高中生物蛋白質(zhì)教案

高一生物下冊(cè)《蛋白質(zhì)》知識(shí)點(diǎn)復(fù)習(xí)。

高一生物下冊(cè)《蛋白質(zhì)》知識(shí)點(diǎn)復(fù)習(xí)

一、相關(guān)概念：

氨基酸：蛋白質(zhì)的基本組成單位，組成蛋白質(zhì)的氨基酸約有20種。

脫水縮合：一個(gè)氨基酸分子的氨基(-NH2)與另一個(gè)氨基酸分子的羧基(-COOH)相連接，同時(shí)失去一分子水。

肽鍵：肽鏈中連接兩個(gè)氨基酸分子的化學(xué)鍵(-NH-CO-)。

二肽：由兩個(gè)氨基酸分子縮合而成的化合物，只含有一個(gè)肽鍵。

多肽：由三個(gè)或三個(gè)以上的氨基酸分子縮合而成的鏈狀結(jié)構(gòu)。

肽鏈：多肽通常呈鏈狀結(jié)構(gòu)，叫肽鏈。

二、氨基酸分子通式：

NH2

|

R-C-COOH

|

H

三、氨基酸結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)：

每種氨基酸分子至少含有一個(gè)氨基(-NH2)和一個(gè)羧基(-COOH)，并且都有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基連接在同一個(gè)碳原子上(如：有-NH2和-COOH但不是連在同一個(gè)碳原子上不叫氨基酸);R基的不同導(dǎo)致氨基酸的種類不同。

四、蛋白質(zhì)多樣性的原因是：

組成蛋白質(zhì)的氨基酸數(shù)目、種類、排列順序不同，多肽鏈空間結(jié)構(gòu)千變?nèi)f化。

五、蛋白質(zhì)的主要功能(生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者)：

①構(gòu)成細(xì)胞和生物體的重要物質(zhì)，如肌動(dòng)蛋白;

②催化作用：如酶;

③調(diào)節(jié)作用：如胰島素、生長(zhǎng)激素;

④免疫作用：如抗體，抗原;

⑤運(yùn)輸作用：如紅細(xì)胞中的血紅蛋白。

六、有關(guān)計(jì)算：

①肽鍵數(shù)=脫去水分子數(shù)=氨基酸數(shù)目-肽鏈數(shù)

②至少含有的羧基(-COOH)或氨基數(shù)(-NH2)=肽鏈數(shù)

練習(xí)題：

生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者是（）

A.蛋白質(zhì)

B.糖類

C.脂質(zhì)

D.核酸

答案：A

A、蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者和體現(xiàn)者，A正確

B、糖類是主要的能源物質(zhì)，B錯(cuò)誤

C、脂質(zhì)具有儲(chǔ)存能量、調(diào)節(jié)代謝、參與細(xì)胞膜的組成等多種功能，C錯(cuò)誤

D、核酸是遺傳信息的攜帶者，D錯(cuò)誤

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高一生物知識(shí)點(diǎn)總結(jié)：基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成

作為杰出的教學(xué)工作者，能夠保證教課的順利開(kāi)展，高中教師要準(zhǔn)備好教案，這是每個(gè)高中教師都不可缺少的。教案可以讓學(xué)生能夠在課堂積極的參與互動(dòng)，減輕高中教師們?cè)诮虒W(xué)時(shí)的教學(xué)壓力。優(yōu)秀有創(chuàng)意的高中教案要怎樣寫(xiě)呢？下面是小編精心為您整理的“高一生物知識(shí)點(diǎn)總結(jié)：基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成”，僅供參考，大家一起來(lái)看看吧。

高一生物知識(shí)點(diǎn)總結(jié)：基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成

