高中生物 专题1 细胞工程 1.4 蛋白质工程的崛起学案 新人教版选修3-新人教版高二选修3生物学案

1.4 蛋白质工程的崛起目标导航 1.举例说出蛋白质工程崛起的缘由。2.结合教材图 1－29，简述蛋白质工程的基本原理及蛋白质工程的进展和前景。重难点击 蛋白质工程的基本原理。课堂导入方式一：人类可以创造出自然界不存在的蛋白质吗？答案是肯定的。例如：科学家已生产出一种以前必须从南极鱼类身体中提取的抗冻蛋白质。这一技术可用于储存大量新鲜的动植物和人类的组织细胞，防止形成冰晶，破坏脆弱的细胞膜和细胞的内部结构。你想了解这方面的知识吗？请跟着我一起学习：蛋白质工程的崛起。方式二：基因工程的诞生，为克服远缘杂交的障碍问题，带来了新的希望，并取得了丰硕成果：大肠杆菌为人类生产出了胰岛素，牛的乳腺生物反应器为人类制造出了蛋白质类药物，烟草植物体内含有了某种药物蛋白……，至此，人们也只是实现了自然界现有基因在转基因生物中的表达。但一个新问题出现了，生物产生的天然蛋白质是在长期进化过程中形成的，它的结构、性能不能完全满足人类生产和生活的需要。于是要对现有蛋白质进行改造，制造出目前从天然蛋白质中找不到的蛋白质。这样人们又开始了新一轮的探索，蛋白质工程应运而生了。一、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.蛋白质工程(1)崛起缘由① 基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质。② 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。(2)实例①――→体外很难保存 体外－70 ℃下可以保存半年② 提高玉米赖氨酸含量――→――→(改造后玉米叶片和种子中游离赖氨酸含量分别提高 5 倍和 2 倍)合作探究1.基因工程的优势与不足分别是什么？答案 (1)优势：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，进而表现出新性状。这是基因工程的实质。(2)不足：原则上基因工程只能生产自然界中已存在的蛋白质。2.蛋白质工程的实例：(1)经改造的干扰素基因合成的干扰素和原来的相比，在结构和功能上有什么改变？答案 经改造的干扰素，其分子上的一个半胱氨酸变成丝氨酸，结果大大提高该干扰素在体外储存的稳定性。(2)可以通过哪些途径提高玉米中的赖氨酸含量？答案 ①可以将富含赖氨酸的蛋白质编码基因导入玉米，②可以改变赖氨酸合成途径中关键酶的活性。(3)为什么改变一个氨基酸就可以改变蛋白质的稳定性甚至某种蛋白质...