肥城一中“四阶段六步导学”课堂教学导学案
年级高二学科生物序号5 编制人张永刚审核人梁文玲、刘庆兰、张延平
蛋白质工程的崛起
【使用说明】
1、依据学习目标、认真预习课本至少20分钟，用红笔标注重难点
2、用准确语言完成【自主学习】和【合作探究】
3、认真独立完成【自我检测】
【学习目标】
1、举例说出蛋白质工程崛起的理由。
2、简述蛋白质工程的原理。
3、尝试运用逆向思维分析和解决问题。
【重难点】
1、简述蛋白质工程的原理。
【自主预习1】(阅读教材，将空白处内容填写上，并在书中的相应位置用横线标注。
)
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_____________转移到另一种生物的体内，后者生产它不能产生的______________，进而表现出新性状。
2、蛋白质工程的目的:生产符合人们生活所需要的并非自然界已存在的________。
【课内探究1】（结合已学知识，思考以下问题。
将不能完成的问题用红笔画出来，并在小组内讨论交流，将交流的结果整理在学案上。
）
1、蛋白质工程与基因工程在制造的蛋白质种类上的区别？
【自主预习2】(阅读教材，将空白处内容填写上，并在书中相应的位置用横线标注。
)
二、蛋白质工程的基本原理
1.目标：根据人们对__________功能的特定需求，对_____________进行分子设计。
2.原理：____________________。
3.过程：预期蛋白质功能设计__________________ 推测应有氨
设计分子设计
基酸序列找到相应的______________序列(基因)
表达。
4.蛋白质工程是指以的关系作为基础,通过，对现有蛋白质进行改造，或者制造一种，以满足人类的生产和生活需求。
【课内探究2】（结合已学知识，思考以下问题。
将不能完成的问题用红笔画出来，并在小组内讨论交流，将交流的结果整理在学案上。
）
1、蛋白质工程的实质及本质上的改造对象分别是什么？对天然蛋白质进行改造，
你认为应该直接对蛋白质分子进行操作，还是通过对基因的操作来实现？
2、蛋白质工程的基本操作思路与基因工程有何不同？
3、某多肽链的一段氨基酸序列是：…—甲硫氨酸—色氨酸—苯丙氨酸—色氨酸—…(氨基酸及对应的密码子为：甲硫氨酸AUG，色氨酸UGG，苯丙氨酸UUU、UUC)。
（1）怎样得出决定这一段肽链的脱氧核苷酸序列？请把相应的碱基序列写出来。
（2）确定目的基因的碱基序列后，怎样才能合成或改造目的基因（DNA）？
【自主预习3】(阅读教材，将空白处内容填写上，并在书中相应的位置用横线标注。
)
三、蛋白质工程的进展和前景
1.例如科学家通过对___________的改造，已使其成为速效性药品；用蛋白质工程
方法制成的电子元件局有_____________、______________和____________的特点，
因此具有极为广阔的发展前景。
2.蛋白质工程是一项难度很大的工程，目前成功的例子不多，主要因为蛋白质发挥
功能必需依赖于_______________，而这种_______________十分复杂，而目前
科学家对大多数蛋白质的________________了解还不够。
问题拓展
1、你知道酶工程吗？绝大多数酶都是蛋白质，酶工程是蛋白质工程吗？
概念图
请用适当文字完成蛋白质工程流程图
【课堂反馈】
1、蛋白质工程的实质是 ( )
A.改变氨基酸结构
B.改造蛋白质结构
C.改变肽链结构
D.改造基因结构
2、干扰素经过改造可长期储存，从蛋白质水平上应改变的是 ( )
A.光氨酸
B.精氨酸
C.谷氨酸
D.半光氨酸
3、蛋白质工程制造的蛋白质是 ( )
A.天然蛋白质
B.稀有蛋白质
C.自然界中不存在的蛋白质
D.血红蛋白质
4、蛋白质工程的基础是 ( )
A.基因工程
B.细胞工程
C.酶工程
D.发酵工程
【归纳总结】
比较基因工程和蛋白质工程
五、巩固练习
（一）选择题
1．基因工程的实质是
A．基因重组B．基因突变
C．产生新的蛋白质D．产生新的基因
2．天然蛋白质合成遵循的法则是
A．中心法则B．转录
C．翻译D．复制
3．下列各项与蛋白质结构多样性无关的是
A．氨基酸的种类．数目．排列顺序B．构成蛋白质的多肽链的数目
C．构成蛋白质的肽链的空间结构D．氨基酸至少含一个氨基和一个羧基4．蛋白质工程中直接操作的对象是