　知識(shí)點(diǎn)：
轉(zhuǎn)錄
定義：在cell核中，以DNA的一條鏈為模板合成mRNA的過(guò)程。
場(chǎng)所：細(xì)胞核
模板：DNA的一條鏈
信息的傳遞方向：DNA———mRNA
原料：含A、U、C、G的4種核糖核苷酸
產(chǎn)物：信使RNA
翻譯
定義：游離在細(xì)胞質(zhì)中的各種AA，就以mRNA為模板合成具有一定AA順序的蛋白質(zhì)，這一過(guò)程叫做翻譯。
場(chǎng)所：細(xì)胞質(zhì)(核糖體)
條件：ATP、酶、原料(AA)、模板(mRNA)
信息傳遞方向：mRNA到蛋白質(zhì)。
密碼子：mRNA上3個(gè)相鄰的堿基決定1個(gè)AA。每3個(gè)這樣的堿基又稱為1個(gè)密碼子。
mRNA線形tRNA三葉草型rRNA線型
翻譯位點(diǎn)：一個(gè)核糖體與mRNA的結(jié)合部位形成2個(gè)tRNA的結(jié)合位點(diǎn)。(一種tRNA攜帶相應(yīng)的AA進(jìn)入相應(yīng)的位點(diǎn))
習(xí)題：
如果DNA分子一條鏈的堿基排列順序是……ACGGATCTT……，那么，與它互補(bǔ)的另一條DNA鏈的堿基順序是TGCCTAGAA;如果以這條DNA鏈為模板，轉(zhuǎn)錄出的mRNA堿基順訊應(yīng)該是UGCCUAGAA在這段mRAN中包含了3個(gè)密碼子.。需要3個(gè)tRNA才能把所需要的氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)到核糖體上。這些氨基栓酸的種類依次是半胱氨酸—亮氨酸---谷氨酸。
轉(zhuǎn)錄過(guò)程是
DNA雙鏈解開(kāi)
以DNA的一條鏈為模板，根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，合成一條Mrna
合成的mRNA從DNA鏈上釋放

高一生物知識(shí)點(diǎn)整理：基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成

經(jīng)驗(yàn)告訴我們，成功是留給有準(zhǔn)備的人。高中教師要準(zhǔn)備好教案，這是高中教師需要精心準(zhǔn)備的。教案可以讓學(xué)生能夠在課堂積極的參與互動(dòng)，幫助高中教師更好的完成實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。你知道怎么寫(xiě)具體的高中教案內(nèi)容嗎？為了讓您在使用時(shí)更加簡(jiǎn)單方便，下面是小編整理的“高一生物知識(shí)點(diǎn)整理：基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成”，僅供參考，大家一起來(lái)看看吧。

高一生物知識(shí)點(diǎn)整理：基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成

定義：在cell核中，以DNA的一條鏈為模板合成mRNA的過(guò)程。
場(chǎng)所：細(xì)胞核(線粒體、葉綠體中也可以進(jìn)行，原核生物轉(zhuǎn)錄翻譯可同時(shí)進(jìn)行)
模板：DNA的一條鏈
信息的傳遞方向：DNA———mRNA
原料：含A、U、C、G的4種核糖核苷酸
產(chǎn)物：信使RNA
翻譯
定義：游離在細(xì)胞質(zhì)中的各種氨基酸(AA)，就以mRNA為模板合成具有一定AA順序的蛋白質(zhì)，這一過(guò)程叫做翻譯。
場(chǎng)所：細(xì)胞質(zhì)(核糖體)
條件：ATP、酶、原料(AA)、模板(mRNA)
信息傳遞方向：mRNA到蛋白質(zhì)。
密碼子：mRNA上3個(gè)相鄰的堿基決定1個(gè)AA。每3個(gè)這樣的堿基又稱為1個(gè)密碼子。
mRNA線形tRNA三葉草型rRNA線型
翻譯位點(diǎn)：一個(gè)核糖體與mRNA的結(jié)合部位形成2個(gè)tRNA的結(jié)合位點(diǎn)。(一種tRNA攜帶相應(yīng)的AA進(jìn)入相應(yīng)的位點(diǎn))
習(xí)題：
如果DNA分子一條鏈的堿基排列順序是……ACGGATCTT……，那么，與它互補(bǔ)的另一條DNA鏈的堿基順序是TGCCTAGAA;如果以這條DNA鏈為模板，轉(zhuǎn)錄出的
mRNA堿基順訊應(yīng)該是UGCCUAGAA在這段mRAN中包含了3個(gè)密碼子.。需要3個(gè)tRNA才能把所需要的氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)到核糖體上。這些氨基栓酸的種類依次是半胱氨酸—亮氨酸---谷氨酸。
轉(zhuǎn)錄過(guò)程是
1DNA雙鏈解開(kāi)
2以DNA的一條鏈為模板，根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，合成一條Mrna
3合成的mRNA從DNA鏈上釋放

