人教版选修3课件 第1部分 专题1 1.4 蛋白质工程的崛起.ppt

1、理解理解 教材新知教材新知 把握把握 命题热点命题热点 应用应用 落实体验落实体验 课下综合检测课下综合检测 课堂回扣练习课堂回扣练习 命题点一命题点一 知识点一知识点一 1 14 4 蛋白蛋白 质工质工 程的程的 崛起崛起 专专 题题 1 1 知识点二知识点二 命题点二命题点二 14蛋白质工程的崛起蛋白质工程的崛起 1基因工程在原则上只能生产自然界已存在基因工程在原则上只能生产自然界已存在 的蛋白质。的蛋白质。 2蛋白质工程的目标是根据人们对蛋白质功蛋白质工程的目标是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能的特定需求，对蛋白质的结构进行分子 设计。设计。 3蛋白质工程并不是

2、直接改造蛋白质分子的蛋白质工程并不是直接改造蛋白质分子的 结构，而是通过基因操作来实现对天然蛋结构，而是通过基因操作来实现对天然蛋 白质的改造。白质的改造。 4蛋白质工程的基本途径是：从预期的蛋白蛋白质工程的基本途径是：从预期的蛋白 质功能出发质功能出发设计预期的蛋白质结构设计预期的蛋白质结构推推 测应有的氨基酸序列测应有的氨基酸序列找到相应的脱氧核找到相应的脱氧核 苷酸序列。苷酸序列。 5蛋白质工程是以蛋白质分子的结构蛋白质工程是以蛋白质分子的结构 规律及其与生物功能的关系作为基规律及其与生物功能的关系作为基 础，通过基因修饰或基因合成，对础，通过基因修饰或基因合成，对 现有蛋白质进行改造，

3、或制造种新现有蛋白质进行改造，或制造种新 的蛋白质，以满足人类的生产和生的蛋白质，以满足人类的生产和生 活的需要。活的需要。 6蛋白质工程是在基因工程的基础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。上，延伸出来的第二代基因工程。 蛋白质工程崛起的缘由和基本原理蛋白质工程崛起的缘由和基本原理 1蛋白质工程崛起的缘由蛋白质工程崛起的缘由 (1)基因工程的实质：将一种生物的基因工程的实质：将一种生物的_转移到另一种生转移到另一种生 物体内，后者可以产生它本不能产生的物体内，后者可以产生它本不能产生的_，进而表现出，进而表现出 _。 基因基因 蛋白质蛋白质 新的性状新的性状 (2)缘

4、由：缘由： 基因工程在原则上只能生产自然界基因工程在原则上只能生产自然界_的蛋白质。的蛋白质。 天然蛋白质的天然蛋白质的_符合特定符合特定_的需要，的需要， 却不一定完全符合却不一定完全符合_的需要。的需要。 (3)实例：实例： 延长干扰素保存时间：延长干扰素保存时间： 干扰素干扰素 半胱氨酸半胱氨酸 改造改造 干扰素干扰素 体外很难保存体外很难保存 体外可以保存半年体外可以保存半年 已存在已存在 结构和功能结构和功能 物种生存物种生存 人类生产和生活人类生产和生活 丝氨酸丝氨酸 提高玉米赖氨酸含量：提高玉米赖氨酸含量： 天冬氨酸激酶天冬氨酸激酶 352位的位的_ 改造改造 天冬氨酸激酶天冬氨

5、酸激酶 352位的异亮氨酸位的异亮氨酸 二氢吡啶二羧酸合成酶二氢吡啶二羧酸合成酶 104位的位的_ 改造改造 二氢吡啶二羧酸合成酶二氢吡啶二羧酸合成酶 104位的异亮氨酸位的异亮氨酸 结果：改造后玉米叶片和种子中的游离赖氨酸分别提高结果：改造后玉米叶片和种子中的游离赖氨酸分别提高5倍和倍和2倍。倍。 苏氨酸苏氨酸 天冬酰氨天冬酰氨 2蛋白质工程的基本原理蛋白质工程的基本原理 概概 念念 基础基础 蛋白质分子的蛋白质分子的_及其与及其与_的关系的关系 手段手段 通过通过_或或_，对现有蛋白质进行改造，对现有蛋白质进行改造， 或制造一种新的蛋白质或制造一种新的蛋白质 目的目的 获得获得_的蛋白质的