A．氨基酸的结构B．蛋白质空间结构
C．肽链结构D．基因结构
5．当前医学上，蛋白质工程药物正逐步取代第一代基因工程多肽蛋白质类替代治疗剂，则基因工程药物与蛋白质工程药物的区别是
A．都与天然产物完全相同
B．都与天然产物不相同
C．基因工程药物与天然产物完全相同，蛋白质工程药物与天然产物不相同D．基因工程药物与天然产物不相同，蛋白质工程药物与天然产物完全相同
6．蛋白质工程的基本流程正确的是
①蛋白质分子结构设计②DNA合成
③预期蛋白质功能④据氨基酸序列推出脱氧核苷酸序列
A．①→②→③→④ B．④→②→①→③
C．③→①→④→② D．③→④→①→②
9．关于基因工程和蛋白质工程的说法正确的是（）
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结构
C．蛋白质工程就是改造蛋白质的分子结构
D．基因工程能产生自然界根本不存在的基因，蛋白质工程能产生自然界根本不存在的蛋白质（二）非选择题
11．枯草杆菌产生的蛋白酶具有催化分解蛋白质的特性，但极易被氧化而失效。
1985年，美国的埃斯特尔将枯草杆菌蛋白酶分子中的第222位氨基酸替换后，虽然其水解活性有所下降，但抗氧化能力大大提高。
用这种水解酶作为洗涤剂的添加剂，可以有效地除去血渍、奶渍等蛋白质污渍。
（1）改造枯草杆菌蛋白酶的生物技术是。
（2）改造后的枯草杆菌中的控制合成蛋白酶的基因与原来相比，至少有个碱基对发生变化。
（3）利用生物技术改造蛋白质，是提高了蛋白质的性，埃斯特尔所作的工作是对已知蛋白质进行。
反思总结：
答案：预习一：基因蛋白质蛋白质探究一：蛋白质工程制造的蛋白质的符合人们生产需要的并不是自然界已存在的。
基因工程制造的蛋白质只能是自然界存在的种类。
预习二：1、蛋白质功能，蛋白质的结构 2、中心法则的逆推 3、预期的蛋白质结构，脱氧核苷酸，合成DNA（基因），蛋白质 4、蛋白质分子的结构规律及其与生物功能基因修饰或基因合成
新的蛋白质。
探究二：1、实质：通过改造基因结构或生产新基因，定向改造或生产人类所需蛋白质；
本质上的改造对象：基因结构。
毫无疑问应该从对基因的操作来实现对天然蛋白质改造，主要原因如下（1）任何一种天然蛋白质都是由基因编码的，改造了基因即对蛋白质进行了改造，而且改造过的蛋白质可以遗传下去。
如果对蛋白质直接改造。
即使改造成功，被改造过的蛋白质分子还是无法遗传的。
（2）对基因进行改造比对蛋白质直接进行改造要容易操作，难度要小得多。
2、基因工程遵循的是中心法则，从DNA mRNA 蛋白质，基本上制造自然界已有的蛋白质；
蛋白质工程按以下思路进行的：确定蛋白质的功能 设计蛋白质的结构 改造基因中的碱基序列 合成DNA 表达出蛋白质，可以创造出自然界不存在的蛋白质。
2、（1）mRNA 序列为：
GCU （或C
或A 或G
）UGGAAA （或G
）AUGUUU （或C ）
脱氧核苷酸序列：
CGA （或G 或T 或C ）ACCTTT （或C ）TACAAA （或G ）
（2）确定目的基因的碱基序列后，就可以根据人类的需要改造它，通过人工合成的方法或从基因库中获取。
预习三：1、胰岛素 体积小 耗电少 效率高 2、正确的高级结构 高级结构 高级结构 探究三：酶工程就是指将酶所具有的生物催化作用，借助工程学的手段，应用于生产、生活、医疗诊断和环境保护等方面的一门科学技术。
概括地说，酶工程是由酶制剂的生产和应用两方面组成的。
酶工程的重点在于对已存在酶的合理充分利用，而蛋白质工程的重点则在于对已存在的蛋白质分子的改造。
概念图
课堂反馈：D 、D 、C 、A
归纳总结：目的基因、预期的蛋白质功能；目的基因表达载体、基因；获取目的基因→构建表达载体→导入受体细胞→目的基因的检测与表达、预期蛋白质功能→设计蛋白质结构→推测氨基酸序列→ 推测核苷酸序列→合成DNA →表达出蛋白质；定向改造生物的遗传特性，获得人类所需的生物类型或生物产品、定向改造或生产人类所需的蛋白质；生产自然界中已有的蛋白质、生产自然界没有的蛋白质；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。
因为对现有蛋白质的改造或制造新的蛋白质，必须通过基因的修饰或基因的合成。
巩固提高：AA DD CC A
（1）蛋白质工程 （2）1 （3）稳定 少数氨基酸的替换。