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1、蛋白质工程的崛起蛋白质工程的崛起 课前预习学案课前预习学案 一、预习目标一、预习目标 1、简述蛋白质工程的实质及基因工程生产的蛋白质种类。 2、解释蛋白质工程的基本原理及基本途径。 3、分析蛋白质工程将来的发展前景。 二、预习内容二、预习内容 知识点观察与思考归纳与结论 蛋白质工 程崛起的 缘由 思考: 1、基因工程的实质 是什么? 2、蛋白质工程取得 了哪些成果？ 基因工程的实质： 因此，基因工程在原则上只能生产 的 蛋白质，这些蛋白质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，我们可适当对 其 进 行 改 变 。 例 如 可 将 干 扰 素 分 子 上 的 一 个 变成
2、 ，使其长时间保存 ； 将玉米中天冬氨 酸 激 酶 的 第 352 位 的 变 成 ，将二氢吡啶二羧酸合成酶中 104 位 的 变成 ， 就可提高游离赖 氨酸的含量。 蛋白质工 程的基本 原理 1、蛋白质工程的目 标是什么？ 2、天然蛋白质的合 成过程怎样？ 3、蛋白质工程的基 本途径是什么？ 1、蛋白质工程的目标是：根据人们对 的 特定需求， 对 进行分子设计。 由于基 因决定蛋白质， 因此要对蛋白质的结构进行设计改造， 最终还必须通过 来完成。 2、天然蛋白质的合成过程： 3、蛋白质工程的基本途径： 总结：蛋白质工程是指以蛋白质分子的 及 其 作为基础，通过 或 ， 对 进行改造， 或 ，
3、 以满足人类的生产和生活的需求。 也就是说， 蛋白质工程是在 的基础上， 延伸出来的第二代基因工程，是包含多学科的综合科 技工程领域。 蛋白质工蛋白质工程取得的例如：科学家通过对 的改造，已使其成为 程的进展 和前景 进展向人们展示出 哪些诱人的前景？ 速效型药品；用蛋白质工程方法制成的电子元件，具 有 、 和 的特 点，因此有极为广阔的发展前景。 三、提出疑惑 三、提出疑惑 同学们，通过你的自主学习，你还有哪些疑惑，请把它填在下面的表格中 同学们，通过你的自主学习，你还有哪些疑惑，请把它填在下面的表格中 疑惑点 疑惑点 疑惑内容 疑惑内容 课内探究学案 课内探究学案 一、 学习目标一、 学习
4、目标 1.举例说出蛋白质工程崛起的缘由。 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。 二、 学习重点和难点二、 学习重点和难点 1.教学重点 （1）为什么要开展蛋白质工程的研究？ （2）蛋白质工程的原理。 2.教学难点 蛋白质工程的原理。 三、学习过程三、学习过程 （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处生物体内，后者产生它本不 能产的，从而产生新性状。 2蛋白质工程目的：生产符合人们生活需要的并非自然界已存在的。 （二） 、蛋白质工程基本原理 1目标：根据人们对功能的特定需求，对结构进行分析设计。 2原理：基因改造。 3过程 ：
5、 预期蛋白质功能设计结构推测应有序列找到对 应的序列(基因)。 （三） 、蛋白质工程的进展和前景 例如：科学家通过对 的改造，已使其成为速效型药品；用蛋白质工程方法制 成的电子元件， 具有 、 和 的特点， 因此有极为广阔 的发展前景。 四、当堂检测四、当堂检测 1、科学家运用基因工程技术，可以使哺乳动物本身变成“批量生产药物的工厂” ，如“乳腺 生物反应器”的培养，就是将“某种基因”通过显微注射法导入哺乳动物的受精卵中，然后， 将受精卵送入母体内，使其生长发育成转基因动物。这里的“某种基因”是指： （ ） A乳腺蛋白基因 B药用蛋白基因 C药用蛋白基因和乳腺蛋白基因的启动子重组在一起 D药用