6、蛋白质 原理原理 由预期的蛋白质找到相对应的由预期的蛋白质找到相对应的_ 流程流程 预期蛋白质功能预期蛋白质功能 设计预期的设计预期的_推测应有推测应有 的的_找到相对应的找到相对应的_ 结构规律结构规律 生物功能生物功能 基因修饰基因修饰 基因合成基因合成 满足人类生产和生活需求满足人类生产和生活需求 脱氧核苷酸序列脱氧核苷酸序列(基因基因) 蛋白质结构蛋白质结构 氨基酸序列氨基酸序列 脱氧核苷酸序列脱氧核苷酸序列(基因基因) 1对天然蛋白质进行改造，是通过直接对蛋白质分子进对天然蛋白质进行改造，是通过直接对蛋白质分子进 行操作来实现的吗？行操作来实现的吗？ 提示：提示：不是，由于基因决定蛋

7、白质，因此要对蛋白质的结不是，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，最终必须通过基因改造来完成。构进行设计改造，最终必须通过基因改造来完成。 2蛋白质工程操作程序的基本思路与基因工程有什么不蛋白质工程操作程序的基本思路与基因工程有什么不 同？同？ 提示：提示：基因工程是按照中心法则进行的：基因基因工程是按照中心法则进行的：基因表达表达(转录和转录和 翻译翻译)形成氨基酸序列的多肽链形成氨基酸序列的多肽链形成具有高级结构的蛋白质形成具有高级结构的蛋白质 行使生物功能，基本上是生产出自然界已有的蛋白质。蛋白质工程行使生物功能，基本上是生产出自然界已有的蛋白质。蛋白质工程 却与之相

8、反：从预期的蛋白质功能出发却与之相反：从预期的蛋白质功能出发设计预期的蛋白质结构设计预期的蛋白质结构 推测应有的氨基酸序列推测应有的氨基酸序列找出相对应的脱氧核苷酸序列找出相对应的脱氧核苷酸序列(基因基因)，可，可 以创造出自然界不存在的蛋白质。以创造出自然界不存在的蛋白质。 3假如某科学家设计出某种蛋白质的空间结构，你能否设假如某科学家设计出某种蛋白质的空间结构，你能否设 计出利用大肠杆菌生产该蛋白质的流程？计出利用大肠杆菌生产该蛋白质的流程？ 提示：提示：蛋白质的空间结构蛋白质的空间结构氨基酸序列氨基酸序列合成目的基因合成目的基因构构 建基因表达载体建基因表达载体导入大肠杆菌导入大肠杆菌产

9、生相应蛋白质。产生相应蛋白质。 1蛋白质工程的操作步骤蛋白质工程的操作步骤 (1)从生物体中分离纯化目的蛋白。从生物体中分离纯化目的蛋白。 (2)测定其氨基酸序列。测定其氨基酸序列。 (3)借助核磁共振和借助核磁共振和X射线晶体衍射等手段，尽可能地了解蛋射线晶体衍射等手段，尽可能地了解蛋 白质的二维重组和三维晶体结构。白质的二维重组和三维晶体结构。 (4)设计各种处理条件，了解蛋白质的结构变化，包括折叠设计各种处理条件，了解蛋白质的结构变化，包括折叠 与去折叠等对其活性与功能的影响。与去折叠等对其活性与功能的影响。 (5)设计编码该蛋白质的基因改造方案，如定点突变。设计编码该蛋白质的基因改造方

10、案，如定点突变。 (6)分离、纯化新蛋白，功能检测后投入实际使用。分离、纯化新蛋白，功能检测后投入实际使用。 特别提醒特别提醒 蛋白质工程并不是直接改造蛋白质，而是通过蛋白质工程并不是直接改造蛋白质，而是通过 对基因操作来实现对天然蛋白质的改造，主要原因如下：对基因操作来实现对天然蛋白质的改造，主要原因如下： 任何一种天然蛋白质都是由基因编码的，改造了基因即对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，而且可以遗传下去。如果对蛋白质直接改蛋白质进行了改造，而且可以遗传下去。如果对蛋白质直接改 造，即使改造成功，被改造的蛋白质还是无法遗传的。造，即使改造成功，被改造的蛋

