PAGE5-1.4蛋白質工程的崛起[學習目標]1.通過分析基因工程的不足，理解蛋白質工程崛起的緣由。2.學習并理解蛋白質工程的基本原理。3.結合實例了解蛋白質工程的進展及前景。學問點蛋白質工程的崛起學問梳理1.蛋白質工程崛起的緣由(1)基因工程的實質：將一種生物的eq\o(□,\s\up3(01))基因轉移到另一種生物體內，后者可以產生它本不能產生的eq\o(□,\s\up3(02))蛋白質，進而表現出eq\o(□,\s\up3(03))新的性狀。(2)基因工程的不足：基因工程在原則上只能產生自然界eq\o(□,\s\up3(04))已存在的蛋白質。(3)自然蛋白質的不足：自然蛋白質的eq\o(□,\s\up3(05))結構和功能符合eq\o(□,\s\up3(06))特定物種生存的須要，卻不肯定完全符合人類生產和生活的須要。2．蛋白質工程的基本原理3．蛋白質工程的進展和前景(1)進展①醫藥方面：科學家通過對eq\o(□,\s\up3(01))胰島素的改造，已使其成為速效型藥品。②電子方面：生物和材料科學家正主動探究將蛋白質工程應用于微電子方面。用蛋白質工程方法制成的電子元件，具有eq\o(□,\s\up3(02))體積小、eq\o(□,\s\up3(03))耗電少和eq\o(□,\s\up3(04))效率高的特點。(2)前景和存在的問題：蛋白質工程前景是迷人的，但難度卻很大，尤其是目前科學家對大多數eq\o(□,\s\up3(05))蛋白質的高級結構的了解還很不夠。eq\a\vs4\al([問題探究])1.為什么變更一個氨基酸就可以變更蛋白質的穩定性甚至某種蛋白質的活性？提示：蛋白質的結構的確定因素包括氨基酸的種類、數目及排列依次和蛋白質的空間結構，因此個別氨基酸的變更就會導致其結構的變更，從而影響到其性質和功能。2．基因工程中的目的基因與蛋白質工程中的目的基因有何區分？提示：基因工程中目的基因一般是自然存在的基因，而蛋白質工程中的目的基因不是自然存在的。3．基因工程和蛋白質工程是否都遵循中心法則？提示：都遵循中心法則。4．為什么要通過基因修飾或基因合成來完成蛋白質工程，而不是干脆對蛋白質進行改造？提示：①任何一種自然蛋白質都是由基因編碼的，改造了基因即對蛋白質進行了改造，而且改造過的蛋白質可以通過改造過的基因遺傳下去。假如對蛋白質干脆改造，即使改造勝利，被改造過的蛋白質分子還是無法遺傳的。②對基因進行改造比對蛋白質干脆改造要簡單操作，難度要小得多。典題分析題型一蛋白質工程的原理[例1]下列關于蛋白質工程的敘述錯誤的是()A．蛋白質工程的原理是從預期的蛋白質功能動身找到相對應的脫氧核苷酸序列B．蛋白質工程的目的是獲得滿意人類生產和生活需求的蛋白質C．蛋白質工程的流程和自然蛋白質合成的過程是相同的D．蛋白質工程是對基因工程的補充和發展解題分析蛋白質工程的流程是：從預期的蛋白質功能動身→設計預期的蛋白質結構→推想應有的氨基酸序列→找到相對應的脫氧核苷酸序列，自然蛋白質的合成過程：基因→表達→形成具有肯定氨基酸序列的肽鏈→形成具有高級結構的蛋白質，A正確，C錯誤；蛋白質工程是在基因工程的基礎上延長出來的其次代基因工程，是為了滿意人類生產和生活的需求，B、D正確。答案C題型二蛋白質工程的應用[例2]下列關于蛋白質工程應用的敘述錯誤的是()A．蛋白質工程可以改造蛋白質類酶的結構，提高其熱穩定性B．通過蛋白質工程可以變更蛋白質的活性C．利用蛋白質工程可以在大腸桿菌細胞中得到人的胰島素D．蛋白質工程可以對胰島素進行改造和修飾，合成速效型胰島素制劑解題分析蛋白質工程是依據人們設計的蛋白質分子結構來改造基因，進而限制合成或變更自然界中的蛋白質，而在大腸桿菌中生產人胰島素利用基因工程技術便可達到，C錯誤；通過蛋白質工程可以變更蛋白質的結構、理化性質、功能活性等，A、B、D正確。答案C題型三蛋白質工程和基因工程的比較[例3]下列有關蛋白質工程與基因工程的敘述，錯誤的是()A．蛋白質工程也要通過轉錄和翻譯來實現B．蛋白質工程與基因工程沒有任何關系C．蛋白質工程能對現有的蛋白質進行改造，或制造一種新的蛋白質D．蛋白質工程是在基因工程的基礎上，延長出來的其次代基因工程解題分析蛋白質工程的操作對象是基因，也要通過轉錄和翻譯來實現特定蛋白質的合成