高中生物 1.4 蛋白質(zhì)工程的崛起同步輔導(dǎo)與檢測課件 新人教版選修3.ppt

第4節(jié)蛋白質(zhì)工程的崛起 基因工程 預(yù)習(xí)提綱 一 蛋白質(zhì)工程崛起的緣由1 基因工程的實(shí)質(zhì) 將一種生物的 轉(zhuǎn)移到另一種生物體內(nèi) 后者產(chǎn)生它本不能產(chǎn)生的 進(jìn)而表現(xiàn)出新的性狀 2 蛋白質(zhì)工程的目的 生產(chǎn)符合人們生活需要的并非自然界已存在的 基因 蛋白質(zhì) 蛋白質(zhì) 二 蛋白質(zhì)工程的基本原理1 蛋白質(zhì)工程的概念 蛋白質(zhì)工程是指以 作為基礎(chǔ) 通過 或 對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行 或 以滿足人類的生產(chǎn)和生活的需求 2 目標(biāo) 根據(jù)人們對 功能的特定需求 對 的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分子設(shè)計(jì) 3 原理 基因改造 4 過程 預(yù)期蛋白質(zhì)功能 設(shè)計(jì)預(yù)期的 結(jié)構(gòu) 推測應(yīng)有的 序列 找到相應(yīng)的 序列 基因 蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律與其生物功能的關(guān)系 基因修飾 基因合成 改造 制造一種新的蛋白質(zhì) 蛋白質(zhì) 蛋白質(zhì) 蛋白質(zhì) 氨基酸 脫氧核苷酸 三 蛋白質(zhì)工程的進(jìn)展和前景1 前景誘人 如用此技術(shù)制成的電子元件 具有 和效率高的特點(diǎn) 2 難度很大 主要是目前科學(xué)家對大多數(shù)蛋白質(zhì)的 的了解還很不夠 體積小 耗電少 高級結(jié)構(gòu) 自主檢測 1 蛋白質(zhì)工程的操作實(shí)質(zhì)是 a 改造蛋白質(zhì)b 改造mrnac 改造基因d 改變氨基酸2 蛋白質(zhì)工程中對蛋白質(zhì)分子進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí) 主要包括哪幾種 進(jìn)行少數(shù)氨基酸的替換 對不同來源的蛋白質(zhì)進(jìn)行拼接 從氨基酸的排列順序出發(fā)設(shè)計(jì)全新的蛋白質(zhì) 直接改變蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu) a b c d c b 3 以下蛋白質(zhì)工程中目前已成功的是 a 對胰島素進(jìn)行改造 產(chǎn)生速效型藥品b 蛋白質(zhì)工程應(yīng)用于微電子方面c 生產(chǎn)體外耐儲存的干擾素d 用蛋白質(zhì)工程生產(chǎn)高產(chǎn)賴氨酸玉米4 天然蛋白質(zhì)的合成是按照下列哪一項(xiàng)原理進(jìn)行的 a 轉(zhuǎn)錄b 翻譯 c 中心法則d 復(fù)制 a c 5 蛋白質(zhì)工程中的蛋白質(zhì)分子設(shè)計(jì)的首要任務(wù)是 a 改變控制蛋白質(zhì)合成的基因b 合成新基因c 構(gòu)建新蛋白質(zhì)的分子模型d 弄清蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能6 蛋白質(zhì)工程是在基因工程基礎(chǔ)上 延伸出來的第二代基因工程 其結(jié)果是產(chǎn)生的蛋白質(zhì) a 氨基酸種類增多b 氨基酸種類減少c 仍為天然存在蛋白質(zhì)d 可合成天然不存在的蛋白質(zhì) d d 蛋白質(zhì)工程 1 原理 蛋白質(zhì)工程的目標(biāo)是根據(jù)人們對蛋白質(zhì)功能的特定要求 對蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分子設(shè)計(jì) 由于基因決定蛋白質(zhì) 因此 要對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)改造 還必須從基因入手 