11、白质还是无法遗传的。 对基因进行改造比对蛋白质直接改造要容易操作，难度要对基因进行改造比对蛋白质直接改造要容易操作，难度要 小得多。小得多。 2基因工程与蛋白质工程的比较基因工程与蛋白质工程的比较 比较项目比较项目 基因工程基因工程 蛋白质工程蛋白质工程 操作对象操作对象 基因基因 基因基因 操作水平操作水平 DNA分子水平分子水平 DNA分子水平分子水平 基本过程基本过程 目的基因的获取目的基因的获取 基因表达载体的构基因表达载体的构 建建将目的基因导将目的基因导 入受体细胞入受体细胞目的目的 基因的检测与鉴定基因的检测与鉴定 确定蛋白质的功能确定蛋白质的功能蛋白质蛋白质 应有的高级结构应有

12、的高级结构蛋白质应蛋白质应 具备的折叠状态具备的折叠状态蛋白质应蛋白质应 有的氨基酸序列有的氨基酸序列应有的碱应有的碱 基序列基序列合成合成DNA表达出表达出 蛋白质蛋白质 比较项目比较项目 基因工程基因工程 蛋白质工程蛋白质工程 实质实质 定向改造生物的遗传特定向改造生物的遗传特 性，以获得人类需要的性，以获得人类需要的 生物类型或生物产品生物类型或生物产品 定向改造或生产人类定向改造或生产人类 所需的蛋白质所需的蛋白质 结果结果 生产人类需要的基因产生产人类需要的基因产 物物(自然界已有的蛋白质自然界已有的蛋白质) 可以创造出自然界不可以创造出自然界不 存在的新蛋白质存在的新蛋白质 联系联

13、系 蛋白质工程是以基因工程为基础的蛋白质工程是以基因工程为基础的 特别提醒特别提醒 蛋白质工程与基因工程的关系蛋白质工程与基因工程的关系 蛋白质工程就是通过基因重组技术改变或设计合成具有蛋白质工程就是通过基因重组技术改变或设计合成具有 特定生物功能的蛋白质，基因工程技术是蛋白质工程技术的基特定生物功能的蛋白质，基因工程技术是蛋白质工程技术的基 础，因此蛋白质工程也叫第二代基因工程。础，因此蛋白质工程也叫第二代基因工程。 蛋白质工程在改造基因时需要与基因工程有关的工具蛋白质工程在改造基因时需要与基因工程有关的工具 酶，需要构建基因表达载体。改造后的基因需要表达出相应的酶，需要构建基因表达载体。改

14、造后的基因需要表达出相应的 蛋白质，同样需将改造或合成的基因导入受体细胞。蛋白质，同样需将改造或合成的基因导入受体细胞。 蛋白质工程的进展和前景蛋白质工程的进展和前景 1进展进展 (1)科学家通过对科学家通过对_的改造，已使其成为速效型药品。的改造，已使其成为速效型药品。 (2)生物和材料科学家正积极探索将蛋白质工程应用于微电子生物和材料科学家正积极探索将蛋白质工程应用于微电子 方面，用蛋白质工程方法制成的电子元件，具有方面，用蛋白质工程方法制成的电子元件，具有_ _的特点。的特点。 2前景前景 蛋白质工程前景是诱人的，但难度却很大，尤其是目前科蛋白质工程前景是诱人的，但难度却很大，尤其是目前

