蛋白質工程的崛起導學案

1、名師精編優(yōu)秀教案肥城一中“四階段六步導學”課堂教學導學案年級高二學科生物 序號5編制人張永剛審核人梁文玲、劉慶蘭、張延平 U.4蛋白質工程的崛起【使用說明】1、 依據學習目標、認真預習課本至少20分鐘，用紅筆標注重難點2、用準確語言完成【自主學習】和【合作探究】3、認真獨立完成【自我檢測】【學習目標】1、舉例說出蛋白質工程崛起的理由。2、簡述蛋白質工程的原理。3、嘗試運用逆向思維分析和解決問題?！局仉y點】1、簡述蛋白質工程的原理?！咀灾黝A習1】（閱讀教材，將空白處內容填寫上，并在書中的相應位置用橫線標注。）一、蛋白質工程崛起的緣由1、 基因工程的實質：將一種生物的 轉移到另一種生物的體內，后者

2、生產它不能產生的，進而表現(xiàn)出新性狀。2、 蛋白質工程的目的：生產符合人們生活所需要的并非自然界已存在的 ?！菊n內探究1】（結合已學知識，思考以下問題。將不能完成的問題用紅筆畫出來，并在小組內討論交流，將交流的結果整理在學案上。）1、蛋白質工程與基因工程在制造的蛋白質種類上的區(qū)別？【自主預習2】（閱讀教材，將空白處內容填寫上，并在書中相應的位置用橫線標注。）二、蛋白質工程的基本原理1. 目標：根據人們對 功能的特定需求，對 進行分子設計。2. 原理：。3. 過程：預期蛋白質功能設計*設計 分子設計.推測應有氨基酸序列 找到相應的 序列（基因） 表達 。4. 蛋白質工程是指以的關系作為基礎，通過，

3、對現(xiàn)有蛋白質進行改造，或者制造一種 ，以滿足人類的生產和生活需求?！菊n內探究 2】（結合已學知識，思考以下問題。將不能完成的問題用紅筆畫出來，并在小組內討論 交流，將交流的結果整理在學案上。）1、蛋白質工程的實質及本質上的改造對象分別是什么？對天然蛋白質進行改造，你認為應該直接對蛋白質分子進行操作，還是通過對基因的操作來實現(xiàn)?2、蛋白質工程的基本操作思路與基因工程有何不同?3、某多肽鏈的一段氨基酸序列是：甲硫氨酸一色氨酸一苯丙氨酸一色氨酸一（氨基酸及對應的密碼子為：甲硫氨酸 AUG色氨酸UGG苯丙氨酸UUU UUC。（1）怎樣得出決定這一段肽鏈的脫氧核 苷酸序列？請把相應的堿基序列寫出來。（2

4、）確定目的基因的堿基序列后，怎樣才能合成或改造目的基因（DNA ?【自主預習3】（閱讀教材，將空白處內容填寫上，并在書中相應的位置用橫線標注。）三、蛋白質工程的進展和前景1. 例如科學家通過對 的改造，已使其成為速效性藥品；用蛋白質工程方法制成的電子元件局有 、和的特點，因此具有極為廣闊的發(fā)展前景。2. 蛋白質工程是一項難度很大的工程，目前成功的例子不多，主要因為蛋白質發(fā)揮功能必需依賴于 ，而這種 十分復雜，而目前科學家對大多數蛋白質的 了解還不夠。問題拓展1、你知道酶工程嗎？絕大多數酶都是蛋白質，酶工程是蛋白質工程嗎？概念圖請用適當文字完成蛋白質工程流程圖【課堂反饋】1、蛋白質工程的實質是比

5、較基因工程和蛋白質工程項目基因工程蛋白質工程操作起點操作核心過程目標結果聯(lián)系名師精綱_ _ _優(yōu)秀教案.A.改變氨基酸結構B.改造蛋白質結構C.改變肽鏈結構2、干擾素經過改造可長期儲存，從蛋白質水平上應改變的是 C. 谷氨酸( 自然界中不存在的蛋白質( 酶工程A.光氨酸 B. 精氨酸3、蛋白質工程制造的蛋白質是A.天然蛋白質B.稀有蛋白質C.4、蛋白質工程的基礎是A.基因工程 B. 細胞工程 【歸納總結】C.D.D.D.改造基因結構( )半光氨酸)D.血紅蛋白質)發(fā)酵工程五、鞏固練習(一)選擇題1基因工程的實質是A .基因重組B .基因突變C.產生新的蛋白質D .產生新的基因2天然蛋白質合成遵

