蛋白质工程范文

蛋白质工程范文第1篇

一、 教学目标

1、知识方面

（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。

2、情感态度与价值观方面

（1）关注蛋白质工程的发展。

（2）认同蛋白质工程的应用促进生产力的提高。

3、能力方面

尝试运用逆向思维分析和解决问题。

二、 教学重点和难点及解决策略

1、教学重点

（1）为什么要开展蛋白质工程的研究？

解决策略：复习基因工程有关知识，由基因工程的市值及基因工程的成果（蛋白质类的药物）产生问题矛盾，水到渠成。

（2）蛋白质工程的原理。

解决策略：以旧促新——“中心法则”的逆推。

2、教学难点

蛋白质工程的原理。

“问题 探讨”式。不能直接改变蛋白质的原因？ 改造基因为什么能改造蛋白质？根据什么去改造基因？等问题。

三、教学方法：

采用“提出问题—思考、探究—再提出新问题—再探究”的教学模式。

四、学法：

以旧促新，逆向思维的锻炼。

五、教具

POWERPOINT课件

六、 教学过程

（一）导入：

复习导入法。

让我们先来复习一下有关基因工程的知识吧！

1、Powerpoint课件：表格“有关基因工程的知识”

2、基因工程硕果累累，例如大肠杆菌为人类生产出了胰岛素；牛的乳腺生物反应器为人类制造出了蛋白质类药物；烟草植物体内含有了某种药物蛋白。

3、峰回路转

但基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质，而这些天然的蛋白质不一定符合人类生产和生活的需要。那么，我们人类如何解决这一矛盾呢？

人们就要对现有的蛋白质进行改造，制造出从天然蛋白质中找不到的蛋白质，即非天然的蛋白质。

这样一来，蛋白质工程就应运而生了。

板书 1.4 蛋白质工程的崛起

预知内容

在这个小专题中我们主要研究三个问题：1、蛋白质工程崛起的原因是什么？2、蛋白质工程怎么做？即蛋白质工程的基本原理。3、蛋白质工程进展如何？

板书1、崛起原因：2、基本原理3、进展和前景

（二）教学目标的达成：

1、蛋白质工程崛起的缘由

首先我们来回答第一个问题：崛起的原因是什么？

引导学生回答（生产符合人类需要的非天然蛋白质）

2、蛋白质工程的基本原理

（1）下面我们大家一起分享蛋白质工程的两个成果：

Powerpoint课件展示：“干扰素的耐贮存性”和“lys含量高的玉米”简要过程。

（2）提出问题：上述的两个例子是对蛋白质分子的直接操作吗？

大家看P26左侧第二个问号（《？》），希望它能给你带来很大的帮助。（四人一组）

引导学生回答（不能，第一，改造过的蛋白质无法遗传；第二，改造蛋白质难度大，不易操作）

（3）再提出问题：改造基因为什么就能使蛋白质得以改造呢？基因与蛋白质之间有什么关系？基因如何决定蛋白质的？你还记得吗？

（4）学生讲述基因表达的过程教师板演

由此可见，蛋白质的合成过程是按中心法则进行的。

刚刚我们大家讨论过：要获取人类所需要的非天然的，就要先改造决定它的基因。这个目的基因是什么？怎么知道？依据什么去合成我们所需要的目的基因呢？

大家想一想，讨论一下

（5）引导学生回答，中心法则的逆推过程（板书）

及时的鼓励，同学们的思路，正是科学家们的思路

（6）小小结 其实在蛋白质工程操作过程中一共进行了两次中心法则。但一个假的（中心法则的逆推过程）；一个是真的（为人类生产所需要的非天然的蛋白质）大家看黑板，蛋白质的功能是由DNA决定的，那么要制造出新的蛋白质或非天然的蛋白质，就要改造DNA，

（7）因此，蛋白质工程的实质是？（对编码蛋白质的基因改造）

（8）原理应该是？（中心法则的逆推）

（9）P27讨论题。

有利于学生对学习内容的理解，也能锻炼学生的思维。Powerpoint课件展示“遗传密码子表”

（10）通过以上的分析和讨论，你能否给蛋白质工程下一个定义呢？

Powerpoint课件以提示

（11）对现有的蛋白质的改造或制造心的蛋白质，必须通过基因修饰或基因合成来实现，因此蛋白质工程最终还是要回到基因工程上来，所以，可以说，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。（板书）

3、蛋白质工程的进展和前景

同学们回味一下，基因工程和蛋白质工程的产生和发展离不开人类的需要，离不开社会生产力的需要，离不开理论和技术的支撑。可以说蛋白质工程的前景是光明的，道路是曲折的。

学生齐读P26第一自然段和P28课文，总结蛋白质工程的理论支撑、成果、困难。

尽管路漫漫其修远兮，但吾将上下而求索

七、小结

你有什么收获？

如果你是一个出题者，分值最多的应该分布在哪？（指出重点）

八、巩固练习（见课件）

九、作业：P28“思考与讨论”第2题

十、板书设计

1.4 蛋白质工程的崛起

1、崛起的缘由：

生产符合人类需求的非天然的蛋白质

2、基本原理：

（1）原理：

中心法则的逆推

（2）实质：

改造编码蛋白质的基因

（3）流程：

3、进展和前景：

（1）理论与技术的支撑

（2）现状

十一、教学反思：

蛋白质工程范文第2篇

蛋白质工程技术，实质上就是借助在重组DNA以及利用基因水平来设计分子的过程，在这个过程中更好地定向转化以及定向突变自然界的蛋白质、转运RNA将转化技术应用在蛋白质工程中。本文探析了生物药物研发应用蛋白质工程技术。

关键词：

生物药物；研发应用；蛋白质工程技术

引言

当前，我国的生命科学在快速发展发酵工程、细胞工程、酶工程、蛋白质工程、以及基因工程的过程中获得了更多的进步，蛋白质工程技术在研发生物药物的过程中得到了更加广泛的应用，同时其在发展生命科学的过程中也发挥着十分重要的作用。另外，借助蛋白质工程的DNA重组技术分子设计还能够改造自然界已经存在的蛋白质、创造全新的蛋白质，蛋白质工程技术好可以提供更多的设计方案来改造以及合成生物药物，改善重组蛋白药物的免疫原性、半衰期、生物利用度、稳定性、活性。

1.定点突变技术

定点突变(site-directedmutagenesis)技术，实质上就是在确定生物药物的功能以及结构的基础上，对某一活性基团进行全新的有目的地改变，或者是在确定DNA序列中删除、插入以及取代一定长度的核苷酸片段，在突变基因的过程中可以更好地对生物大分子中的个别结构氨基酸残基进行有目的的改变，这样可以获取比较新颖的含有新性状生物药物的方法，因此又被称作是理性分子的设计[1]。在定点突变技术应用的过程中，应该建立在已经知道知生物药物的编码序列以及一级结构的基础上，对突变位点进行更好地设计可以按照蛋白质空间结构进行。相比与使用自然因素以及化学因素致使其突变的方法，定点突变技术更具有重复性好、简单易行、以及突变率高等优点。另外，定点突变技术不但能够对特定的核苷酸序列进行改变，通同时还能够更好地最大化地影响以及随机突变一段核苷酸序列的生物性质以及功能，这样蛋白质就会产生一系列的显著突变，从而更加容易发现基因改良以及高活性的生物药物。同时，在开发心血管药物的过程中，纳豆激酶具有十分重要的作用，因为其主要是通过纳豆枯草生产的涵盖着能够溶解纤维蛋白活性的酶。在实际应用纳豆激酶时，其主要会表现出其非常差的稳定性，而且还比较容易发生氧化反应，更加容易出现定点突变，在序列中引入丙氨酸以及丝氨酸可以相应地改善其周围的苏氨酸以及催化残基的位点，可以更加容易表达在大肠杆菌上，还可以提高其具有的抗氧化能力[2]。另外，在借助催化抗体的过程中，还可以调节免疫蛋白的活性，以及利用突变技术可以很好地提高催化酶的活性，更加容易产生酶解反应。