高一生物教案：《蛋白質(zhì)的鑒定》教學(xué)設(shè)計(jì)

一名合格的教師要充分考慮學(xué)習(xí)的趣味性，教師要準(zhǔn)備好教案，這是老師職責(zé)的一部分。教案可以讓學(xué)生更好的吸收課堂上所講的知識(shí)點(diǎn)，幫助教師營(yíng)造一個(gè)良好的教學(xué)氛圍。怎么才能讓教案寫(xiě)的更加全面呢？小編為此仔細(xì)地整理了以下內(nèi)容《高一生物教案：《蛋白質(zhì)的鑒定》教學(xué)設(shè)計(jì)》，僅供您在工作和學(xué)習(xí)中參考。

高一生物教案：《蛋白質(zhì)的鑒定》教學(xué)設(shè)計(jì)

知識(shí)精華：

一次分裂 __ →__→胚：__、__、__、__.

種子的形成：胚的發(fā)育：受精卵 ___ →___

多次核

胚乳的發(fā)育：受精極核 胚乳核→____→____。

分裂

種子的萌發(fā)：種子 適宜的( ) 充足的( ) 足夠的( ) 幼苗

植株的生長(zhǎng)和發(fā)育： 營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)：根_______、______的生長(zhǎng)階段

生殖生長(zhǎng)：從_______________開(kāi)始開(kāi)花、結(jié)果

題例領(lǐng)悟：

例1、用四倍體水稻作母本，二倍水稻(2N=24)作父本，雜交后產(chǎn)生的種子中，其種皮細(xì)胞，胚細(xì)胞、胚乳細(xì)胞的染色體數(shù)依次為( )

A、74、36、48、 B、48、36、60

C、36、48、60 D、48、36、72

解析：二倍體水稻2n=24，每個(gè)染色體組n=12，那么四倍體水稻染色體數(shù)4n=48，母本四倍水稻其卵細(xì)胞，兩個(gè)極核.珠被的染色體數(shù)分別為24、48、48。父本二倍體水稻產(chǎn)生的每個(gè)精子染色體數(shù)為12。母本四倍體水稻與父本水稻進(jìn)行雙受精后，胚珠各部分發(fā)育情況如下：1個(gè)卵細(xì)胞(2n=24)+1個(gè)精子(n=12)→受精作用1個(gè)受精卵(3n=36)→有絲分裂(3n=36);兩個(gè)極核(4n=48)+1個(gè)精子(n=12)→受精極核(5n=60)有絲分裂胚乳(5n=60);珠被(4n=48)有絲分裂種皮(4n=48)，故雜交后產(chǎn)生的種子其種皮細(xì)胞、胚細(xì)胞、胚乳細(xì)胞染色體系數(shù)依次為48、36、60。

例2：下面大豆種子在萌發(fā)成幼苗的過(guò)程中，根據(jù)其干重和鮮重的變化而繪制的兩條曲線，你認(rèn)為表示鮮重的曲線是哪一條，其光合作用開(kāi)始于哪一點(diǎn)?

A、Y、M B、X、O

C、Y、Q D、X、Q

解析：種子萌發(fā)過(guò)程中要先經(jīng)過(guò)生根發(fā)芽，此時(shí)胚要經(jīng)過(guò)分裂、分化需消耗能量，而能量來(lái)自于貯存有機(jī)物的分解，而此時(shí)又無(wú)有機(jī)物補(bǔ)充，則開(kāi)始有機(jī)物含量減少，即種子干重減輕，而鮮重則增加，因其大量吸水，當(dāng)長(zhǎng)成幼苗時(shí)，則可進(jìn)行光合作用補(bǔ)充有機(jī)物，則干重又會(huì)上升。則選B。

自我評(píng)價(jià)：

一、選擇題

1、下列有關(guān)極體和極核的敘述正確的是( )

A、染色體的數(shù)目都為體細(xì)胞的一半 B、都由卵原細(xì)胞經(jīng)減數(shù)分裂而形成

C、都位于胚囊內(nèi) D、受精后都能發(fā)育成胚乳

2、已知一粒小麥種子中胚乳的基因型為BBb，則其胚的基因型是( )