我們知道 天然蛋白質(zhì)合成的過程是按照中心法則進(jìn)行的 基因 表達(dá) 轉(zhuǎn)錄和翻譯 形成氨基酸序列的多肽鏈 形成具有高級結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì) 行使生物功能 而蛋白質(zhì)工程卻與之相反 它的基本途徑是 從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā) 設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu) 推測應(yīng)有的氨基酸序列 找到相對應(yīng)的脫氧核苷酸序列 基因 如下圖所示 蛋白質(zhì)工程是先按照人們的意愿創(chuàng)造出適合人類需求的新基因 然后表達(dá)出具有不同功能的蛋白質(zhì) 2 應(yīng)用 利用蛋白質(zhì)工程改造或設(shè)計(jì)制造出的人工蛋白質(zhì) 在活性 穩(wěn)定性 營養(yǎng)性等方面都優(yōu)于天然蛋白質(zhì) 關(guān)于蛋白質(zhì)工程的說法 錯(cuò)誤的是 a 蛋白質(zhì)工程能定向地改造蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu) 使之更加符合人類需要b 蛋白質(zhì)工程是在分子水平上對蛋白質(zhì)分子直接進(jìn)行操作 定向改變分子的結(jié)構(gòu)c 蛋白質(zhì)工程能產(chǎn)生自然界中不存在的新型蛋白質(zhì)分子d 蛋白質(zhì)工程與基因工程密不可分 又稱為第二代基因工程解析 本題主要考查對蛋白質(zhì)工程的基本概念的理解 蛋白質(zhì)工程是通過基因進(jìn)行修飾或基因合成 對現(xiàn)有的蛋白質(zhì)進(jìn)行改造 或制造新的蛋白質(zhì) 它并不是對蛋白質(zhì)分子直接進(jìn)行操作 答案 b 變式遷移 1 科學(xué)家將 干擾素基因進(jìn)行定點(diǎn)突變后 導(dǎo)入大腸桿菌體內(nèi)使其表達(dá) 使干擾素第17位的半胱氨酸改變成絲氨酸 結(jié)果大大提高了 干擾素的抗病活性 并且提高了儲存穩(wěn)定性 該生物技術(shù)為 a 基因工程b 蛋白質(zhì)工程c 基因突變d 細(xì)胞工程 解析 基因工程是通過對基因的操作 將符合人們需要的目的基因?qū)脒m宜的生物體內(nèi) 使其高效表達(dá) 從中提取所需的基因控制合成的蛋白質(zhì) 或表現(xiàn)某種性狀 蛋白質(zhì)產(chǎn)品仍然為天然存在的蛋白質(zhì) 而蛋白質(zhì)工程卻是對控制蛋白質(zhì)合成的基因進(jìn)行改造 從而實(shí)現(xiàn)對其編碼的蛋白質(zhì)的改造 所得到的已不是天然存在的蛋白質(zhì) 題目中的操作中涉及的基因顯然不再是原來的基因 其合成的 干擾素也不是天然 干擾素 而是經(jīng)過改造的 具有人類所需優(yōu)點(diǎn)的蛋白質(zhì) 因而整個(gè)過程利用的生物技術(shù)應(yīng)為蛋白質(zhì)工程 答案 b 點(diǎn)評 蛋白質(zhì)工程要實(shí)現(xiàn)對蛋白質(zhì)的改造 是通過改造基因 而不是直接改造蛋白質(zhì) 原因分析如下 1 任何一種天然蛋白質(zhì)都是由基因編碼的 改造了基因即對蛋白質(zhì)進(jìn)行了改造 而且改造過的蛋白質(zhì)可以遺傳下去 如果對蛋白質(zhì)直接改造 即使改造成功 被改造過的蛋白質(zhì)分子還是無法遺傳的 2 對基因進(jìn)行改造比對蛋白質(zhì)直接改造要容易操作 難度要小得多 蛋白質(zhì)工程與基因工程的區(qū)別和聯(lián)系 基因工程與蛋白質(zhì)工程的區(qū)別是 a 基因工程需對基因進(jìn)行分子水平操作 蛋白質(zhì)工程不對基因進(jìn)行操作b 基因工程合成的是天然存在的蛋白質(zhì) 蛋白質(zhì)工程合成的可以是天然不存在的蛋白質(zhì)c 基因工程是分子水平操作 蛋白質(zhì)工程是細(xì)胞水平 或性狀水平 操作d 基因工程完全不同于蛋白質(zhì)工程 解析 蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上 