人教版高中生物选修三
1．4 蛋白质工程的崛起
1．概述人们根据基因工程原理，进行蛋白质设计和改造，可以获得性状和功能更符合人类需求的蛋白质。
2．举例说明依据人类需要对原有蛋白质结构进行基因改造、生产目标蛋白的过程。
知识点一 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．蛋白质工程的崛起
(1)理论和技术条件：分子生物学、晶体学以及计算机技术的迅猛发展。 (2)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。
(3)实例
①延长干扰素的保存时间
干扰素（半胱氨酸）――→干扰素（丝氨酸） 体外很难保存 体外可以保存半年 ②提高玉米的赖氨酸含量
天冬氨酸激酶改造天冬氨酸激酶
――→
（352位的苏氨酸）（异亮氨酸）
二氢吡啶二羧酸合成酶改造二氢吡啶二羧酸合成酶
――→
（104位的天冬酰胺）（异亮氨酸）(改造后玉米叶片和种子中的游离赖氨酸分别提高5倍和2倍)
1．下列哪项不是蛋白质工程的研究内容( ) A．分析蛋白质分子的精细结构 B．对蛋白质进行有目的的改造
改造
1
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C．分析氨基酸的化学组成
D．按照人们的意愿将天然蛋白质改造成新的蛋白质 [答案]C
2．下列不属于蛋白质工程的成果的是( ) A．改造酶的结构，提高其热稳定性 B．生产鼠—人嵌合抗体
C．将干扰素分子中的半胱氨酸替换为丝氨酸
D．将人的胰岛素基因整合到大肠杆菌体内生产胰岛素
[解析]选D。将人的胰岛素基因整合到大肠杆菌体内生产胰岛素是基因工程的成果。
知识点二 蛋白质工程的基本原理、进展及前景
1.蛋白质工程的目标
根据人们对蛋白质功能的特定需求，对蛋白质的结构进行分子设计。 2.对概念的理解
(1)基础：蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系。 (2)手段：基因修饰或基因合成。
(3)目的：对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。
3.基本途径：从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列(基因)。
4．蛋白质工程的进展和前景
(1)前景诱人：用蛋白质工程方法制成的电子元件，具有体积小、耗电少和效率高的特点。
(2)难度很大：主要是因为目前科学家对大多数蛋白质的高级结构的了解还很不够。
1．蛋白质工程的操作流程
2．基因工程和蛋白质工程的比较 项目 操作环境(场所) 基因工程 生物体外 蛋白质工程 生物体外 2
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操作核心 操作起点 基因 目的基因 获取目的基因→构建基因表达区别 过程 载体→导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定 结果 生产自然界已存在的蛋白质 基因 预期的蛋白质功能 预期蛋白质功能→设计蛋白质结构→推测氨基酸序列→推测脱氧核苷酸序列→合成DNA→表达出蛋白质 可以创造出自然界不存在的蛋白质 蛋白质工程是在基因工程的基础上延伸出来的第二代基因工程，因为联系 对现有蛋白质的改造或制造新的蛋白质必须通过基因修饰或基因合成实现 [提醒] (1)基因工程与蛋白质工程的判断方法
(2)蛋白质工程中经过处理得到的新基因与基因突变得到的新基因有较大差别，基因突变的新基因中含有不编码蛋白质的序列，而蛋白质工程中的新基因则没有。
交汇点1 蛋白质 蛋白质多样性的原因：
(1)组成蛋白质的氨基酸的____________、数量和____________不同。 (2)肽链的盘曲、折叠方式及其形成的____________千差万别。 交汇点2 中心法则 结构图示：
(1)写出图示遗传信息传递过程名称：
①________；②________；③________；④________；⑤________。
(2)图①～⑤过程需要的模板分别是______________、____________、____________、____________、____________。
[答案]交汇点1
(1)种类 排列顺序 (2)空间结构 交汇点2
(1)DNA复制 转录 翻译 RNA复制 逆转录
(2)DNA的两条链 DNA的一条单链 mRNA RNA RNA
3
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