議采用“問(wèn)題探究新問(wèn)題再探究”的教學(xué)模式。新課一開(kāi)始，可以帶領(lǐng)學(xué)生回憶原有知識(shí)：要想讓一種生物的性狀在另一種生物中表達(dá)，在種內(nèi)可以用常規(guī)雜交育種的辦法實(shí)現(xiàn)

2、，但要使有生殖隔離的種間生物實(shí)現(xiàn)基因交流，就顯得力不從心了。基因工程的誕生，為克服這一遠(yuǎn)緣雜交的障礙問(wèn)題，帶來(lái)了新的希望。于是取得了豐碩成果：大腸桿菌為人類生產(chǎn)出了胰島素，牛的乳腺生物反應(yīng)器為人類制造出了蛋白質(zhì)類藥物，煙草植物體內(nèi)含有了某種藥物蛋白至此，人們也只是實(shí)現(xiàn)了世界上現(xiàn)有基因在轉(zhuǎn)基因生物中的表達(dá)。但一個(gè)新問(wèn)題出現(xiàn)了，生物產(chǎn)生的天然蛋白質(zhì)是在長(zhǎng)期進(jìn)化過(guò)程中形成的，它的結(jié)構(gòu)、性能不能完全滿足人類生產(chǎn)和生活的需要。為了加深這一點(diǎn)的認(rèn)識(shí)，可調(diào)動(dòng)學(xué)生從書(shū)中找實(shí)例（干擾素例子、工業(yè)用酶的例子）加以佐證。于是要對(duì)現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，制造出目前從天然蛋白質(zhì)中找不到的蛋白質(zhì)。這樣人們又開(kāi)始了新一輪的探索

3、，蛋白質(zhì)工程應(yīng)運(yùn)而生了。（2）建議加強(qiáng)與已有知識(shí)的聯(lián)系，用逆向思維的方法解決新問(wèn)題。學(xué)生在必修課中已學(xué)習(xí)過(guò)中心法則及蛋白質(zhì)具有復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)等知識(shí)。中心法則告訴我們遺傳信息的流動(dòng)方向如圖1-4所示。圖1-4 遺傳信息的流動(dòng)方向這是學(xué)習(xí)新知識(shí)的基礎(chǔ)。既然蛋白質(zhì)的功能是由DNA決定的，那么要制造出新的蛋白質(zhì)，就要改造DNA。所以蛋白質(zhì)工程的原理應(yīng)該是中心法則的逆推。結(jié)合課本中插圖，可以較明確地說(shuō)明這一點(diǎn)。還有兩點(diǎn)教學(xué)建議需要說(shuō)明。第一，蛋白質(zhì)工程的誕生是有其理論與技術(shù)條件支撐的，正如課本中開(kāi)頭描述的，它是隨著分子生物學(xué)、晶體學(xué)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展而誕生的，也與基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、生物信息學(xué)的

4、發(fā)展等因素有關(guān)（本書(shū)“前沿動(dòng)態(tài)”中有簡(jiǎn)要介紹）。第二，說(shuō)明蛋白質(zhì)工程目前的現(xiàn)狀：成功的例子不多，主要是因?yàn)榈鞍踪|(zhì)發(fā)揮其功能需要依賴于正確的空間結(jié)構(gòu)，而科學(xué)家目前對(duì)大多數(shù)蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)了解很少。這樣學(xué)習(xí)，可以使學(xué)生認(rèn)識(shí)到科學(xué)探索之路的漫長(zhǎng)、艱辛和永無(wú)止境。三、達(dá)標(biāo)檢測(cè)1玉米是生產(chǎn)賴氨酸的好材料，可是產(chǎn)量較低，可以通過(guò)改變什么結(jié)構(gòu)來(lái)提高產(chǎn)量()A天冬氨酸激酶B二氫吡啶二羧酸合成酶C肽酶DA、B兩項(xiàng)都是2下列關(guān)于蛋白質(zhì)工程的說(shuō)法，正確的是()A蛋白質(zhì)工程是在分子水平上對(duì)蛋白質(zhì)分子直接進(jìn)行操作B蛋白質(zhì)工程能產(chǎn)生出自然界中不曾存在過(guò)的新型蛋白質(zhì)分子C對(duì)蛋白質(zhì)的改造是通過(guò)直接改造相應(yīng)的mRNA來(lái)實(shí)現(xiàn)的D

5、蛋白質(zhì)工程的流程和天然蛋白質(zhì)合成的過(guò)程是相同的3蛋白質(zhì)工程操作的實(shí)質(zhì)是()A改造蛋白質(zhì) B改造mRNAC改造基因 D改造氨基酸4在設(shè)計(jì)合成自然界中不存在的蛋白質(zhì)時(shí)，首先應(yīng)該設(shè)計(jì)()A基因結(jié)構(gòu) BmRNA結(jié)構(gòu)C氨基酸序列 D蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)5蛋白質(zhì)工程中直接需要進(jìn)行操作的對(duì)象是()A氨基酸結(jié)構(gòu) B蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)C肽鏈結(jié)構(gòu) D基因結(jié)構(gòu)6科學(xué)家為提高玉米中賴氨酸含量，計(jì)劃將天冬氨酸激酶的第352位的蘇氨酸變成異亮氨酸，將二氫吡啶二羧酸合成酶中104 位的氨基酸由天冬氨酸變成異亮氨酸，就可以使玉米葉片和種子中的游離賴氨酸含量分別提高5倍和2倍。下列對(duì)蛋白質(zhì)的改造，操作正確的是()A直接通過(guò)分子水平改造蛋白質(zhì)