15、科 学家对大多数学家对大多数_的了解还很不够。的了解还很不够。 胰岛素胰岛素 体积小、耗电少体积小、耗电少 和效率高和效率高 蛋白质的高级结构蛋白质的高级结构 查阅资料了解人类肝脏蛋白质组计划，思考该计划的科学查阅资料了解人类肝脏蛋白质组计划，思考该计划的科学 目标是什么？目标是什么？ 提示：提示：解释并确认肝脏的蛋白质，为重大肝病预防、诊解释并确认肝脏的蛋白质，为重大肝病预防、诊 断、治疗和新药研发的突破提供重要的科学基础。断、治疗和新药研发的突破提供重要的科学基础。 例例1 关于蛋白质工程的说法，正确的是关于蛋白质工程的说法，正确的是 ( ) A蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行

16、操作蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作 B蛋白质工程能产生出自然界中不曾存在过的新型蛋白质蛋白质工程能产生出自然界中不曾存在过的新型蛋白质 分子分子 C对蛋白质的改造是通过直接改造相应的对蛋白质的改造是通过直接改造相应的mRNA来实现的来实现的 D蛋白质工程的流程和天然蛋白质合成的过程是相同的蛋白质工程的流程和天然蛋白质合成的过程是相同的 考查对基因工程基本原理的理解考查对基因工程基本原理的理解 精讲精析精讲精析 所谓蛋白质工程，应是利用基因工程手段，包所谓蛋白质工程，应是利用基因工程手段，包 括基因的定点突变和基因表达对蛋白质进行改造，以期获得性质括基因的定点突变和基因表达对蛋

17、白质进行改造，以期获得性质 和功能更加完善的蛋白质分子。蛋白质工程能产生出自然界中不和功能更加完善的蛋白质分子。蛋白质工程能产生出自然界中不 曾存在过的新型蛋白质分子。曾存在过的新型蛋白质分子。 答案答案 B (1)基因工程中目的基因一般是自然存在的基因，而蛋白质工基因工程中目的基因一般是自然存在的基因，而蛋白质工 程中的目的基因不是天然存在的。程中的目的基因不是天然存在的。 (2)只能生产出自然界中已存在的蛋白质种类是基因工程的只能生产出自然界中已存在的蛋白质种类是基因工程的 “缺点缺点”，能够生产出自然界中不存在的蛋白质种类则是蛋白质，能够生产出自然界中不存在的蛋白质种类则是蛋白质 工程的

18、工程的“优点优点”。 例例2 下列关于基因工程和蛋白质工程的说法正确的是下列关于基因工程和蛋白质工程的说法正确的是 ( ) A蛋白质工程和基因工程的目的都是获得人类需要的蛋白蛋白质工程和基因工程的目的都是获得人类需要的蛋白 质，所以二者没有区别质，所以二者没有区别 B基因工程是蛋白质工程的关键技术基因工程是蛋白质工程的关键技术 C通过蛋白质工程改造后的蛋白质有的仍然是天然的蛋白质通过蛋白质工程改造后的蛋白质有的仍然是天然的蛋白质 D利用蛋白质工程可以在大肠杆菌细胞中得到人的胰岛素利用蛋白质工程可以在大肠杆菌细胞中得到人的胰岛素 综合考查基因工程和蛋白质工程的应用综合考查基因工程和蛋白质工程的应

19、用 精讲精析精讲精析 蛋白质工程的目标是根据人们对蛋白质功能的特蛋白质工程的目标是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。其中，基因工程是关键技定需求，对蛋白质的结构进行分子设计。其中，基因工程是关键技 术，是蛋白质工程的基础，因为对蛋白质结构的改造是通过改造基术，是蛋白质工程的基础，因为对蛋白质结构的改造是通过改造基 因来实现的，所以蛋白质工程是在基因水平上改造蛋白质，改造后因来实现的，所以蛋白质工程是在基因水平上改造蛋白质，改造后 的蛋白质不再是天然的蛋白质。利用大肠杆菌生产人胰岛素属于基的蛋白质不再是天然的蛋白质。利用大肠杆菌生产人胰岛素属于基 因工程。因工程。 答