2.体外定向进化技术

定点突变技术，只可以替换天然蛋白中所含有的少数氨基酸，高级蛋白的结构基本可以一直维持原来的结构状态，所以改造蛋白功能就会受到非常多的限制。另外，当前大多数蛋白功能以及结构的关系数据也往往不符合人类认知蛋白质新功能的实际要求。由此可知，当前改造新兴蛋白质的策略之一就是体外分子定向进化技术，并且体外定向进化的蛋白质工程药物，又常常被称作是分子进化，实质上就是在实验室对实际存在的自然进化机制(自然选择、重组以及随机突变、)进行模拟，利用DNA改组以及易错PCR等方法，可以随机诱变编码蛋白质工程药物的基因，还可以利用压力选择方法或者是高通量筛选对其具有的性能进行定向筛选，这样可以利用优良的生物药物或者是创造出性质优良的、自然界中不存在的新药。相比定点突变，定向进化不必要获知生物药物的功能以及结构的信息，因此就常常被人作是非理性设计[3]。

3.tRNA介导蛋白质工程技术

实质上，tRNA介导蛋白质工程技术定点非天然氨基酸替代法，主要是非天然氨基酸在人为设计的过程中会选择性地掺杂至蛋白质中的技术。相比于定点突变技术，tRNA介导蛋白质工程技术和其有着很多相似的地方，都可以对目的蛋白功能进行可选择性地定向改良，定向改良的主要操作步骤是:首先，借助化学氨酰化等方法来使抑制型的tRNA错酰化，抑制型的tRNA就是指tRNA中具有UAG三联体的反密码子，这样抑制型的tRNA就可以携带更多的非天然氨基酸，之后将该非天然氨基酸利用错酰化的tRNA的反密码子靶向引入目的蛋白的设定位点，再在体外细胞游离合成体内细胞体系中以及系统中合成含该非天然氨基酸的蛋白质。

4.结语

综上所述，在我国不断快速发展生命科学以及信息技术的过程中，在研发新药的同时生物药物发挥着十分重要的作用，在整个药物研发的过程中具有十分重要的意义。研究生物药物的相关人员在利用蛋白质工程技术时，能够在蛋白质分子剪裁以及设计的时候就更加得心应手，这样就能够研发出来的全新蛋白质药物就会拥有更多的新功能以及新结构。在不断深入研究、发展以及应用蛋白质工程的同时，也能够更加快速地发展以及创新自然界中不存在的生物药物。

作者：宋鹏辉 单位：齐鲁理工学院化学与生物工程学院

参考文献：

[1]吴梧桐,王友同,吴文俊,等.生物技术药物的研究开发新进展[C].全国工业生化学术会议.2014，12(22):264-265.

[2]茹炳根.蛋白质工程及其在生物制药中的应用前景[C].全国生化药物及药用动植物资源开发研究会议.2013，115(11)：102-103.

蛋白质工程范文第3篇

关键词：蛋白质工程；理论；实验；教学改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A？摇 文章编号：1674-9324（2014）14-0029-02

蛋白质工程是随着生物化学、分子生物学、结构生物学、晶体学和计算机等技术的迅猛发展而诞生的，也与基因组学、蛋白质组学、生物信息学等的发展密切相关，是融合了蛋白质晶体学、蛋白质动力学、蛋白质化学和计算机辅助设计等多学科而发展起来的新兴研究领域，它一出现其广阔的应用前景就受到了学术界和产业界的高度重视。自从开设本门课程以来，遵义医学院生物工程教研室就蛋白质工程理论与实验课程教学进行了一系列的改革。

一、原蛋白质工程课程设置

由于蛋白质工程课程成立较晚以及其本身与酶工程的发展存在着密切的联系等原因，遵义医学院珠海校区一开始把蛋白质工程和酶工程融为一体，列为《蛋白质工程与酶工程》课程，共计118学时，其中，理论66学时，实验52学时。经多年教师课堂观察总结以及课后学生调查，发现这种课程安排不能使学生很好地接受掌握蛋白质工程的理论与实践。

二、蛋白质工程课程改革

为了使蛋白质工程课程教学更好地适应时代的发展，我校进行了相应的理论课与实验课教学改革，突出教学目标，同时，使教学内容与教学手段更加科学合理，便于学生更好地接受掌握，提高教学效果。

1.蛋白质工程理论课程设置。蛋白质工程是通过物理、化学、生物和基因重组等技术改造蛋白质或设计合成具有特定功能的新蛋白质。而酶工程则是酶的生产与应用的技术过程。两者之间虽有紧密的联系，但侧重点不同。当然随着蛋白质工程的发展，经蛋白质改造或全新合成的蛋白质，会应用到酶工程，但笼统地将两者合二为一的作法，在教学工作中已经显示出其不合理性。因此，鉴于蛋白质工程与酶工程本身的差别，以及教学内容与侧重点不同，特将《蛋白质工程》作为一门独立的学科（36学时）向生物工程专业的本科生传授。

2.蛋白质工程课程教材的选择。教学工作中，教材的选择至关重要。由于蛋白质工程是一门新兴的课程，并且发展速度很快，与其他科目相比，存在可选择范围小，更新速度不够快等问题。我校原蛋白质工程教材选用王大成主编的《蛋白质工程（化学工业出版社，2002年出版）》，该教材出版早，内容简洁，对前沿技术讲解比较少，改革后的教材选用汪世华教授主编的《蛋白质工程（科学出版社，2008年出版）》，该教材知识覆盖面较广、内容难度适中，比较适合于本科生教学使用。但就本门课程的教材而言，加强教材建设迫在眉睫。

3.蛋白质工程实验课程设置。长期以来，我们一直将蛋白质工程与酶工程的实验放在一起，多设计为验证型实验。限制了学生的自主性与创造性，鉴于此种情况以及蛋白质工程实验课本身的特点和要求，我们把蛋白质工程的实验设立为一个综合性实验，时间为1周（28学时），紧跟在理论课之后进行。为了保证实验课程教学质量，特别进行蛋白质工程专业实验室建设，进行仪器设备的添置及规范化管理，保证所开设综合性、设计性实验的效果。