A、BBb B、BB C、Bb D、bb

3、“黃梅香米，香飄萬(wàn)家”，香米是天然香稻精加工而成，香米是由什么發(fā)育而成的( )

A、受精卵 B、子房 C、珠被 D、受精極核

4、下面關(guān)于薺菜和玉米種子形成過(guò)程的敘述錯(cuò)誤的是( )

A、都有胚的發(fā)育過(guò)程 B、薺菜沒(méi)有胚乳的發(fā)育過(guò)程

C、都有子葉的發(fā)育過(guò)程 D、玉米沒(méi)有兩片子葉

5、下圖Ⅰ、Ⅱ都表示被子植物個(gè)體發(fā)育中胚和胚乳的發(fā)育情況，下列回答中正確的是( )

A、圖Ⅰ中B曲線表示胚的發(fā)育，圖Ⅰ表示有胚乳種子的形成。

B、圖Ⅰ中A曲線表示胚乳的發(fā)育，圖Ⅰ表示有胚乳種子的形成

C、圖Ⅱ中B曲線表示胚乳的發(fā)育，圖Ⅱ表示無(wú)胚乳種子的形成

D、圖Ⅱ中A曲線表示胚乳的發(fā)育，圖Ⅱ表示無(wú)胚乳種子的形成

二、簡(jiǎn)答題

圖示為玉米胚囊受精后12h的狀態(tài)(玉米體細(xì)胞有20條染色體)

請(qǐng)回答：

(1)圖中a的結(jié)構(gòu)名稱為_(kāi)____，其染色體數(shù)為_(kāi)____。

(2)b的結(jié)構(gòu)名稱為_(kāi)_____，將發(fā)育成種子的_____。

(3)若雙親均為雜合體，D控制胚乳黃色，d控制白色。則a的

基因型可能是____________，b的基因型可能是____________。

(4)胚乳黃色的概率為_(kāi)___________。

(5)a將發(fā)育成的結(jié)構(gòu)是____________，其功能為_(kāi)___________。

自我評(píng)價(jià)答案：

一、選擇題

1、A 2、C 3、D 4、B 5、C

二、簡(jiǎn)答題

(1)游離的胚乳核，30

(2)受精卵，胚

(3)DDD，DDd ，Ddd，ddd。 Dd，dd，DD

(4)3/4

(5)胚乳，為種子萌發(fā)時(shí)胚的發(fā)育提供營(yíng)養(yǎng)

高一生物上冊(cè)《蛋白質(zhì)工程的崛起》導(dǎo)學(xué)案

課題

1.4蛋白質(zhì)工程的崛起

主備人

上課時(shí)間

編號(hào)

05

教師

教學(xué)重點(diǎn)

（1）為什么要開(kāi)展蛋白質(zhì)工程的研究？

（2）蛋白質(zhì)工程的原理。

教學(xué)難點(diǎn)

蛋白質(zhì)工程的原理。

教

學(xué)

目

標(biāo)

知識(shí)

目標(biāo)

1.舉例說(shuō)出蛋白質(zhì)工程崛起的緣由。

能力

目標(biāo)

2.簡(jiǎn)述蛋白質(zhì)工程的原理。

情感

目標(biāo)

3.嘗試運(yùn)用逆向思維分析和解決問(wèn)題。

教學(xué)媒體

多媒體課件：

教學(xué)過(guò)程

教學(xué)內(nèi)容

教師的組織和引導(dǎo)