6、蛋白基因和细菌质粒基因重组在一起 2、下列有关基因工程技术的叙述，正确的是（ ） A重组 DNA 技术所用的工具酶是限制酶、连接酶和运载体 B所有的限制酶都只能识别同一种特定的核苷酸序列 C选用细菌作为重组质粒的受体细胞是因为细菌繁殖快 D只要目的基因进入了受体细胞就能成功实现表达 3、PCR 技术的原理类似于细胞内 DNA 的复制，短时间内就可以在体外将目的基因扩增放大 几百万倍。下列关于 PCR 技术的推测，不可能的是（ ） APCR 技术在短时间内将目的基因放大几百万倍，因而对基因工程中的操作有极大帮助 B用 PCR 技术扩增目的基因，需要模板、原料、酶和能量等条件 C用 PCR 技术扩
7、增目的基因，也遵循碱基互补配对原则 D 如果目的基因共 1000 个脱氧核苷酸对， 其中腺嘌呤脱氧核苷酸 460 个， 用 PCR 技术扩增 4 代，需要 8640 个胞嘧啶脱氧核苷酸 4、切取牛的生长激素和人的生长激素基因，用显微注射技术将它们分别注入小鼠的受精卵 中，从而获得了“超级鼠” ，此项技术遵循的原理是 ( ) A.基因突变：DNARNA蛋白质 B.基因工程：RNARNA蛋白质 C.细胞工程：DNARNA蛋白质 D.基因重组：DNARNA蛋白质 5、 科学家将干扰素基因进行定点突变导人大肠杆菌表达， 使干扰素第十七位的半胱氨酸， 改变成丝氨酸，结果大大提高了干扰素的抗病活性，并且提
8、高了储存稳定性。该生物技术 为( ) A基因工程 B蛋白质工程C基因突变 D细胞工程 6、上海医学遗传研究所成功培育出第一头携带白蛋白的转基因牛，还研究出一种可大大提 高基因表达水平的新方法，使转基因动物乳汁中的药物蛋白含量提高 30 多倍，转基因动物 是指 ( ) A.提供基因的动物B.基因组中增加外源基因的动物 C.能产生白蛋白的动物 D.能表达基因信息的动物 7、我国科学家成功地将人的抗病毒干扰素基因转移到烟草 DNA 分子上，从而使烟草获得了 抗病毒的能力。这项技术所依据的遗传学原理主要是 ( ) A碱基的互补配对原则 B中心法则 C基因分离定律 D基因自由组合定律 8、运用现代生物技
9、术的育种方法，将抗菜青虫的抗虫基因转移到优质油菜中，培育出转基 因抗虫的油菜品种，这一品种在生长过程中能产生特异的杀虫蛋白，对菜青虫有显著抗性， 能大大减轻菜青虫对油菜的危害，提高油菜产量，减少农药使用，保护农业生态环境。根据 以上信息，下列叙述正确的是（ ） A、抗虫基因的化学成分是蛋白质 B、抗虫基因中有菜青虫的遗传物质 C、转基因抗虫油菜能产生杀虫蛋白是由于具有抗虫基因 D、转基因抗虫油菜产生的杀虫蛋白是无机物 9、利用基因工程技术将生长激素基因导入绵羊体内，转基因绵羊生长速率比一般的绵羊提 高 30，体型大 50，在基因操作过程中生长激素基因的受体细胞最好采用( ) A乳腺细胞 B体细
10、胞C受精卵 D精巢 10、下列有关基因工程技术的应用中，对人类不利的是( ) A制造“工程菌”用于药品生产 B创造“超级菌”分解石油、DDT C重组 DNA 诱发受体细胞基因突变 D导人外源基因替换缺陷基因 11、生产上培育无子番茄、青霉素高产菌株、杂交培育矮秆抗锈病小麦、抗虫棉的培育原理 依次是( ) 生长素促进果实发育 染色体变异 基因重组基因突变基因工程 A BC D 12、科学家已能运用基因工程技术，让羊合成并分泌抗体。相关叙述不正确的是 A该技术将导致定向的变异 B受精卵是理想的受体细胞 C宜采用 PCR 技术扩增目的基因 D卵巢分泌的孕激素能促进抗体的产生 13、用基因工程技术可使
11、大肠杆菌合成人的蛋白质。下列叙述不正确的有( ) A常用相同的限制性核酸内切酶处理目的基因和质粒 BDNA 连接酶和 RNA 聚合酶是构建重组质粒必需的工具酶 C可用含抗生素的培养基检测大肠杆菌中是否导入了重组质粒 D导入大肠杆菌的目的基因不一定能成功表达 14、蛋白质工程中，直接需要进行操作的对象是( ) A氨基酸结构B蛋白质空间结构 C肽链结构 D、基因结构 15、蛋白质工程的基本流程是( ) 蛋白质分子结构设计 DNA 合成 预期蛋白质功能 据氨基酸序列推出脱氧核苷酸序列 A B CD 16、运用现代生物技术，将苏云金芽孢杆菌的抗虫基因整合到棉花细胞中，为检测实验是否 成功，最方便的方法