4.开展形成性评价，培养学生自主学习能力。在蛋白质工程教学改革的实践中，我们充分体现以学生为主体的教学思想，通过课堂内外教学相结合的方式，增加授课老师和学生之间的互动，积极了解学生学习情况，对专业知识的自我要求以及所希望的主讲老师的授课重点，对学生的反馈积极回应，调整授课策略，激发同学的学习兴趣，矫正部分同学学习的盲区。在授课中，根据教学进程的安排，尽可能地向同学们介绍蛋白质工程研究的最新进展和研究趋势，并积极向同学们阐述本校相关学科的研究方向和学科优势，开阔同学的学习视野，鼓励同学主动学习。鼓励学生参与授课，蛋白质工程课程授课对象是三年级的学生，经过大一大二的学习与积累，他们已经掌握了很好的学习方法，具有很好的主动学习能力。因此通过内容选择，安排学生分组，制作多媒体课件进行授课，教师总结，开展课堂讨论等，课堂气氛活泼，大家积极发言，进行讨论，取得了良好的教学效果。在理论授课中，增加由学生自主选择感兴趣的专题环节。独立完成专题论文的撰写。在这一教学环节中，实现以学生为主、老师为辅的教学模式，培养学生自主学习的能力，同时可以极大地拓宽学生对有关蛋白质工程技术与应用等专业知识的理解和掌握，把握蛋白质工程在生物技术领域的动态发展，拓宽学习的知识面。

5.合理利用多媒体教学。充分利用多媒体教学，可以使有限的课堂教学时间与丰富的教学内容相统一，扩大了教学内容的信息量，图文并茂、形象逼真地展示了所教授的知识点。但笔者在教学实践中也注意到，整堂课都采用多媒体效果并不好，而将多媒体教学与传统板书教学适当结合效果会好很多。如在教学中对于概念、原理等，加强语言描述，结合适当板书，有助于学生从整体上把握课堂的知识结构和教学重点。

6.探索双语教学模式。蛋白质工程作为一门综合叉型学科，融合了多门学科的发展成果，要想充分理解掌握教材中相关的知识，课本上的内容远远不够，因此，学生必须具备一定的专业英语阅读能力。笔者尝试在课堂上对一些专业词汇、知识点进行双语教学，虽然目前尚处于探索阶段，但经过两年的实践，很多同学反映常用专业词汇量有了增加，对相关文献的理解力有了提高。

7.实践教学安排。蛋白质工程是一门应用性很强的学科，近年来，教研室不断进行实验平台建设，从蛋白质表达、提取、纯化、鉴定以及定性定量分析等方面，学生们都可以自主设计实验方案，对不同实验结果进行比较分析。当然，前期的条件是学生必须先熟练掌握本学科基本的实验技能，熟悉相关的仪器设备和注意事项等。具体来讲，学生只有熟练掌握无菌操作、菌体培养、诱导表达，蛋白纯化、SDS-PAGE及WesternBlot等基本的实验技能，才可以参加开放性实验。我们实验室尽可能地为学生提供一个自主创新的空间和平台，这样既可以加深学生对方法的学习，还锻炼了学生独立科研工作的能力。

8.建立完善的课程考核标准。提高教学效果，加强能力培养，除了教学内容与方法的改革，更离不开考核内容与考核形式的改进。在蛋白质工程课程考核中，我们将课堂表现、专题论文的写作、实验操作动手能力、综合性设计作业按一定的比例纳入最终的蛋白质工程课程的总成绩。在闭卷笔试环节中，增加设计型考题，考察学生对知识点综合运用的能力，从而提高学生在今后的学习工作中能具备综合分析问题、解决问题的能力。

课程教学是一项系统工程，课程教学的改革是教学研究永恒的主题，如何提高教学质量，鼓励创新精神，培养适应时展的合格人才是老师永无止境的目标。两年来的教学实践活动证明，蛋白质工程课程改革取得了较好的效果，开拓了同学的学习视野，调动了学生学习的积极性，激发了学生对科研问题的关注及探索，提高了学生的专业素养。但这些还远远不够，在蛋白质工程教学改革体系中仍需不断探索、大胆实践、积累经验，总结出一套适用于生物工程专业学生的教学模式，为专业人才的培养作出积极的努力。

参考文献：

[1]汪世华.蛋白质工程[M].北京：科学出版社.2008：1-8.

蛋白质工程范文第4篇

1 基因定点诱变的原理和方法

基因定点诱变技术是蛋白质工程研究中的一种重要方法，其实质是利用化学合成寡核苷酸和基因重组技术相结合的方法，按照预定设计，对已知基因的特定碱基进行定点增删或转换，最终改变对应的氨基酸序列和蛋白质结构。最具代表性的定点诱变方法有以下三种。

1.1 寡核苷酸介导的定点诱变

利用人工合成的寡核苷酸可以制造任何部位的突变，而不受限制酶切点的限制（图1）。如果希望改变某个DNA的某个特定碱基，可以先合成一条突变碱基位于中间的寡核苷酸，一般长度约15～20 bp。这条寡核苷酸链除了突变碱基外，其余的序列与野生型DNA分子中的相应序列完全一致。然后将合成的寡核苷酸与由单链噬菌体做载体所携带的DNA克隆互补链混合，进行分子杂交。这段配对的寡核苷酸可以做为引物，在DNA聚合酶作用下合成完整的互补链，再用DNA连接酶连接起来。将此双链DNA导入大肠杆菌中，经扩增就可以得到大量可稳定遗传的的突变DNA克隆。

1.2 盒式定点诱变

盒式定点诱变是利用一段人工合成的含有突变序列的寡核苷酸片段，取代野生型基因中相应序列。其中，合成的DN段称为“盒”。通常的做法是：先制备好含有正常目的基因的重组质粒，然后在目的基因需要突变的部位附近找两个限制酶位点，利用合适的限制酶将二者之间的DNA序列切掉，而由一段人工合成含有突变碱基的双链DN段通过DNA连接酶连接取代，从而达到基因定点突变的目的。此法的缺点在于突变区段的两侧需存在一对限制酶位点，限制了该方法的广泛应用。

1.3 PCR介导的定点诱变

任何基因，只要知道两端及需要变异部位的序列，就可用PCR诱变去改造该基因序列。由于方法简便易行，结果准确高效，因此PCR介导的定点诱变已成为最常用的方法。

PCR定点诱变有两种情况。① 变异部位位于基因的末端。这种情况只需在人工合成5'端或3'端引物时引入变异碱基，便可使PCR产物（目的基因）的末端引入变异。② 变异部位位于基因的中间。这种情况需要借助重组PCR方法，可在DNA任意部位产生定点诱变（图2）。首先在需要诱变的位置合成含有变异碱基的互补引物（引物b和c），然后分别与3'引物（引物a）和5'引物（引物d）进行PCR，这样便可得到两个PCR产物分别含有变异碱基，由于二者中间有一段序列彼此互补重叠，在重叠部位经重组PCR就能得到基因的中间含变异碱基PCR产物。重组PCR不仅可在基因任意位点引入变异，还可在不同基因片段之间发生重组连接。

2 化学合成法的局限性

DNA的化学法合成不需要模板，在蛋白质改造中可以依据研究人员设计的核苷酸序列直接合成基因。那么为什么不都用化学方法直接合成突变基因呢？这是由于化学法合成DNA的缺陷造成的。首先，化学合成的是单链，这个问题可通过合成互补链退火来部分解决。其次，在化学合成中不能保证前一步产物能100%延长到下一步的产物，随着长度的延长，产物合成率下降，而且这些非全长的序列需除去以免影响后续应用。最后，在寡核苷酸的合成中也会出现大量的错误，而且出错误率随长度增加而增加。对于较长的基因往往需要分成若干小的片段进行合成，然后经拼接才能得到完整的基因，这使得基因制备难度加大，并且费用相对比较昂贵，从而导致化学合成法的应用具有一定的局限性。

从上述可以看到，定点突变技术在蛋白质工程中具有重要应用价值。自1982年Zoller和Smith发表寡核苷酸介导的定点突变方法以来，通过不断发展和创新，定点突变技术已经成为研究蛋白质结构和功能之间的复杂关系的有力工具，也是实验室中改造、优化基因常用的手段，其应用领域非常广泛，在研究蛋白质相互作用位点的结构、改造酶的活性或者动力学特性，提高蛋白的抗原性或稳定性，改造启动子或DNA作用元件，以及药物研发、基因治疗等方面都有非常重要的应用。

参考文献：

[1] 胡美浩.定点突变及非定点突变技术的新进展.生物工程进展[J]，1993，13（6）：1-4.