個(gè)人札記

一、蛋白質(zhì)工程崛起的緣由（P26）

二、蛋白質(zhì)工程的原理

三、蛋白質(zhì)工程的進(jìn)展和前景

四、答案和提示

引言：要想讓一種生物的性狀在另一種生物中表達(dá)，在種內(nèi)可以用常規(guī)雜交育種的辦法實(shí)現(xiàn)，但要使有生殖隔離的種間生物實(shí)現(xiàn)基因交流，就顯得力不從心了。基因工程的誕生，為克服這一遠(yuǎn)緣雜交的障礙問(wèn)題，帶來(lái)了新的希望。于是取得了豐碩成果：大腸桿菌為人類生產(chǎn)出了胰島素，牛的乳腺生物反應(yīng)器為人類制造出了蛋白質(zhì)類藥物，煙草植物體內(nèi)含有了某種藥物蛋白……至此，人們也只是實(shí)現(xiàn)了世界上現(xiàn)有基因在轉(zhuǎn)基因生物中的表達(dá)。但一個(gè)新問(wèn)題出現(xiàn)了，生物產(chǎn)生的天然蛋白質(zhì)是在長(zhǎng)期進(jìn)化過(guò)程中形成的，它的結(jié)構(gòu)、性能不能完全滿足人類生產(chǎn)和生活的需要。舉例：P26干擾素例子、工業(yè)用酶的例子

于是要對(duì)現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，制造出目前從天然蛋白質(zhì)中找不到的蛋白質(zhì)。這樣人們又開(kāi)始了新一輪的探索，蛋白質(zhì)工程應(yīng)運(yùn)而生了。

回顧已學(xué)習(xí)過(guò)中心法則及蛋白質(zhì)具有復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)等知識(shí)。中心法則告訴我們遺傳信息的流動(dòng)方向如圖1-4所示。

圖1-4遺傳信息的流動(dòng)方向

那么，既然蛋白質(zhì)的功能是由DNA決定的，那么要制造出新的蛋白質(zhì)，就要改造DNA。所以蛋白質(zhì)工程的原理應(yīng)該是中心法則的逆推。（結(jié)合課本中插圖）

小結(jié)：蛋白質(zhì)工程的概念（是研究蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系，然后人為地設(shè)計(jì)一個(gè)新蛋白質(zhì)，并按這個(gè)設(shè)計(jì)的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)去改變其基因結(jié)構(gòu)，從而產(chǎn)生新的蛋白質(zhì)?；蛘邚牡鞍踪|(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系出發(fā)，定向地改造天然蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，特別是對(duì)功能基因的修飾，也可以制造新型的蛋白質(zhì)。）

思考：蛋白質(zhì)工程操作程序的基本思路與基因工程有什么不同？

答：基因工程是遵循中心法則，從DNA→mRNA→蛋白質(zhì)→折疊產(chǎn)生功能，基本上是生產(chǎn)出自然界已有的蛋白質(zhì)。

蛋白質(zhì)工程是按照以下思路進(jìn)行的：確定蛋白質(zhì)的功能→蛋白質(zhì)應(yīng)有的高級(jí)結(jié)構(gòu)→蛋白質(zhì)應(yīng)具備的折疊狀態(tài)→應(yīng)有的氨基酸序列→應(yīng)有的堿基排列，可以創(chuàng)造自然界不存在的蛋白質(zhì)。

1、蛋白質(zhì)工程的誕生是有其理論與技術(shù)條件的，它是隨著分子生物學(xué)、晶體學(xué)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而誕生的，與基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、生物信息學(xué)的發(fā)展等因素有關(guān)

2、現(xiàn)狀：成功的例子不多，主要是因?yàn)榈鞍踪|(zhì)發(fā)揮其功能需要依賴于正確的空間結(jié)構(gòu)，而科學(xué)家目前對(duì)大多數(shù)蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)了解很少。

科學(xué)探索之路的漫長(zhǎng)、艱辛和永無(wú)止境。

（一）思考與探究1.蛋白質(zhì)工程是應(yīng)怎樣的需求而崛起的？

提示（供教師在教學(xué)中參考）：蛋白質(zhì)工程的崛起主要是工業(yè)生產(chǎn)和基礎(chǔ)理論研究的需要。而結(jié)構(gòu)生物學(xué)對(duì)大量蛋白質(zhì)分子的精確立體結(jié)構(gòu)及其復(fù)雜的生物功能的分析結(jié)果，為設(shè)計(jì)改造天然蛋白質(zhì)提供了藍(lán)圖。分子遺傳學(xué)的以定點(diǎn)突變?yōu)橹行牡幕虿僮骷夹g(shù)為蛋白質(zhì)工程提供了手段。