20、案答案 B 基因工程和蛋白质工程的判断方法基因工程和蛋白质工程的判断方法 (1)对基因的操作方法：对基因的操作方法： 如果仅将基因用限制酶从如果仅将基因用限制酶从DNA片段中切割下来，没有经过片段中切割下来，没有经过 对编码蛋白序列进行修饰、加工，或仅对其调控序列进行加对编码蛋白序列进行修饰、加工，或仅对其调控序列进行加 工，则属于基因工程；如果将目的基因经过了一些实质性的改工，则属于基因工程；如果将目的基因经过了一些实质性的改 造，如对编码蛋白序列进行了碱基替换或增添或去除了某几个造，如对编码蛋白序列进行了碱基替换或增添或去除了某几个 碱基，则属于蛋白质工程。碱基，则属于蛋白质工程。 (2)

21、目的基因的合成方式：目的基因的合成方式： 基因工程和蛋白质工程中都可以通过反转录合成目的基因，基因工程和蛋白质工程中都可以通过反转录合成目的基因， 或根据蛋白质的氨基酸序列先合成或根据蛋白质的氨基酸序列先合成mRNA，再合成基因。如果合，再合成基因。如果合 成时成时mRNA或氨基酸序列没有经过改造，则为基因工程技术；如或氨基酸序列没有经过改造，则为基因工程技术；如 果果mRNA或氨基酸序列经过了改造，或或氨基酸序列经过了改造，或mRNA或氨基酸序列是根或氨基酸序列是根 据蛋白质预期的功能人工设计的，则为蛋白质工程技术。据蛋白质预期的功能人工设计的，则为蛋白质工程技术。 (3)合成的蛋白质种类：

22、合成的蛋白质种类： 如果合成的蛋白质是天然蛋白质，则是基因工程；如果合成如果合成的蛋白质是天然蛋白质，则是基因工程；如果合成 的蛋白质和天然蛋白质有差异，甚至是自然界中所没有的，则为的蛋白质和天然蛋白质有差异，甚至是自然界中所没有的，则为 蛋白质工程。蛋白质工程。 下列关于蛋白质工程和基因工程的比较，不合理的是下列关于蛋白质工程和基因工程的比较，不合理的是 ( ) A基因工程原则上只能生产自然界中已存在的蛋白质，而蛋白质工基因工程原则上只能生产自然界中已存在的蛋白质，而蛋白质工 程可以对现有蛋白质进行改造，从而制造一种新的蛋白质程可以对现有蛋白质进行改造，从而制造一种新的蛋白质 B蛋白质工程是

23、在基因工程的基础上发展起来的，蛋白质工程最终蛋白质工程是在基因工程的基础上发展起来的，蛋白质工程最终 还是要通过基因修饰或基因合成来完成还是要通过基因修饰或基因合成来完成 C当得到可以在当得到可以在70 条件下保存半年的干扰素后，在相关酶、氨条件下保存半年的干扰素后，在相关酶、氨 基酸和适宜的温度、基酸和适宜的温度、pH条件下，干扰素可以大量自我合成条件下，干扰素可以大量自我合成 D基因工程和蛋白质工程产生的变异都是可遗传的基因工程和蛋白质工程产生的变异都是可遗传的 解析：解析：利用蛋白质工程生产蛋白质产品应通过改造相应基因利用蛋白质工程生产蛋白质产品应通过改造相应基因 后，再经基因表达大量产

24、生。后，再经基因表达大量产生。 答案：答案：C 课堂回扣练习课堂回扣练习 1蛋白质工程的基本操作程序正确的是蛋白质工程的基本操作程序正确的是 ( ) 蛋白质分子结构合成蛋白质分子结构合成 DNA合成合成 mRNA合成合成 蛋白质的预期功能蛋白质的预期功能 根据氨基酸的序列推出脱氧核苷酸的根据氨基酸的序列推出脱氧核苷酸的 序列序列 A B C D 解析：解析：蛋白质工程的操作流程为：从预期的蛋白质功能出蛋白质工程的操作流程为：从预期的蛋白质功能出 发发设计预期的蛋白质结构设计预期的蛋白质结构推测应有的氨基酸序列推测应有的氨基酸序列找找 到相对应的脱氧核苷酸序列。到相对应的脱氧核苷酸序列。 答案：