[2] 谭开秀，刘承杰.基因体外定点突变技术的研究进展.前卫医药杂志[J]，2000，17（4）：256-257.

[3] 王冬梅，洪泂.从碱基到人造生命——基因组的从头合成.生命化学[J]，2011，1：13-19.

蛋白质工程范文第5篇

例1 下列关于各种酶作用的叙述，不正确的是（ ）

A.DNA连接酶能使不同脱氧核苷酸的磷酸与脱氧核糖连接

B.RNA聚合酶能与基因的特定位点结合，催化遗传信息的转录

C.一种限制性核酸内切酶能识别多种核苷酸序列，切割出多种目的基因

D.DNA聚合酶能将单个的脱氧核苷酸连接成DNA的一条链

解析 限制性核酸内切酶具有特异性，一种限制酶只能识别一种核苷酸序列，并在特定的位点切割。DNA连接酶和DNA聚合酶连接的都是磷酸二脂键，前者作用的是DN段，后者作用的是单个的脱氧核苷酸；RNA聚合酶是将单个的核糖核苷酸连接成长链，与基因的特定位点结合进行转录。

答案 C

点拨 限制性核酸内切酶、DNA连接酶、DNA聚合酶作用于①部位，DNA解旋酶作用于②部位。氢键的断裂和重新合成均与限制性核酸内切酶、DNA连接酶无关。在基因工程中氢键的断裂是通过升高温度来实现的，氢键的重新合成是通过降低温度来实现的。

[―A―G―C―A―T―A―

―T―C― G―T―A―T―][②][①]

作为载体的条件：能自我复制、有一个至多个限制酶切割位点、具有特殊的标记基因。常用的有质粒、λ噬菌体衍生物、动植物病毒等。

基因工程的基本操作程序及应用

例2 许多大肠杆菌的质粒上含有lacZ基因，其编码的产物β-半乳糖苷酶在X-gal和IPTG存在下，可以产生蓝色沉淀，使菌落呈现蓝色，否则菌落呈现白色。基因工程中常利用该原理从导入质粒的受体细胞中筛选出真正导入重组质粒的细胞，过程如图所示。请据图回答：

（1）基因工程中，构建基因表达载体的目的是 。

（2）限制酶EcoRⅠ的识别序列和切割位点是-GAATTC-，SmaⅠ的识别序列和切割位点是-CCCGGG-。图中目的基因被切割下来和质粒连接之前，需在目的基因的右侧连接相应的末端，连接的末端序列是 ，连接过程中需要的基本工具是 。

（3）转化过程中，大肠杆菌应先用 处理，使其处于能吸收周围DNA的状态。

（4）菌落颜色为白色的是 ，原因是 。

（5）菌落③中的目的基因是否表达，可采用的检测办法是 。

解析 （1）基因工程中，构建基因表达载体的目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在，能遗传给后代，并表达和发挥作用。（2）根据限制酶EcoRⅠ和SmaⅠ的识别序列、切割位点和图解判断，图中目的基因被切割下来和质粒连接之前，需在目的基因的右侧连接相应的末端，连接的末端序列是-TTAA，连接过程中需要的基本工具是DNA连接酶。（3）转化过程中，大肠杆菌应先用Ca2+处理，使其处于能吸收周围DNA的状态。（4）由于lacZ标记基因区插入外源基因后被破坏，不能表达出β-半乳糖苷酶，故菌落③为白色菌落。（5）可采用抗原-抗体杂交的办法检测菌落③中的目的基因是否表达。

答案 （1）使目的基因在受体细胞中稳定存在，能遗传给后代，并表达和发挥作用 （2）-TTAA DNA连接酶 （3）Ca2+ （4）菌落③ lacZ标记基因区插入外源基因后被破坏，不能表达出β-半乳糖苷酶，故菌落为白色 （5）抗原―抗体杂交

点拨 基因工程的基本操作程序如下：

目的基因的获取。①从基因文库中获取；②利用PCR技术扩增；③人工合成。

基因表达载体的构建。基因表达载体的组成包括启动子、终止子、标记基因、目的基因。使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代，且目的基因能够表达和发挥作用。

蛋白质工程

例3 蛋白质工程被称为第二代基因工程，目前已成为研究蛋白质结构和功能的重要手段。如图为蛋白工程的流程图（自右向左），请据图回答以下问题：

[转录][①][②][翻译][折叠][蛋白质工程流程图][预期功能][生物功能][氨基酸序

列多肽链][蛋白质三

维结构][基因

DNA][mRNA]

（1）与基因工程相比较，蛋白质工程产物具备的特点是 。

（2）图中的步骤①和②分别为 、分子设计。

（3）由图可知，要改造蛋白质结构，最终是通过改造基因来实现的。原因是 。

（4）从以上流程图可以看出，蛋白质工程是以 为基础并延伸出来的包含多学科的综合科技工程领域，

解析 （1）蛋白质工程可以生产出自然界中不存在的新蛋白质。（2）①处应是DNA合成。（3）因为改造基因操作更容易，且改造后可以遗传。（4）蛋白质工程是以基因工程为基础延伸出来的第二代基因工程，包含多学科的综合科技工程领域。

答案 （1）可生产出自然界不存在的蛋白质 （2）DNA合成 （3）改造基因操作更容易，且改造后可以遗传 （4）基因

点拨 蛋白质工程最终还是回到基因工程上来，因为蛋白质的合成由基因控制，所以说蛋白质工程是在基因工程的基础上延伸出的第二代基因工程。两者的操作核心都是基因，但是一个操作起点是目的基因，一个操作起点是预期蛋白质功能。基因工程通过定向改造生物的遗传特性，以获得人类需要的生物类型和生物产品；蛋白质工程通过定向改造生物的遗传特性来生产人类需要的蛋白质（基因的异体表达）。

[练习]

普通番茄细胞中含多聚半乳糖醛酸酶基因（用A表示），控制细胞产生多聚半乳糖醛酸酶，该酶能破坏细胞壁，使番茄易软化，不耐储藏。抗多聚半乳糖醛酸酶基因可以使番茄不再产生多聚半乳糖醛酸酶，从而使番茄长时间抗软化，容易储存和运输。下图是通过基因工程培育抗软化耐储藏番茄的过程及原理。请分析回答下列问题：