在已研究過(guò)的幾千種酶中，只有極少數(shù)可以應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，絕大多數(shù)酶都不能應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，這些酶雖然在自然狀態(tài)下有活性，但在工業(yè)生產(chǎn)中沒(méi)有活性或活性很低。這是因?yàn)楣I(yè)生產(chǎn)中每一步的反應(yīng)體系中常常會(huì)有酸、堿或有機(jī)溶劑存在，反應(yīng)溫度較高，在這種條件下，大多數(shù)酶會(huì)很快變性失活。提高蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性是工業(yè)生產(chǎn)中一個(gè)非常重要的課題。一般來(lái)說(shuō)，提高蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性包括：延長(zhǎng)酶的半衰期，提高酶的熱穩(wěn)定性，延長(zhǎng)藥用蛋白的保存期，抵御由于重要氨基酸氧化引起的活性喪失等。

下面舉一個(gè)如何通過(guò)蛋白質(zhì)工程來(lái)提高重組β-干擾素專一活性和穩(wěn)定性的例子。干擾素是一種抗病毒、抗腫瘤的藥物。將人的干擾素的cDNA在大腸桿菌中進(jìn)行表達(dá)，產(chǎn)生的干擾素的抗病毒活性為106U/mg，只相當(dāng)于天然產(chǎn)品的十分之一，雖然在大腸桿菌中合成的β-干擾素量很多，但多數(shù)是以無(wú)活性的二聚體形式存在。為什么會(huì)這樣？如何改變這種狀況？研究發(fā)現(xiàn)，β-干擾素蛋白質(zhì)中有3個(gè)半胱氨酸（第17位、31位和141位），推測(cè)可能是有一個(gè)或幾個(gè)半胱氨酸形成了不正確的二硫鍵。研究人員將第17位的半胱氨酸，通過(guò)基因定點(diǎn)突變改變成絲氨酸，結(jié)果使大腸桿菌中生產(chǎn)的β-干擾素的抗病性活性提高到108U/mg，并且比天然β-干擾素的貯存穩(wěn)定性高很多。

在基礎(chǔ)理論研究方面，蛋白質(zhì)工程是研究多種蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能、蛋白質(zhì)折疊、蛋白質(zhì)分子設(shè)計(jì)等一系列分子生物學(xué)基本問(wèn)題的一種新型的、強(qiáng)有力的手段。通過(guò)對(duì)蛋白質(zhì)工程的研究，可以深入地揭示生命現(xiàn)象的本質(zhì)和生命活動(dòng)的規(guī)律。

2.蛋白質(zhì)工程操作程序的基本思路與基因工程有什么不同？

答：基因工程是遵循中心法則，從DNA→mRNA→蛋白質(zhì)→折疊產(chǎn)生功能，基本上是生產(chǎn)出自然界已有的蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)工程是按照以下思路進(jìn)行的：確定蛋白質(zhì)的功能→蛋白質(zhì)應(yīng)有的高級(jí)結(jié)構(gòu)→蛋白質(zhì)應(yīng)具備的折疊狀態(tài)→應(yīng)有的氨基酸序列→應(yīng)有的堿基排列，可以創(chuàng)造自然界不存在的蛋白質(zhì)。

3.你知道酶工程嗎？絕大多數(shù)酶都是蛋白質(zhì)，酶工程與蛋白質(zhì)工程有什么區(qū)別？

提示：酶工程就是指將酶所具有的生物催化作用，借助工程學(xué)的手段，應(yīng)用于生產(chǎn)、生活、醫(yī)療診斷和環(huán)境保護(hù)等方面的一門(mén)科學(xué)技術(shù)。概括地說(shuō)，酶工程是由酶制劑的生產(chǎn)和應(yīng)用兩方面組成的。酶工程的應(yīng)用主要集中于食品工業(yè)、輕工業(yè)以及醫(yī)藥工業(yè)中。α-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶和葡萄糖異構(gòu)酶這三個(gè)酶連續(xù)作用于淀粉，就可以代替蔗糖生產(chǎn)出高果糖漿；蛋白酶用于皮革脫毛膠以及洗滌劑工業(yè)；固定化酶還可以治療先天性缺酶病或是器官缺損引起的某些功能的衰竭等。至于我們?nèi)粘Ｉ钪兴?jiàn)到的加酶洗衣粉、嫩肉粉等，就更是酶工程最直接的體現(xiàn)了。通常所說(shuō)的酶工程是用工程菌生產(chǎn)酶制劑，而沒(méi)有經(jīng)過(guò)由酶的功能來(lái)設(shè)計(jì)酶的分子結(jié)構(gòu)，然后由酶的分子結(jié)構(gòu)來(lái)確定相應(yīng)基因的堿基序列等步驟。因此，酶工程的重點(diǎn)在于對(duì)已存酶的合理充分利用，而蛋白質(zhì)工程的重點(diǎn)則在于對(duì)已存在的蛋白質(zhì)分子的改造。當(dāng)然，隨著蛋白質(zhì)工程的發(fā)展，其成果也會(huì)應(yīng)用到酶工程中，使酶工程成為蛋白質(zhì)工程的一部分。

