蛋白質(zhì)工程的崛起教案

課題1．4蛋白質(zhì)工程的崛起教案【教學(xué)目標(biāo)】1．蛋白質(zhì)工程崛起的緣由。2．蛋白質(zhì)工程的原理【教學(xué)重點(diǎn)】1．為什么要開展蛋白質(zhì)工程的研究？2．蛋白質(zhì)工程的原理【教學(xué)難點(diǎn)】蛋白質(zhì)工程的原理【教學(xué)方法】討論歸納、多媒體輔助教學(xué)【課前預(yù)習(xí)】下圖為人p一珠蛋白基因與其mRNA雜交的示意圖，①～⑦表示基因的不同功能區(qū)。據(jù)圖回答：(1)上述分子雜交的原理是堿基互補(bǔ)配對原則；細(xì)胞中β一珠蛋白基因編碼區(qū)不能翻譯的序列是③和⑤(填寫圖中序號)。(2)若已知mRNA中的堿基序列，能否推出以此mRNA為模板經(jīng)翻譯形成的蛋白質(zhì)中的氨基酸序列?能；能否推出轉(zhuǎn)錄出此mRNA的基因中的堿基序列?不能，理由是不能推出基因中內(nèi)含子等堿基序列。(3)若一個β一珠蛋白基因表達(dá)的區(qū)域中一個A替換成T，則由該基因所控制的蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)是否一定改變?不一定，理由是因?yàn)橐环N氨基酸可能有多個密碼子?！緦W(xué)習(xí)內(nèi)容】一、蛋白質(zhì)工程崛起的緣由1、引發(fā)蛋白質(zhì)工程崛起的新問題：天然蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能不能完全滿足人類生產(chǎn)和生活的需要。2、現(xiàn)有蛋白質(zhì)不能滿足人類需要的幾個典型例子如：干擾素可以用來治療病毒的感染和癌癥，但不能在體外保存。；玉米中賴氨酸的含量比較低（1）干擾素的體外保存①具體問題：不能在體外保存②解決的措施：將分子上一個半胱氨酸變成絲氨酸（2）富含賴氨酸的玉米新品種培育①具體問題：在玉米中含量低②解決的措施：將天冬氨酸激酶的第352為的天冬酰胺變成異亮氨酸，將二氫吡啶二羧酸合成酶中的第104位的天冬酰胺變成異亮氨酸二、蛋白質(zhì)工程的基本原理1、蛋白質(zhì)工程流程P27圖1-292、蛋白質(zhì)工程概念蛋白質(zhì)工程是指以蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過基因修飾和基因合成，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。前提：了解蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能。原理：修飾基因（基因修飾或基因合成）目的：設(shè)計一定分子結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)【例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)【例2】科學(xué)家將β干擾素基因進(jìn)行定點(diǎn)突變導(dǎo)入大腸桿菌表達(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β-干擾素的抗病性活性，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【當(dāng)堂檢測】1．蛋白質(zhì)工程的實(shí)質(zhì)是……（）A．改變氨基酸結(jié)構(gòu)

B．改造蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)C．改變肽鏈結(jié)構(gòu)

D．改造基因結(jié)構(gòu)2．基因工程的實(shí)質(zhì)是………（）A．基因重組

B．基因突變C．產(chǎn)生新的蛋白質(zhì)D．產(chǎn)生新的基因3．干擾素經(jīng)過改造可長期儲存，從蛋白質(zhì)水平上應(yīng)改變的是（）A．光氨酸

B．精氨酸C．谷氨酸

D．半光氨酸4．蛋白質(zhì)工程制造的蛋白質(zhì)是………………（）A．天然蛋白質(zhì)

B．稀有蛋白質(zhì)C．自然界中不存在的蛋白質(zhì)

D．血紅蛋白質(zhì)5．蛋白質(zhì)工程的基礎(chǔ)是……（）A．基因工程

B．細(xì)胞工程C．酶工程D．發(fā)酵工程6．玉米是生產(chǎn)賴氨酸的好材料，可是產(chǎn)量低，需要改變什么結(jié)構(gòu)就能提高產(chǎn)量？…（）A．天冬氨酸激酶

