高中生物 第一章 基因工程 第三节 蛋白质工程同步备课教学案 浙科版选修3-浙科版高二选修3生物教学案

第三节 蛋白质工程[学习导航] 1.结合教材 P35，概述蛋白质工程的概念和基本原理。2.结合教材 P35～37，说出蛋白质工程的基本过程。3.结合教材 P38～39，举例描述蛋白质工程的应用和发展。[重难点击] 蛋白质工程的概念和基本原理。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。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、蛋白质工程概述1．蛋白质工程的概念(1)基础：蛋白质的结构和功能之间的关系。(2)手段：借助计算机辅助设计、基因定点诱变和重组 DNA 技术改造基因。(3)目的：定向改造天然蛋白质，甚至创造自然界不存在的蛋白质。(4)关键技术：基因工程。2．蛋白质工程的流程预期功能―→蛋白质――→氨基酸序列――→基因。3．蛋白质工程的关键技术蛋白质工程的关键技术是基因工程。蛋白质工程又被称为第二代基因工程。4．对蛋白质改进的三种类型改造类型操作程序大改根据氨基酸的性质和特点，设计并制造出自然界中不存在的全新蛋白质，使之具有特定的氨基酸序列、空间结构和预期功能中改改变蛋白质分子中某一个多肽链片段或一个特定的结构小改通过基因工程中的定点诱变技术，有目的地改造蛋白质分子中某活性部位的一个或几个氨基酸残基，以改善蛋白质的性质和功能5.两种改变蛋白质结构的技术(1)定点诱变技术：适用于已知空间结构的蛋白质。(2)非定点诱变技术：适用于不能预先确定诱变位点的蛋白质。对照下面蛋白质工程的基本过程，分析回答问题：1．请写出中心法则，并说明蛋白质工程中获取目的基因的方法。答案 (1)中心法则如下：(2)获取目的基因的方法是人工合成法。2．基因工程合成的蛋白质有...