（二）正文中討論題

答：（1）每種氨基酸都有對(duì)應(yīng)的三聯(lián)密碼子，只要查一下遺傳密碼子表，就可以將上述氨基酸序列的編碼序列查出來(lái)。但是由于上述氨基酸序列中有幾個(gè)氨基酸是由多個(gè)三聯(lián)密碼子編碼，因此其堿基排列組合起來(lái)就比較復(fù)雜，至少可以排列出16種，可以讓學(xué)生根據(jù)學(xué)過(guò)的排列組合知識(shí)自己排列一下。首先應(yīng)該根據(jù)三聯(lián)密碼子推出mRNA序列為GCU（或C或A或G）UGGAAA（或G）AUGUUU（或C），再根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)規(guī)律推出脫氧核苷酸序列：CGA（或G或T或C）ACCTTT（或C）TACAAA（或G）。

（2）確定目的基因的堿基序列后，就可以根據(jù)人類的需要改造它，通過(guò)人工合成的方法或從基因庫(kù)中獲取。

（三）異想天開(kāi)能不能根據(jù)人類需要的蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)相應(yīng)的基因，導(dǎo)入合適的細(xì)菌中，讓細(xì)菌生產(chǎn)人類所需要的蛋白質(zhì)食品呢？

提示：理論上講可以，但目前還沒(méi)有真正成功的例子。一些報(bào)道利用細(xì)菌生產(chǎn)人類需要的蛋白質(zhì)往往都是自然界已經(jīng)存在的蛋白質(zhì)，并非完全是人工設(shè)計(jì)出來(lái)而自然不存在的蛋白質(zhì)。主要原因是蛋白質(zhì)的高級(jí)結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，人類對(duì)蛋白質(zhì)的高級(jí)結(jié)構(gòu)和在生物體內(nèi)如何行使功能知之甚少，很難設(shè)計(jì)出一個(gè)嶄新而又具有生命功能作用的蛋白質(zhì)，而且一個(gè)嶄新的蛋白質(zhì)會(huì)帶來(lái)什么危害也是人們所擔(dān)心的。

（四）旁欄思考題1.你知道人類蛋白質(zhì)組計(jì)劃嗎？它與蛋白質(zhì)工程有什么關(guān)系？我國(guó)科學(xué)家承擔(dān)了什么任務(wù)？

提示：人類蛋白質(zhì)組計(jì)劃是繼人類基因組計(jì)劃之后，生命科學(xué)乃至自然科學(xué)領(lǐng)域一項(xiàng)重大的科學(xué)命題。2001年，國(guó)際人類蛋白質(zhì)組組織宣告成立。之后，該組織正式提出啟動(dòng)了兩項(xiàng)重大國(guó)際合作行動(dòng)：一項(xiàng)是由中國(guó)科學(xué)家牽頭執(zhí)行的“人類肝臟蛋白質(zhì)組計(jì)劃”；另一項(xiàng)是以美國(guó)科學(xué)家牽頭執(zhí)行的“人類血漿蛋白質(zhì)組計(jì)劃”，由此拉開(kāi)了人類蛋白質(zhì)組計(jì)劃的帷幕。