B．二氫吡啶二羧合成酶C．肽酶

D．A．B都是7．天然蛋白質(zhì)合成遵循的法則是……………（）A．中心法則

B．轉(zhuǎn)錄C．翻譯

D．復(fù)制8．關(guān)于蛋白質(zhì)工程的說法錯誤的是…………（）A．蛋白質(zhì)工程能定向改造蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)，使之更加符合人類的需要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，定向改變分子結(jié)構(gòu)C．蛋白質(zhì)工程能產(chǎn)生出自然界中不曾存在過的新型蛋白質(zhì)分子D．蛋白質(zhì)工程又稱為第二代基因工程9．蛋白質(zhì)工程的基本操作程序正確是……………（）①蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)合成②DNA合成③mRNA合成④蛋白質(zhì)的預(yù)期功能⑤根據(jù)氨基酸的序列推出脫氧核苷酸的序列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．下列各項(xiàng)與蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性無關(guān)的是…（）A．氨基酸的種類．?dāng)?shù)目．排列順序B．構(gòu)成蛋白質(zhì)的多肽鏈的數(shù)目C．構(gòu)成蛋白質(zhì)的肽鏈的空間結(jié)構(gòu)D．氨基酸至少含一個氨基和一個羧基11．蛋白質(zhì)工程中直接操作的對象是………………（）A．氨基酸的結(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)12．當(dāng)前醫(yī)學(xué)上，蛋白質(zhì)工程藥物正逐步取代第一代基因工程多肽蛋白質(zhì)類替代治療劑，則基因工程藥物與蛋白質(zhì)工程藥物的區(qū)別（）A．都與天然產(chǎn)物完全相同B．都與天然產(chǎn)物不相同C．基因工程藥物與天然產(chǎn)物完全相同，蛋白質(zhì)工程藥物與天然產(chǎn)物不相同D．基因工程藥物與天然產(chǎn)物不相同，蛋白質(zhì)工程藥物與天然產(chǎn)物完全相同二次備課【課后作業(yè)】科學(xué)家為提高玉米賴氨酸含量，計劃將天冬氨酸激酶的352位氨酸變成異亮氨酸，將二氫吡啶二羧酸合成酶中104位的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，下列對玉米性狀改變最可行的方法是(B)A．直接改造蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)，從而控制生物的性狀B．直接對相應(yīng)的基因進(jìn)行改造，通過控制酶的合成，從而控制生物的性狀C．直接通過對酶的合成的控制，從而控制生物的性狀D．直接改造相應(yīng)的mRNA，從而控制生物的性狀2．下列有關(guān)蛋白質(zhì)工程的說法正確的是(C)A．蛋白質(zhì)工程無需構(gòu)建基因表達(dá)載體B．通過蛋白質(zhì)工程改造后的蛋白質(zhì)有的仍是天然的蛋白質(zhì)C．蛋白質(zhì)工程需要限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶D．蛋白質(zhì)工程是在蛋白質(zhì)分子水平上改造蛋白質(zhì)的3．在遺傳研究中，常用信使RNA進(jìn)行基因的克隆(即形成許多完全相同的DNA)，這種快速克隆基因的步驟依次是：①DNA復(fù)制；②轉(zhuǎn)錄；③逆轉(zhuǎn)錄；④翻譯(B)A．③②①8．③①C．②①④D．③①④4．下列哪項(xiàng)不是蛋白質(zhì)工程的研究內(nèi)容(C)A．分析蛋白質(zhì)分子的精細(xì)結(jié)構(gòu)B．對蛋白質(zhì)進(jìn)行有目的的改造C．分析氨基酸的化學(xué)組成D．按照人的意愿將天然蛋白質(zhì)改造成新的蛋白質(zhì)5．蛋白質(zhì)工程中對蛋白質(zhì)分子進(jìn)行設(shè)計時，主要包括哪幾種?(B)①進(jìn)行少數(shù)氨基酸的替換；②對不同來源的蛋白質(zhì)的拼接；③從氨基酸的排列順序出發(fā)設(shè)計全新的蛋白質(zhì)；④直接改變蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)A．①②B．①②③C．②③④D．①②④6．關(guān)于蛋白質(zhì)工程的說法錯誤的是(B)A．蛋白質(zhì)工程能定向改造蛋白質(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)生出自然界中不曾存在過的新型蛋白質(zhì)分子D．蛋白質(zhì)工程與基因工程密不可分，又被稱為第二代基因工程7．合成自然界不存在的蛋白質(zhì)應(yīng)首先設(shè)計(A)A．蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)8．RNA結(jié)構(gòu)C．氨基酸序列D．基因結(jié)構(gòu)8．基因工程與蛋白質(zhì)工程的區(qū)別是(B)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)工程合成的不是天然存在的蛋白質(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)D．基因工程完全不同于蛋白質(zhì)工程9．科學(xué)家將8干擾素基因進(jìn)行定點(diǎn)突變導(dǎo)人大腸桿菌表達(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8一干擾素的抗病毒活性，并且提高了儲存穩(wěn)定性，該生物技術(shù)為．(B)A．基因工程B．蛋白質(zhì)工程C．基因突變D．細(xì)胞工程10．某種微生物合成的蛋白酶與人體消化液中的蛋白酶的結(jié)構(gòu)和功能很相似，只是對熱穩(wěn)定性較差，進(jìn)入人體后容易失效?，F(xiàn)要將此酶開發(fā)成一種片劑，臨床治療食物的消化不良，最佳方案是(A)A．對此酶中的少數(shù)氨基酸替換，以改善其功能B．減少此酶在片劑中的含量c．將此酶與人蛋白酶進(jìn)行拼接，形成新的蛋白酶D．重新設(shè)計與創(chuàng)造一種全新的蛋白酶11．干擾素是動物體內(nèi)的一種蛋白質(zhì)，可以用來治療病毒的感染和癌癥，但在體外保存相當(dāng)困難，如何長期保存，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)干擾素中的一個半胱氨酸變成絲氨酸，可以保存半年。你來設(shè)想一下，能不能讓動物生產(chǎn)能夠長期儲存的干擾素?采用什么方法?能生產(chǎn)長期儲存的干擾素。方法：用氨基酸序列反推信使RNA序列，再反推DNA序列，然后進(jìn)行基因改造。12．蛋白質(zhì)工程是指根據(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、生產(chǎn)的過程。下面是蛋白質(zhì)工程的基本途徑，試回答下列有關(guān)問題：(I)圖中③過程的主要依據(jù)是每種氨基酸都有其對應(yīng)的密碼子，后者位于mRNA分子上，其上的核苷酸序列與基因中的脫氧核苷酸之間存在著互補(bǔ)關(guān)系。(2)完成④過程需要涉及基因工程技術(shù)?！就卣固岣摺?3．枯草桿菌產(chǎn)生的蛋白酶具有催化分解蛋白質(zhì)的特性，但極易被氧化而失效。l98