25、答案：C 2增加玉米细胞中赖氨酸含量最有效的途径是增加玉米细胞中赖氨酸含量最有效的途径是 ( ) A将富含赖氨酸的蛋白质编码基因导入玉米细胞将富含赖氨酸的蛋白质编码基因导入玉米细胞 B切除玉米细胞中天冬氨酸激酶基因和二氢吡啶二羧酸合成切除玉米细胞中天冬氨酸激酶基因和二氢吡啶二羧酸合成 酶基因的个别碱基酶基因的个别碱基 C更换天冬氨酸激酶基因和二氢吡啶二羧更换天冬氨酸激酶基因和二氢吡啶二羧酸合成酶基因的个酸合成酶基因的个 别碱基别碱基 D将根瘤菌的固氮基因导入玉米细胞将根瘤菌的固氮基因导入玉米细胞 解析：解析：玉米中赖氨酸的含量比较低，原因是赖氨酸合成过程中的玉米中赖氨酸的含量比较低，原因是赖氨

26、酸合成过程中的 两个关键酶两个关键酶天冬氨酸激酶和二氢吡啶二羧酸合成酶的活性受天冬氨酸激酶和二氢吡啶二羧酸合成酶的活性受 细胞内赖氨酸浓度的影响较大，当赖氨酸浓度达到一定量时，就细胞内赖氨酸浓度的影响较大，当赖氨酸浓度达到一定量时，就 会抑制这两个酶的活性。通过更换控制合成这两种酶基因的个别会抑制这两个酶的活性。通过更换控制合成这两种酶基因的个别 碱基，可大大提高玉米叶片和种子中的游离赖氨酸的含量。碱基，可大大提高玉米叶片和种子中的游离赖氨酸的含量。 答案：答案：C 3(广东高考广东高考)从某海洋动物中获得一基因，其表达产物为一种抗从某海洋动物中获得一基因，其表达产物为一种抗 菌性和溶血性均较

27、强的多肽菌性和溶血性均较强的多肽P1。目前在。目前在P1的基础上研发抗菌的基础上研发抗菌 性强但溶血性弱的多肽药物，首先要做的是性强但溶血性弱的多肽药物，首先要做的是 ( ) A合成编码目的肽的合成编码目的肽的DNA片段片段 B构建含目的肽构建含目的肽DNA片段的表达载体片段的表达载体 C依据依据P1氨基酸序列设计多条模拟肽氨基酸序列设计多条模拟肽 D筛选出具有优良活性的模拟肽作为目的肽筛选出具有优良活性的模拟肽作为目的肽 解析：解析：该基因的表达产物多肽该基因的表达产物多肽P1的抗菌性和溶血性均很强，的抗菌性和溶血性均很强， 要研发出抗菌性强但溶血性弱的多肽药物，首先应根据要研发出抗菌性强但

28、溶血性弱的多肽药物，首先应根据P1的的 氨基酸序列设计模拟肽，再构建相应的氨基酸序列设计模拟肽，再构建相应的DNA片段。片段。 答案：答案：C 4基因工程与蛋白质工程的区别是基因工程与蛋白质工程的区别是 ( ) A基因工程需对基因进行分子水平操作，蛋白质工程不需基因工程需对基因进行分子水平操作，蛋白质工程不需 对基因进行操作对基因进行操作 B基因工程合成的是天然存在的蛋白质，蛋白质工程合成基因工程合成的是天然存在的蛋白质，蛋白质工程合成 的可以是自然界不存在的蛋白质的可以是自然界不存在的蛋白质 C基因工程是分子水平操作，蛋白质工程是细胞水平基因工程是分子水平操作，蛋白质工程是细胞水平(或或 性

29、状水平性状水平)操作操作 D基因工程完全不同于蛋白质工程基因工程完全不同于蛋白质工程 解析：解析：蛋白质工程是在基因工程的基础上延伸出来的第二代基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。蛋白质工程是从分子水平上对蛋白质进行改造设计，因工程。蛋白质工程是从分子水平上对蛋白质进行改造设计， 通过对相应的基因进行修饰加工，甚至人工进行基因合成，从通过对相应的基因进行修饰加工，甚至人工进行基因合成，从 而对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人而对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人 类生产和生活需求；而基因工程只是将外源基因导入另一生物类生产和生活需求；而