（1）普通番茄（AA）也可以通过 育种的方法，最终获得基因型为aa（不能合成多聚半乳糖醛酸酶）的抗软化、耐储存的番茄。

（2）利用基因工程将目的基因导入植物细胞，目前采用最多的方法是 ，该方法中用到的目的基因载体是 ，目的基因需插入到该基因载体的 上。

（3）将抗多聚半乳糖醛酸酶基因导入番茄细胞所需要的工具酶有 。

（4）图1中获得导入抗多聚半乳糖醛酸酶基因的番茄细胞，需要经过 技术获得转基因番茄，这个过程需要在 条件下进行，细胞先经脱分化形成 ，再形成丛芽和根。

蛋白质工程范文第6篇

[关键词] 蛋白质与酶工程 教学改革 探索与实践

蛋白质工程是20世纪80年代初诞生的一个新兴生物技术领域,是生物工程的重要组成部分。其特点是以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系为基础,通过有控制的基因修饰和基因合成,对现有蛋白质加以定向改造,设计、构建并最终生产出性能比自然界存在的蛋白质更加优良、更加符合人类社会需要的新型蛋白质。因此,有学者称,蛋白质工程是第二代基因工程。而酶工程则是酶的生产与应用的技术过程,其主要任务是通过人工操作,获得人们所需要的酶,并通过各种方法使酶发挥其催化功能。蛋白质工程与酶工程两者是有机的统一体。酶工程的重点是在于对已存在的酶的合理利用,而蛋白质工程的重点则在于对已存在的蛋白质的分子改造。随着蛋白质工程的发展,其成果最终也会应用到酶工程中,使酶工程成为蛋白质工程的一部分。

蛋白质与酶工程作为生物工程专业的主干课程,其教学的效果在一定程度上会影响毕业生的质量。因此,如何使蛋白质与酶工程课程适合时展的需要,在有限的课时内使学生掌握基本内容,提高学生在实践中分析问题、解决问题的能力,培养具有从事蛋白质与酶工程研究及生产的技术人才是非常值得探讨的问题。

我校2002年开设生物工程专业,最初并没有蛋白质与酶工程课程,后经大纲修订增加了该课程,通过近5届学生的培养,对该课程在教学大纲、教学内容、教学方法、考核制度等方面的改革取得了一定的效果,本文就此作一浅析。

一、制定好教学大纲,优化和更新教学内容

教学大纲是实现教学目标而进行的教育内容要求,是以系统和连贯的形式,按章节、课题和条目叙述该学科主要内容的教学指导文件。为保证教学目标的顺利实施,围绕教学计划,遵循科学性和思想性相结合、理论和实践相结合的原则,结合学科发展现状和趋势以及我国人才市场需求,我们借鉴和参考国内外著名大学经验,通过调查、研究和讨论,对该课程教学大纲进行了多次修订:一是适当增加了该课程理论教学和实验课时数,理论课时数由原来24学时调整为28学时,实验学时由原来16学时,增加为20学时;二是优化教学内容,加强学生工程素质培养,我们增加和删节了部分章节内容,使教学大纲的内容更加完整和系统性;三是对教学大纲进行了细化,明确指出了各章节的重点、难点,并加强了实践环节,强调实验基本技能训练;四是详细地规定了考核方式和成绩评定方法,明确了平时、实验和期末成绩所占的比例,避免了一张试卷定终身和任课教师随意操作成绩的弊端。制定好教学大纲后,教学内容的改革应当依从教学大纲。我们从教材的选用,教学参考书的制定,教学内容的优化和更新,以及实验内容的合理安排等方面作了一些探索。

1.合理选择教材

蛋白质与酶工程作为生物工程专业的主干课程之一,教材较多,不过大都有所侧重,部分院校开设的课程偏重理论学习,选用的教材为蛋白质工程;部分院校开设的课程则偏重对蛋白质的应用,选用的教材是酶工程。结合我校专业特色,培养复合型人才,满足社会对大学生的多方面的要求,有必要兼顾理论和应用的学习。因此,我们以王大成主编的《蛋白质工程》和郭勇主编的《酶工程》为核心,参考了众多《蛋白质工程》和《酶工程》教材,对课程的内容进行了合理的组织安排,既兼顾了蛋白质的分子设计等理论学习,同时也掌握了酶的工业化生产和应用等技术。

2.指定内容更为广泛的参考用书

在教学参考书指定方面,选定更为广泛的参考用书,着重实际应用技术方面的参考用书。例如,选用汪家政主编的《蛋白质技术手册》和美国冷泉港实验室编写的实验指南等,以引导学生利用课后时间根据参考书提供的案例,加强实际操作技术的学习。另外,我们还为学生确定了部分国内外学术期刊,如《生物工程学报》、《中国生物工程杂志》等作为参考资料,让学生了解蛋白质与酶工程的发展前沿与动态,激发学生对该课程的学习兴趣。

3.紧扣课程主线,优化教学内容

教学内容是人才培养的主要落脚点,是教学改革的关键,按照大纲和教材对课程内容进行优化和更新是保证教学质量,体现课程系统性、完整性和合理性的保障。我们依据大纲、结合选定教材对课程内容做了如下调整安排:删除了酶工程中第一章绪论,将其整合到总的绪论部分,有利于同学们对比分析蛋白质工程与酶工程二者之间的相互联系和区别;删除了第二章微生物发酵产酶、第三章动植物细胞培养产酶,这两部分内容将在专业选修课微生物发酵工程、植物细胞组织培养等课程中详细学习,避免了教学过程中的重复;删除了蛋白质工程中第三章突变蛋白质的物理化学性质分析,将其部分内容整合到蛋白质结构基础一章,使得教学内容更具层次,增加学生掌握蛋白质分子设计的必要基础;将第五章酶分子修饰与蛋白质工程中蛋白质的修饰和表达整合;将酶工程中酶的提取与分离纯化改为蛋白质的分离纯化技术,参考蛋白质技术手册补充蛋白质和酶的提取方法。优化调整后,教学内容更为精炼,体系更为清晰,同时兼顾了理论学习和实际的工业应用。

4.注重实验课的教学

蛋白质与酶工程是一门理论兼应用性很强的学科,为了培养学生的动手能力,强化实验教学,我们在狠抓学生基本实验技能训练的基础上,增加了部分探索性和设计性实验,对提高学生的综合能力起到了较好的作用。我们开设了如蛋白质的分离纯化实验,学生可根据学习的课程内容,设计不同生物材料来源的蛋白质提取纯化方法。同时增加微生物或酶的固定化实验,学生可以自主设计固定剂的浓度,探讨不同浓度固定剂对微生物细胞的固定效果,并比较微生物固定前与固定后的优缺点,最后进行结果分析。这样不但可以加深学生对微生物固定化方法的学习,还培养了学生独立科研工作的能力。

二、改革教学方法,调动学生的学习积极性

改革教学方法,是教育教学改革的重要内容。在教学过程中,无论教师或学生都会遇到这样的情况,同样的教学内容,有的人讲起来娓娓动听,有的人讲起来则索然无味,教学效果迥然不同。这与教学方法、手段和技巧是分不开的。因此,有必要将传统“填鸭式”教学转向“自主式”教学。在教会学生学习书本知识的同时,还要让学生学会“学习”。优化教学手段和方法有利于学生对教学内容的理解,有利于充分调动学生的主动性、积极性和创造性,有利于培养学生自学能力,分析解决问题的能力。为此,我们在教学实践中运用了如下的教学方法:

1.采用多媒体教学

由于该课程课时短、内容多,处理好有限的课堂教学时间与丰富教学内容之间的矛盾,就成为确保教学质量的重要前提。采用现代化教学手段是解决该问题的有效途径,多媒体课程教学软件的开发与大量运用,可以将所教授的知识以各种文本、图像、动画、视频音频信息等方式直观生动、形象逼真地表达,不仅扩大了教学内容的信息量,也提高了学生对课堂教学的学习兴趣,有助于学生对知识的理解和接受。例如,在教学蛋白质分离纯化技术一章中,采用由GE公司开发的多媒体动画教学软件,非常形象直观呈现了分子筛、离子交换层析等技术分离蛋白质的原理和操作过程,易于学生掌握,反应很好。

2.结合科学研究,采用实例教学

生物工程作为实验操作性和科研性极强的学科,在教学中培养学生的科研素质与动手能力是非常有意义的。我们尝试在教学过程融入教师的科学研究,采用启发式的教学方式,拟定问题,由学生设计方案解决问题。例如,在蛋白质分离纯化技术一章中,结合植物凝集素的分离提取的科学研究,采用学生先查资料、设计研究方案,然后教师就以凝集素的分离纯化过程为主线进行讲解,使整个教学过程形象生动,也增加了各知识点间的相互连贯性。通过实例教学模式,融入科学研究思路,同学们不但掌握了各种技术的原理和方法,并且培养了科学研究的素养。

3.自学讨论教学

大学课程的教学,并不是传统的所谓教师教授,学生学习的模式,应该融入学生的自我学习。在教学过程中,提供更多的机会,让学生充分参与教学实施过程中,让学生从教学的客体转变为教学的主体。因此,我们在教学过程中,对部分概念、基础知识和应用等内容采用自学讨论的模式。例如,有关蛋白质与酶在医药、工业中的应用部分,我们将该部分内容分为3～5个方面,采用分组自学,并完成多媒体制作,然后随机抽取3～5名同学走上讲台,讲授所学的内容,最后由教师进行总结和归纳。通过学生的自主参与教学,既可以提高学生对该课程的了解,也可以锻炼他们的语言表达能力。

三、改革课程考核制度,提高学生的综合能力

目前,国内外著名大学对学生的能力培养尤为重视,崇尚创新思维的构建,其考试的形式也多种多样,在考核知识的同时,更注重对学生的能力评价。我们将课程的成绩考核分为3部分,即平时成绩考核(10%)、实验成绩(20%)和期末成绩(70%)。平时成绩考核包括学生课堂表现、课堂纪律、参与课堂讨论和讨论报告完成情况等。

另外,实验考核部分由于加大了探索性和设计性实验内容,考核的标准就不应该只看实验结果,而应重视学生的实验设计思路,及其在实验过程中处理突发问题的情况,进行综合评定。期末考核我们采用闭卷的形式,目的是检查学生对整个教学内容的掌握程度。除了要求掌握的基本知识点外,尽量减少死记硬背单个知识点的考核,增大知识面的考核力度,让学生对所学内容做到融会贯通,提高学生灵活运用知识解决实际问题的能力。

四、结语

随着时代的发展,生物工程应用领域逐渐扩大,蛋白质与酶工程的内容也会得到不断更新和充实,因此我们应该不断地进行探索和实践,不断丰富和完善教学内容,使其适应时展需求。总之,教学改革是一项系统工程,提高教学质量、培养高素质的21世纪合格人才是我们奋斗的目标。目前我们还处于不断探索、不断实践、不断总结的阶段,在教材建设、精品课程建设和师资队伍建设等方面我们还将进一步加强。

参考文献:

[1]王大成.蛋白质工程[M].北京:化学工业出版社,2002.

[2]孙毅.蛋白质工程的研究进展及其前景展望[J].科技情报开发与经济,2006,16(9):162-163.

[3]郭勇.酶工程[M].北京:科学出版社,2004.

蛋白质工程范文第7篇

【关键词】定向进化；易错PCR；DNA改组；筛选

在20世纪80年代建立起来的新兴学科——蛋白质工程使人类可以根据已掌握的信息按照自己的意愿和需要改进蛋白质。蛋白质工程最初的目的是：通过对蛋白质分子结构的合理设计，再通过基因工程的手段，生产出具有更高生物活性或全新的、具有独特活性的蛋白质。但是传统的蛋白质工程方法（即合理设计）无法满足对现有蛋白质进行分子改良的要求。面对这种情况，定向进化法逐渐受到重视。

蛋白质分子定向进化，属于蛋白质的非理性设计，是蛋白质工程的新策略，是在试管中模拟达尔文进化的过程，利用分子生物学手段在分子水平创造分子的多样性，结合灵敏的筛选技术，迅速得到理想的突变体。与合理设计相比，蛋白质定向进化在不清楚蛋白质结构的情况下，可以得到具有预期特性的新蛋白质。蛋白质定向进化是蛋白质工程的有效手段，其应用的领域逐渐扩大，遍及工、农、医、食品等各方面。

一、定向进化的思想、概念和原理

1967年Spiegelman等最先提出分子水平上的体外定向进化思想，在随后几十年，通过各国生物学家和其他各界科学家的努力，这一思想转变为现实，并融入到人类生产的领域。 定向进化是近20年发展起来的一项新技术，是达尔文的进化思想在核、肽或蛋白质等分子水平上的延伸和应用。蛋白质定向进化是人为地创造特殊的进化条件，模拟自然进化机制，在体外对蛋白质基因进行改造，产生基因多样性，在结合定向筛选（或选择）技术，获得所需性能大幅提高的突变体。

定向进化是利用Taq-DNA聚合酶不具有3′5′校对功能的性质，并结合基因工程现有技术手段，在待进化蛋白的PCR扩增反应中，配合适当条件，以很低的比率向目的基因中随机引入突变，并构建突变库。凭借定向的选择方法，选出所需性质的突变体，从而排除其他突变体。定向进化的基本规则是：“获取所筛选的突变体”。与自然进化不同，定向进化是人为制造特殊条件，模拟自然进化机制，使进化过程定向进行，整个进化过程完全是在人为控制下进行的，使蛋白质分子朝向人们期望的特定目标进化。

二、定向进化的基本方法

1.易错PCR

Leung等人发明了该技术。易错PCR（error-prone PCR）是一种简便快速的在DNA序列中随机制造突变的方法。其基本原理是通过改变传统PCR反应体系中某些组分的浓度（如Mg2+的浓度）、调整4种dNTP的浓度或使用低保真度的Taq-DNA聚合酶等，使碱基在一定程度上随机错误引入而创造序列多样性文库。

2.改组

DNA改组技术由美国人Stemmer于1994年提出。DNA改组（DNA shuffling）又称有性PCR（sex-ual PCR），是将目的基因在DNase I的作用下随机酶切成小片段，再通过PCR重组将这些小片段进行PCR反应，并重新组装全长的基因。DNA改组过程中也可能引入新的点突变。因此，DNA改组可以有效地从单一基因系列开始进行蛋白质的定向进化。DNA改组克服了易错PCR只能发生点突变而不能进行系列小区域间交换的缺点，大大提高进化效率。DNA改组被认为是继DNA重组之后的又一代基因工程技术。