延伸出來的第二代基因工程 蛋白質(zhì)工程是從分子水平對蛋白質(zhì)進(jìn)行改造設(shè)計(jì) 通過對相應(yīng)的基因進(jìn)行修飾加工甚至人工進(jìn)行基因合成 從而對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造 或制造一種新的蛋白質(zhì)以滿足人類生產(chǎn)和生活需求 而基因工程只是將外源基因?qū)肓硪簧矬w內(nèi) 并使之表達(dá) 體現(xiàn)人類所需的性狀 或者獲取所需的產(chǎn)品 因此 基因工程在原則上只能生產(chǎn)自然界已存在的蛋白質(zhì) 答案 b 變式遷移 2 下列說法正確的是 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 解析 蛋白質(zhì)工程的目標(biāo)是根據(jù)人們對蛋白質(zhì)功能的特定需求 對蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分子設(shè)計(jì) 其中 基因工程是關(guān)鍵技術(shù) 是蛋白質(zhì)工程的基礎(chǔ) 因?yàn)閷Φ鞍踪|(zhì)結(jié)構(gòu)的改造是通過改造基因來實(shí)現(xiàn)的 所以蛋白質(zhì)工程是在基因水平上改造蛋白質(zhì) 改造后的蛋白質(zhì)不再是天然的蛋白質(zhì) 答案 b 點(diǎn)評 1 蛋白質(zhì)工程前景誘人 但目前成功的例子不多 尚處于探索實(shí)驗(yàn)過程 要設(shè)計(jì)出符合人類眾多需要的蛋白質(zhì)還需經(jīng)過艱辛的探索 2 蛋白質(zhì)工程雖然稱為第二代基因工程 但二者仍是兩個(gè)不同的概念 不能理解為蛋白質(zhì)工程屬于基因工程 這正如必修教材上講減數(shù)分裂是特殊的有絲分裂一樣 其實(shí)減數(shù)分裂并不屬于有絲分裂 基礎(chǔ)鞏固 1 蛋白質(zhì)工程中 直接需要進(jìn)行操作的對象是 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) 解析 蛋白質(zhì)工程是指以蛋白質(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) 通過基因修飾或基因合成 對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造 或制造一種新的蛋白質(zhì) 以滿足人類的生產(chǎn)和生活的需求 其目標(biāo)是對蛋白質(zhì)進(jìn)行分子設(shè)計(jì) 但因?yàn)榛驔Q定蛋白質(zhì) 因此歸根到底還需要相對應(yīng)基因進(jìn)行設(shè)計(jì) 答案 d 2 人們發(fā)現(xiàn)蛛絲蛋白比蠶絲蛋白更細(xì) 但強(qiáng)度卻更大 于是有人試圖通過破解蛛絲蛋白的結(jié)構(gòu)從而推出其基因結(jié)構(gòu) 以指導(dǎo)對蠶絲蛋白基因的修改 從而讓蠶也吐出像蛛絲蛋白一樣堅(jiān)韌的絲 此過程的名稱和依據(jù)的原理分別是 a 基因突變 dna rna 蛋白質(zhì)b 基因工程 rna rna 蛋白質(zhì)c 基因工程 dna rna 蛋白質(zhì)d 蛋白質(zhì)工程 蛋白質(zhì) rna dna rna 蛋白質(zhì) 解析 通過修改已知蠶絲蛋白的基因 從而創(chuàng)造出全新的蛋白質(zhì)的過程叫蛋白質(zhì)工程 其原理是蛋白質(zhì)rna dna rna 蛋白質(zhì) 答案 d 3 蛋白質(zhì)工程中 對蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分子設(shè)計(jì)的根據(jù)是 a 人們對蛋白質(zhì)功能的特定需求 b 蛋白質(zhì)中氨基酸序列 c 信使rna中核糖核苷酸序列 d 基因中脫氧核苷酸序列 a 4 下列不屬于蛋白質(zhì)工程成果的是 a 改造酶的結(jié)構(gòu) 提高其熱穩(wěn)定性 b 生產(chǎn)鼠 人嵌合抗體 c 將干擾素分子中的半胱氨酸替換為