12、是检测棉花植株是否有( ) A、抗虫基因 B、抗虫基因产物 C、新的细胞核 D、相应性状 17、下列关于各种酶作用的叙述，不正确的是（ ） ADNA 连接酶能使不同脱氧核苷酸的磷酸与脱氧核糖连接 BRNA 聚合酶能与基因的特定位点结合，催化遗传信息的转录 C一种 DNA 限制酶能识别多种核苷酸序列，切割出多种目的基因 D解旋酶能作用于氢键，在转录或翻译时使 DNA 分子双链打开 18、人胰岛细胞能产生胰岛素，但不能产生血红蛋白，据此推测胰岛细胞中（ ） A只有胰岛素基因 B比人受精卵的基因要少 C既有胰岛素基因，也有血红蛋白基因和其他基因 D有胰岛素基因和其他基因，但没有血红蛋白基因 19、原
13、核生物中某一基因的转录起始端插入了一个碱基对。在插入位点的附近，再发生下列 哪种情况有可能对其编码的蛋白质结构影响最小（ ） A.置换单个碱基对 B.增加 3 个碱基对 C.缺失 3 个碱基对 D.缺失 4 个碱基对 20、下列关于基因工程工具的说法正确的是（ ） A 用限制酶切割产生的都是目的基因 B 人工合成的目的基因不需要用限制酶切割 C用 DNA 连接酶可连接两种来源不同的 DNA D运载体必须能复制、保存；有多个限制酶切点和抗性基因 21、植物基因工程往往需要接受外来 DNA 的细胞经有丝分裂形成植株。细胞每次分裂时 DNA 都复制一次，每次复制都是 （ ） A.母链和母链，子链和子
14、链，各组成一条子代 DNA B.每条子链和它的母链组成子代 DNA C.每条子链随机地和两条母链之一组成子代 DNA D.母链降解，重新形成两个子代 DNA 课后练习与提高课后练习与提高 1、棉铃虫是一种危害棉花的害虫。我国科学工作者发现一种生活在棉铃虫消化道内的苏云 金杆菌能分泌一种毒蛋白使棉铃虫致死，而这种毒蛋白对人畜无害。通过基因工程方法，科 学家采用花粉粒通道法将毒蛋白基因转入棉花植株并成功表达， 棉铃虫食用了这种转基因棉 花的植株后就会造成死亡。花粉粒通道法是指 ： 利用植物花粉萌发时形成的花粉管通道将毒 蛋白基因送入胚囊， 近而导入尚不具备细胞壁的合子或早期胚体细胞， 借助天然的种
15、胚系统， 形成含有目的基因的种胚。 （1）下列所示的黏性末端是由_种限制性内切酶作用产生的。 （2）利用花粉粒通道法将毒蛋白基因导入棉花细胞，此过程是基因操作的基本步骤中的第 _步，即_。为减少获得目的基因的盲目性， 在获得真核生物的目的基因时，应尽量采用_的方法。 （3）该目的基因在导入受体细胞前需要与运载体结合，目前经常使用的运载体有： _、_和_。 （4）检测该目的基因是否表达的方法是_。 2、干扰素是治疗癌症的重要药物，它必须从血中提取，每升人血只能提取 0.5g，所以价 格昂贵。 现在美国加利福尼亚州的基因公司用如下图的方式生产干扰素。 试分析原理和优点。 （1）从人的淋巴细胞中获取
16、出干扰素基因，一般可用 _的方法，此基因在 基因工程中称为 。 （2）此基因与细菌的质粒相结合要依靠 ，其作用部位是磷酸二酯键，然后 将目的基因移植到酵母菌体内，酵母菌在基因工程中叫 。 （3）科学家在培养转基因植物时，常用 中的质粒做运载体。 （4）细菌质粒能与干扰素基因能够拼接其原因是_ _。人的干扰 素基因在酵母菌体内合成了人的干扰素，说明了_。 3、下图表示从苏云金芽孢杆菌分离出来的杀虫晶体蛋白质基因(简称 Bt 基因)及形成转 基因抗虫植物的图解。请回答： （1)在下列含有 ATP 和有关的酶的试管中大量而快捷地获取 Bt 基因的最佳方案是下图中 ( ) (2)写出 b 过程表达式：。 (3)活化的毒性物质应是一种分子， 活化的毒性物质全部或部分嵌合于昆虫 的细胞膜上，使细胞膜产生孔道，导致细胞由于平衡的破坏而破裂。 (4)我国在“863”计划资助下开展 Bt 抗虫棉育种等研究，这将对、和农 业可持续发展产生巨大影响。 s