DNA改组有以下优点：（1）DNA改组可在短时间内通过重组有效的突变体发掘所有可能的重组体与突变序列，从而大大加快进化速度；而且对可操作的靶序列没有任何要求，长度可以达到几十kb；（2）通过多轮筛选或选择，可以使有益突变迅速积累，导致功能的明显提高；（3）DNA改组从表型上早期进行选择，而不必了解DN断上序列的信息，简化了操作程序；（4）DNA改组比随机突变显著提高了良性突变的概率。

3.外显子改组

外显子改组（exon shuffling）类似于DNA改组，两者都是在各自含突变的片段之间进行交换，它特别适合于真核生物，自然界中不同分子的外显子发生同源重组，导致不同外显子结合，是产生新蛋白的重要途径之一。

4.随机引发重组

1998年，Arnold提出了一种有效的新方法——随机引发重组（RPR）。随机引发重组的原理是：以单链DNA为模板，配合一套随机引物先产生大量互补于模板不同位点的DNA小片段，由于碱基的错配和错误引发，这些DNA小片段中会有少量的点突变，在DNA聚合酶作用下，经过反复的热循环可重新组装成全长基因克隆到表达载体上，随后筛选。

5.交错延伸技术

1998年，Arnold等人建立了一种新的体外重组方法——交错延伸技术。交错延伸是在PCR反应体系中把常规的退火和延伸合并为一步，在热循环中大大缩短退火与Taq-DNA聚合酶催化延伸的时间。从而合成出短的新生链，在随后反复进行变性和短暂复性、延伸过程，直到产生完整的基因长度，最终形成全长杂合基因突变库。由于模板的转换，大多数多核苷酸含有不同亲本的序列信息。该方法的基因重组程度可通过控制反应条件和时间予以调节，仅需在一个反应管中进行，简化了有性PCR操作。

6.酶法体外随机-定位诱变

该方法是对目的基因采用随机突变增加突变位点，以减少筛选突变体的工作量。它通过控制DNA合成底物种类和浓度比例实现碱基对的错配。

7.定向进化的其他方法

近几年，又相继出现了一些定向进化的新方法，如临时模板随机嵌合技术、外显子洗牌技术、SCRATCH技术、随机插入/缺失突变、渐增切割法产生亲和酶和酵母增强组合文库。

需要说明的是：以上所表述的重组技术，任何一种都有缺陷。在实际应用中，应该针对具体的问题，选择合适的技术，以达到最佳的效果。蛋白质分子定向进化技术在一定程度上弥补了定点突变技术的不足，极大地拓展了蛋白质工程学的研究和应用范围，特别是能够解决合理设计所不能解决的问题，为蛋白质的结构与功能研究开辟了崭新的途径，其对潜在的经济、环境、社会和医疗的影响是不可预计的，并且蛋白质产品未来发展前景是无限的。相信在不久的将来，随着定向进化技术与理性设计相结合，将极大地推进进蛋白质工程以及医药等领域的研究进展。

蛋白质工程范文第8篇

问题是问题式学习的核心，问题的好坏直接关系到课堂教学的成败，因此，教师必须精心设计和安排问题。好的问题要符合如下要求：①科学和针对性。不良的问题通常是问题条件和解决问题的需要并不匹配，具有较复杂的特征。好的问题，学生可以依据问题所依存的情境对其中一些元素提出自己的界定或定义，不仅具有较强的解决问题的动机，对问题的理解和解决的方案都更具开放性。②情境化。问题能够尽可能的联系生活实际，这样就可以激发学生的学习兴趣。③合适性。问题的提出应该处于学生的“最近发展区”，使得学生能够“跳一跳摘到果子”，这样的问题既不会因为太简单而不感兴趣，也不会因为太难而失去继续研究下去的信心。

1精选层次问题

教师要精选层级问题串，实现形式提问与认知设问的统一。在高中生物教科书中，对有些知识学生感觉非常抽象，很难理解。教师可以根据本节课的教学目标去寻找与教学内容密切相关的、可以激发学生兴趣的材料，创设条理清晰、合乎学生认知心理特点的“层递式”的问题串，通过元认知设问，引导学生由浅入深，一步步激活学生的思维。例如：苏教版高中生物选修3“蛋白质工程”一节教学时，教师提出了一系列“层递式”认知设问，取得了很好的教学效果。

（1）为什么会出现蛋白质工程？背景资料：要想让一种生物的性状在另一种生物中表达，在种内可以用常规杂交育种的办法实现，但要使有生殖隔离的种间生物实现基因交流，就显得力不从心了。基因工程的诞生为克服这一远缘杂交的障碍问题，带来了新的希望，并取得了丰硕成果：大肠杆菌为人类生产出了胰岛素，牛的乳腺生物反应器为人类制造出了蛋白质类药物，烟草植物体内含有了某种药物蛋白……至此，人们也只是实现了世界上现有基因在转基因生物中的表达。但一个新问题出现了，生物产生的天然蛋白质是在长期进化过程中形成的，它的结构、性能不能完全满足人类生产和生活的需要。于是要对现有蛋白质进行改造，制造出目前从天然蛋白质中找不到的蛋白质。这样人们又开始了新一轮的探索，蛋白质工程应运而生了。

（2）对天然胰岛素进行改造，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？背景资料：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蛋白质具有复杂的空间结构，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。

教师小结：蛋白质工程的概念。

（3）什么是中心法则？请用图形表示。

教师请几个学生在黑板板图。

教师引导学生分析：中心法则中遗传信息的流动方向（图1）。

（4）为什么要改造天然胰岛素？（因为天然胰岛素进入血液慢，而且进入血液后很快被分解。）

（5）天然胰岛素为什么会这样，根本原因是什么？（这是由其结构决定的，物质的功能与结构是相统一的。）

（6）那么想要一种新型的速效胰岛素，应该从何处着手？（应该先仔细分析原有的胰岛素的空间结构，确定什么地方的空间结构影响胰岛素在血液的释放。）

（7）有了正确的氨基酸顺序，下面可以做什么？答：根据遗传密码子表，先逆推出mRNA的碱基顺序，再逆推出DNA（基因）的正确碱基顺序。

师生归纳蛋白质工程的基本原理：预期蛋白质功能测定蛋白质三维空间结构一推测应有的氨基酸序列找到对应的脱氧核苷酸序列（基因）具有预期功能的蛋白质。

2课堂中提问的原则

（1）问与教学目标有关的问题，避免提问太多。

子曰：“不愤不启，不悱不发”。问得太多，大大小小的知识点都设问，核心问题就不够突出。教师的提问应该表明哪些是重点。如“实验”中的问题：滤纸条上有几条不同颜色的色带？其排序怎样？宽窄如何？这说明了什么？这一系列问题就突出强调了实验结果，以几条色带表示几种色素，排序的结果代表了在层析液中的溶解度高低，宽窄的呈现表示了色素含量的多少。这类问题能抓住学习的重点，从而让学生明白如何看实验结果，看实验结果的哪些方面。