6、循的法則是A .中心法則B .轉錄C.翻譯D 復制3下列各項與蛋白質結構多樣性無關的是A 氨基酸的種類數目排列順序B 構成蛋白質的多肽鏈的數目C.構成蛋白質的肽鏈的空間結構D .氨基酸至少含一個氨基和一個羧基 4蛋白質工程中直接操作的對象是名師精綱_ _ _優(yōu)秀教案.A 氨基酸的結構C.肽鏈結構B .蛋白質空間結構D 基因結構5當前醫(yī)學上，蛋白質工程藥物正逐步取代第一代基因工程多肽蛋白質類替代治療劑，則基因工程 藥物與蛋白質工程藥物的區(qū)別是A 都與天然產物完全相同B 都與天然產物不相同C 基因工程藥物與天然產物完全相同，蛋白質工程藥物與天然產物不相同D 基因工程藥物與天然產物不相同，蛋白質工程

7、藥物與天然產物完全相同 6蛋白質工程的基本流程正確的是蛋白質分子結構設計DNA合成預期蛋白質功能據氨基酸序列推出脫氧核苷酸序列B.TTTC.TTTD.TTT9關于基因工程和蛋白質工程的說法正確的是()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構C. 蛋白質工程就是改造蛋白質的分子結構D. 基因工程能產生自然界根本不存在的基因，蛋白質工程能產生自然界根本不存在的蛋白質(二)非選擇題11 枯草桿菌產生的蛋白酶具有催化分解蛋白質的特性，但極易被氧化而失效。1985年，美國的埃斯特爾將枯草桿菌蛋白酶分子中的第 222位氨基酸替換后，雖然其水解活性有所下降，但抗氧化能力 大大提高。用這

8、種水解酶作為洗滌劑的添加劑，可以有效地除去血漬、奶漬等蛋白質污漬。(1) 改造枯草桿菌蛋白酶的生物技術是 。(2) 改造后的枯草桿菌中的控制合成蛋白酶的基因與原來相比，至少有個堿基對發(fā)生變化。(3) 利用生物技術改造蛋白質，是提高了蛋白質的 性，埃斯特爾所作的工作是對已知蛋白質進行。反思總結：答案：預習一：基因 蛋白質 蛋白質探究一：蛋白質工程制造的蛋白質的符合人們生。預習二：1、蛋 脫氧核苷酸，合基因修飾或基因合成產需要的并不是自然界已存在的。基因工程制造的蛋白質只能是自然界存在的種類 白質功能，蛋白質的結構 2 、中心法則的逆推 3、預期的蛋白質結構， 成DNA(基因)，蛋白質4、蛋白質分

9、子的結構規(guī)律及其與生物功能新的蛋白質。探究二：1、實質：通過改造基因結構或生產新基因，定向改造或生產人類所需蛋白質;名師精編_優(yōu)秀教案本質上的改造對象：基因結構。 毫無疑問應該從對基因的操作來實現(xiàn)對天然蛋白質改造，主要原因如下（1）任何一種天然蛋白質都是由基因編碼的，改造了基因即對蛋白質進行了改造，而且改造 過的蛋白質可以遺傳下去。 如果對蛋白質直接改造。 即使改造成功，被改造過的蛋白質分子還是無法 遺傳的。（2）對基因進行改造比對蛋白質直接進行改造要容易操作，難度要小得多。2、基因工程遵循的是中心法則，從DNA NA 一蛋白質，基本上制造自然界已有的蛋白質；蛋白質工程按以下思路進行的：確定蛋

10、白質的功能 設計蛋白質的結構改造基因中的堿基序列 成DNA 表達出蛋白質，可以創(chuàng)造出自然界不存在的蛋白質。2、（ 1）mRNA序列為：GCU （或 C或 A 或 G） UGGAAA或 G）AUGUUU或 C）脫氧核苷酸序列：CGA （或 G或 T 或 C）ACCTTT（或 C）TACAAA（或 G）（2）確定目的基因的堿基序列后，就可以根據人類的需要改造它，通過人工合成的方法或從基因庫 中獲取。預習三：1、胰島素 體積小 耗電少 效率高2、正確的高級結構高級結構高級結構探究三：酶工程就是指將酶所具有的生物催化作用，借助工程學的手段，應用于生產、生活、醫(yī)療診 斷和環(huán)境保護等方面的一門科學技術。概括地說，酶工程是由酶制劑的生產和應用兩方面組成的。酶工程的重點在于對已存在酶的合理充分利用，而蛋白質工程的重點則在于對已存在的蛋白質分子的改造。概念圖分子設計DNA合成預測功能蛋白質氨基酸序列基因生物功能三維結構多肽鏈lDNA課堂反饋：D、D C A歸納總結：目的基因、預期的蛋白質功能；目的基因表達載體、基因；獲取目的基因t構建表達載體t導入受體細胞t目的基因的檢測與表達、預期蛋白質功能t設計蛋白質結構t推測氨基酸序列t 推測核苷酸序列t合成DNA t表達出蛋白質；定向改造生物