6、B直接改造相應(yīng)的mRNAC對(duì)相應(yīng)的基因進(jìn)行操作D重新合成新的基因7下列說(shuō)法正確的是()A蛋白質(zhì)工程和基因工程的目的都是獲得人類需要的蛋白質(zhì)，所以二者沒(méi)有區(qū)別B基因工程是蛋白質(zhì)工程的關(guān)鍵技術(shù)C通過(guò)蛋白質(zhì)工程改造后的蛋白質(zhì)，有的仍然是天然的蛋白質(zhì)D蛋白質(zhì)工程是在蛋白質(zhì)分子水平上直接改造蛋白質(zhì)的8用蛋白質(zhì)工程方法制成的電子元件，具有下列哪些特點(diǎn)()體積小耗電少效率高靈活性強(qiáng)A BC D9下列關(guān)于蛋白質(zhì)工程應(yīng)用的敘述，不正確的是()A蛋白質(zhì)工程可以改造酶的結(jié)構(gòu)，提高酶的熱穩(wěn)定性B通過(guò)蛋白質(zhì)工程可以改變蛋白質(zhì)的活性C利用蛋白質(zhì)工程可以從大腸桿菌細(xì)胞中得到人的胰島素D蛋白質(zhì)工程可以對(duì)胰島素進(jìn)行改造和修飾，

7、合成速效型胰島素制劑10下列關(guān)于蛋白質(zhì)工程的敘述，錯(cuò)誤的是()A蛋白質(zhì)工程操作的實(shí)質(zhì)是改造基因B蛋白質(zhì)工程在設(shè)計(jì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)時(shí)的依據(jù)是現(xiàn)有基因的脫氧核苷酸序列C蛋白質(zhì)工程的基礎(chǔ)是基因工程D蛋白質(zhì)工程遵循的原理包括中心法則11下列關(guān)于基因工程的敘述，不正確的是()A基因工程的實(shí)質(zhì)是外源基因的導(dǎo)入使生物產(chǎn)生出本身不能產(chǎn)生的蛋白質(zhì)B基因工程可使生物產(chǎn)生出自然界中不存在的蛋白質(zhì)種類C基因工程使生物產(chǎn)生的變異屬于基因重組D基因工程操作程序遵循的思路是中心法則，從DNAmRNA蛋白質(zhì)生物功能12以下蛋白質(zhì)工程中，目前已成功的是()A對(duì)胰島素進(jìn)行改造，生產(chǎn)速效型藥品B蛋白質(zhì)工程應(yīng)用于微電子方面C生產(chǎn)體外耐儲(chǔ)存

8、的干擾素D用蛋白質(zhì)工程生產(chǎn)血紅蛋白13關(guān)于基因工程和蛋白質(zhì)工程的說(shuō)法正確的是()A都是分子水平上的操作B基因工程就是改造基因的分子結(jié)構(gòu)C蛋白質(zhì)工程就是改造蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)D基因工程能創(chuàng)造出自然界根本不存在的基因，蛋白質(zhì)工程能創(chuàng)造出自然界根本不存在的蛋白質(zhì)14干擾素是動(dòng)物體內(nèi)合成的一種蛋白質(zhì)，可以用于治療病毒感染和癌癥，但體外保存相當(dāng)困難，如果將其分子上的一個(gè)半胱氨酸變成絲氨酸，就可在70 下保存半年，給廣大患者帶來(lái)福音。(1)蛋白質(zhì)的合成是受基因控制的，因此獲得能夠控制合成“可以保存的干擾素”的基因是生產(chǎn)的關(guān)鍵，依據(jù)蛋白質(zhì)工程原理，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)流程，讓動(dòng)物生產(chǎn)“可以保存的干擾素”(請(qǐng)?zhí)顚?xiě))。(2)

9、基因工程和蛋白質(zhì)工程相比較，基因工程在原則上只能生產(chǎn)_的蛋白質(zhì)，不一定符合人類生產(chǎn)和生活的需要。而蛋白質(zhì)工程是以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過(guò)_或_，對(duì)現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行_，或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類的生產(chǎn)和生活需要。(3)蛋白質(zhì)工程實(shí)施的難度很大，原因是蛋白質(zhì)具有十分復(fù)雜的_結(jié)構(gòu)。(4)對(duì)天然蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，應(yīng)該直接對(duì)蛋白質(zhì)分子進(jìn)行操作，還是通過(guò)對(duì)基因的操作來(lái)實(shí)現(xiàn)？_。原因是_。15近期肝臟學(xué)雜志發(fā)表了一篇文章稱科學(xué)家經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)：乙肝病毒HBX蛋白質(zhì)調(diào)控宿主細(xì)胞內(nèi)許多基因的轉(zhuǎn)錄，廣泛影響宿主細(xì)胞的各種生命活動(dòng)，包括調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡、抑制細(xì)胞DNA的修復(fù)、干擾細(xì)胞有絲分裂和細(xì)胞周期進(jìn)程等，因此可利用該蛋白質(zhì)治療乙肝。下圖表示利用乳腺反應(yīng)器生產(chǎn)乙肝病毒HBX蛋白的流程示意圖。(1)已知HBX蛋白基因的核苷酸序列，則可采用_獲得目的基因，并用_技術(shù)進(jìn)行擴(kuò)增。(2)為獲得更高活性的HBX蛋白質(zhì)，需要對(duì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)改造，但必須通過(guò)基因修飾或基因合成來(lái)完成，而不直接改造蛋白質(zhì)的原因是_。(3)圖中載體是_，為胚胎移植到受體，在該步驟操作前對(duì)胚胎進(jìn)行了檢查和篩選，發(fā)現(xiàn)有些胚胎因?yàn)橥庠椿虻牟迦攵劳觯?qǐng)你分析外源基因插入導(dǎo)致胚胎死亡的原因：_。答案1D2B3C4D5D6C7B8A 9C10B11B12A13A14(1)