“人類肝臟蛋白質(zhì)組計(jì)劃”是國(guó)際上第一個(gè)人類組織／器官的蛋白質(zhì)組計(jì)劃，由我國(guó)賀福初院士牽頭，這是中國(guó)科學(xué)家第一次領(lǐng)銜的重大國(guó)際科研協(xié)作計(jì)劃，總部設(shè)在北京，目前有16個(gè)國(guó)家和地區(qū)的80多個(gè)實(shí)驗(yàn)室報(bào)名參加。它的科學(xué)目標(biāo)是揭示并確認(rèn)肝臟的蛋白質(zhì)，為重大肝病預(yù)防、診斷、治療和新藥研發(fā)的突破提供重要的科學(xué)基礎(chǔ)。

人類蛋白質(zhì)組計(jì)劃的深入研究將是對(duì)蛋白質(zhì)工程的有力推動(dòng)和理論支持。

2.對(duì)天然蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，你認(rèn)為應(yīng)該直接對(duì)蛋白質(zhì)分子進(jìn)行操作，還是通過(guò)對(duì)基因的操作來(lái)實(shí)現(xiàn)？

答：毫無(wú)疑問(wèn)應(yīng)該從對(duì)基因的操作來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)天然蛋白質(zhì)改造，主要原因如下：

（1）任何一種天然蛋白質(zhì)都是由基因編碼的，改造了基因即對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行了改造，而且改造過(guò)的蛋白質(zhì)可以遺傳下去。如果對(duì)蛋白質(zhì)直接改造，即使改造成功，被改造過(guò)的蛋白質(zhì)分子還是無(wú)法遺傳的。

（2）對(duì)基因進(jìn)行改造比對(duì)蛋白質(zhì)直接改造要容易操作，難度要小得多。

1.建議采用“問(wèn)題—探究—新問(wèn)題—再探究”的教學(xué)模式。

新課一開(kāi)始，可以帶領(lǐng)學(xué)生回憶原有知識(shí)：要想讓一種生物的性狀在另一種生物中表達(dá)，在種內(nèi)可以用常規(guī)雜交育種的辦法實(shí)現(xiàn)，但要使有生殖隔離的種間生物實(shí)現(xiàn)基因交流，就顯得力不從心了?；蚬こ痰恼Q生，為克服這一遠(yuǎn)緣雜交的障礙問(wèn)題，帶來(lái)了新的希望。于是取得了豐碩成果：大腸桿菌為人類生產(chǎn)出了胰島素，牛的乳腺生物反應(yīng)器為人類制造出了蛋白質(zhì)類藥物，煙草植物體內(nèi)含有了某種藥物蛋白……至此，人們也只是實(shí)現(xiàn)了世界上現(xiàn)有基因在轉(zhuǎn)基因生物中的表達(dá)。但一個(gè)新問(wèn)題出現(xiàn)了，生物產(chǎn)生的天然蛋白質(zhì)是在長(zhǎng)期進(jìn)化過(guò)程中形成的，它的結(jié)構(gòu)、性能不能完全滿足人類生產(chǎn)和生活的需要。為了加深這一點(diǎn)的認(rèn)識(shí)，可調(diào)動(dòng)學(xué)生從書(shū)中找實(shí)例（干擾素例子、工業(yè)用酶的例子）加以佐證。于是要對(duì)現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，制造出目前從天然蛋白質(zhì)中找不到的蛋白質(zhì)。這樣人們又開(kāi)始了新一輪的探索，蛋白質(zhì)工程應(yīng)運(yùn)而生了。

學(xué)生在必修課中已學(xué)習(xí)過(guò)中心法則及蛋白質(zhì)具有復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)等知識(shí)。中心法則告訴我們遺傳信息的流動(dòng)方向如圖1-4所示。

課堂鞏固

學(xué)案與測(cè)評(píng)的課堂反饋

作業(yè)

學(xué)案與測(cè)評(píng)

板書(shū)設(shè)計(jì)：蛋白質(zhì)工程的崛起

一．蛋白質(zhì)工程崛起的緣由

二、蛋白質(zhì)工程的原理

三、蛋白質(zhì)工程的進(jìn)展和前景

課后筆記：本節(jié)內(nèi)容是基因工程的延伸和發(fā)展。由于蛋白質(zhì)工程剛剛起步，學(xué)習(xí)內(nèi)容較少。如何學(xué)得充實(shí)，又讓學(xué)生悟出些終身學(xué)習(xí)的道理，建議采用“問(wèn)題—探究—新問(wèn)題—再探究”的教學(xué)模式。