30、基因工程只是将外源基因导入另一生物 体内，并使之表达，体现人类所需的性状，或者获取所需的产体内，并使之表达，体现人类所需的性状，或者获取所需的产 品，基因工程原则上只能生产自然界已存在的蛋白质。品，基因工程原则上只能生产自然界已存在的蛋白质。 答案：答案：B 5胰岛素可以用于治疗糖尿病，但是胰岛素被注射到人体后，胰岛素可以用于治疗糖尿病，但是胰岛素被注射到人体后， 会堆积在皮下，要经过较长的时间才能进入血液，而进入血会堆积在皮下，要经过较长的时间才能进入血液，而进入血 液的胰岛素又容易分解，因此，治疗效果受到影响。下图是液的胰岛素又容易分解，因此，治疗效果受到影响。下图是 用蛋白质工程设计的速

31、效胰岛素的生产过程，请据图回答有用蛋白质工程设计的速效胰岛素的生产过程，请据图回答有 关问题：关问题： (1)构建新的蛋白质模型是蛋白质工程的关键，图中构建新的胰岛素构建新的蛋白质模型是蛋白质工程的关键，图中构建新的胰岛素 模型的主要依据是模型的主要依据是_。 (2)通过通过DNA合成形成的新基因应与合成形成的新基因应与_结合后转移到结合后转移到_ 中才能得到准确表达。中才能得到准确表达。 (3)若要利用大肠杆菌生产速效胰岛素，需用到的生物工程有若要利用大肠杆菌生产速效胰岛素，需用到的生物工程有_、 _和发酵工程。和发酵工程。 (4)图解中从新的胰岛素模型到新的胰岛素基因的合成的基本思路是图解

32、中从新的胰岛素模型到新的胰岛素基因的合成的基本思路是 什么？什么？ 解析：解析：(1)蛋白质工程首先要根据人们对蛋白质功能的特定需求，对蛋白质工程首先要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。因此，图中构建新的胰岛素模型的主蛋白质的结构进行分子设计。因此，图中构建新的胰岛素模型的主 要依据是胰岛素的预期功能。要依据是胰岛素的预期功能。(2)合成的目的基因应与载体结合，构合成的目的基因应与载体结合，构 成基因表达载体后导入受体细胞中才能表达。成基因表达载体后导入受体细胞中才能表达。(3)利用蛋白质工程生利用蛋白质工程生 产速效胰岛素，需合成新的胰岛素基因，改造好的目的基因需

33、要通产速效胰岛素，需合成新的胰岛素基因，改造好的目的基因需要通 过基因工程来生产基因产物，并且在生产中要借助工程菌，所以还过基因工程来生产基因产物，并且在生产中要借助工程菌，所以还 要用到发酵工程。因此，此过程涉及蛋要用到发酵工程。因此，此过程涉及蛋白质工程、基因工程、发酵白质工程、基因工程、发酵 工程。工程。(4)由新的胰岛素模型到构建新的胰岛素基因，其基本思路是由新的胰岛素模型到构建新的胰岛素基因，其基本思路是 根据新的胰岛素中氨基酸的序列，推测出其基因中的脱氧核苷酸序根据新的胰岛素中氨基酸的序列，推测出其基因中的脱氧核苷酸序 列，然后利用列，然后利用DNA合成仪来合成出新的胰岛素基因。合成仪来合成出新的胰岛素基因。 答案答案：(1)胰岛素的预期功能胰岛素的预期功能 (2)载体载体 大肠杆菌等受体细胞大肠杆菌等受体细胞 (3) 蛋白质工程蛋白质工程 基因工程基因工程 (4)根据新的胰岛素中氨基酸的序列，推根据新的胰岛素中氨基酸的序列，推 测出其基因中的脱氧核苷酸序列，然后利用测出其基因中的脱氧核苷酸序列，然后利用DNA合成仪合成出新合成仪合成出新 的胰岛素基因。的胰岛素基因。 课下综合检测见课时跟踪检测课下综合检测见课时跟踪检测(四四)