（2）问题提出之后给予一定的“等待”时间。

虽然教学提问不可能让每一个学生都有机会回答问题，但应该让每一个学生都有机会思考问题。教师给予一定的等待时间，可以让学生有时间思考并组织答案。这_点对于新教师来说，尤其要值得注意。问题给出之后的静默是好的现象，这意味着学生正在思考。每当—个学生准备回答问题时，他便会嘴微张，身体稍前倾，眼睛也睁得更大一些，或许会抬起头微笑，这表明他对回答这个问题比较有把握；而对听到问题后低头或躲避教师的目光者，则可能表明他不会这一问题。因此，在教师提出问题后停顿期间，要寻找这些表现。

教学实践表明，学生欠缺的就是语言的组织和表达能力。课堂上，多给一点思考的时间，让学生有机会把自己的答案组织出来、甚至讲出来，这无疑培养了学生的语言表达能力。

（3）在提问过程中，要让全班学生参与进来，并熟知问题在学生之间的分配方式。

问题的设置是面向全班学生的，问题的难度是由教师来把握的。避免一次又一次地提问同一个学生，要留些问题给那些害羞的、容易走神的学生，以维持所有学生的注意力，增加学生的参与度。

教师还要熟知问题在学生之间的分配方式，提问难度大都巧设在学生“跳一跳，摘到桃”的层次上。引路性提问，要多问优等生；锻炼性提问，照顾中等生；鼓励性提问，穿插点问差等生。总的来说，课堂提问要让每个学生都有启迪，要使人人主动进取，使课堂变成学生施展才华、相互竞争的场所。最忌讳的是：对回答不正确或者不合理的答案进行贬低和讽刺。

“问”是一种教学方法，更是一门教学艺术，要掌握好这门艺术，教师就应勤思考、多分析、努力优化课堂的“问”，“问”出学生的思维，“问”出学生激情，“问”出学生的创造。用问题驱动学习过程，把问题与学生的认知和探究过程有机地结合起来，有效地促进教学方式和学生学习方式的变革。

蛋白质工程范文第9篇

从体外获取肽必须通过从含蛋白质的农副产品和野生动植物中，用生物工程的酶解技术获取肽，即酶法多肽。酶法多肽技术是蛋白质工程(生物工程的下游技术)和酶工程(生物工程的上游技术)交际结合的生物高科技技术。酶法多肽科技含量高，产品营养价值高，产品安全度高(属绿色产品)，利用价值高，生物活性强，生物学功能多种多样。

酶法多肽技术从实质上讲，就是含蛋白质天然有机物质的利用和改性，这些都是可以再生的资源，其发展不象其它资源生产有机化工产品那样，因资源不可再生而受到限制，因此，发展酶法多肽产业前景十分广阔。

我国是农业大国，幅员辽阔，农副产品和土特产及含蛋白质可食的动植物种类较多，资源十分丰富，既有耕作资源，又有野生资源，都可以用来深加工。运用蛋白质工程的分离技术，将其分离纯化，再运用生物工程的酶解技术，将其制成品种不同、功能不同的小分子活性多肽。这样，既可以消耗剩余的可用资源，又可以提高产品的价值，还可以解决农村剩余劳动力的就业问题，经济效益和社会效益十分显著。

农副产品生物工程深加工，制得酶法多肽经济效益十分显著。含蛋白质的农副产品，用酶法深加工后，获得的多肽产品价值比最初原料产品本身升值5-10倍，有的甚至几十倍，深加工次数越多，所升值的价值就越大，经济效益就愈显著。

酶法多肽有利于农副产品蛋白质资源的综合利用和环境保护。用含蛋白质的农副产品进行生物工程的酶法改性，需进行多次初加工、深加工，在每次加工中都会产生大量的下脚料，这些下脚料有的是油脂，可以用来作食物烹调用油；有的是残渣，可以用来作食物纤维健康品；有的是淀粉，可以用来作精制淀粉等；而通过深加工出来的精品，如多肽，可以用来作药品、医药原料、保健品、营养品、功能食品、食品强化剂、幼婴儿食品及老年食品添加剂、运动员饮料及食品等。还可以用来作动物饲料添加剂、农作物植被生长剂、抗氧化剂、防腐剂等，它的所有副产品都是宝可以全部综合利用，且在工业化生产中没有任何污染。其所有资源都既综合利用，又保护了环境。

酶法多肽的生产还有利于弥补和克服化工合成业的缺陷。用生物工程的酶解技术生产的酶法多肽，其技术创新领先，紧靠国际前沿，而且设备简单，工艺条件温和，在生产成本方面，较其他方法生产多肽的成本低廉，其产品的市场竞争力也较其他方法大大加强。因此，发展农副产品生物工程深加工酶法生产多肽产业，是一种富国强民的战略举措，也是振兴农业经济，使科学技术在农业方面迅速转化为生产力的必由之路。

蛋白质工程范文第10篇

年仅36岁的黄方曾求学于瑞士巴塞尔大学,并在英国剑桥大学蛋白质工程中心进修与工作,在此期间他创造性地将单分子荧光共振能量转移技术应用于蛋白质折叠的研究,取得重要研究成果,2008年6月被MRC(英国医学研究委员会)蛋白质工程中心聘为研究科学家(永久性职位)。2009年,黄方回国加入中国石油大学(华东)生物工程与技术中心,领导海洋膜蛋白实验室的工作,成为国内生物科学领域卓越的学科带头人。

黄方及其领导的实验室以蛋白质研究为切入点,在生物医学和生物能源两大领域展开攻关。生物医学方面侧重蛋白质折叠机理和膜蛋白功能的研究;生物能源方面主要从事生物制氢以及海洋微藻制生物柴油的研究。两大领域皆为国际领先和热门科研方向,一旦获得突破,将对生命科学、节能减排产生重大影响。

生物医学是当前生命科学研究的最大热点之一,关系到疾病治疗、寿命延长和人类对生命的探索,黄方所从事的蛋白质折叠是生命科学领域皇冠上的明珠,是分子生物学中心法则中尚未解决的重要问题。

上世纪五六十年代的研究已表明蛋白质的空间构型是由蛋白质序列决定的,但蛋白质的序列如何决定其构型,即蛋白质如何折叠仍然是世界难题。当前的研究已经发现,蛋白质的错误折叠会导致许多疾病发生,如疯牛病、老年痴呆症、帕金森氏病以及许多癌症,蛋白质折叠机理研究对许多疾病的治疗将产生重要影响。

黄方能在如此尖端的科研领域有所建树与他的教育经历有关。本科与硕士在山东大学化学学院学习荧光技术,2000年留学巴塞尔大学转向生物领域后,他的化学基础得到了意想不到的应用――将具有超长荧光寿命的有机荧光探针和时间分辨荧光技术用于蛋白质折叠速率极限和多肽链柔软性研究,前者是蛋白质折叠研究中一个至关重要的问题,后者可为蛋白的设计及蛋白药物开发提供新的思路。学科交叉为黄方带来了丰硕的研究成果。在剑桥期间,黄方将荧光共振能量转移和单分子荧光技术引入蛋白质折叠课题,取得一系列突破。

在生物能源领域,目前国际上已有一些成果应用于商业化,但生物乙醇、生物柴油等新能源的获取主要依赖陆地生物尤其是农作物,产生了与人争粮的问题,而地球拥有巨大的海洋面积,如果能利用海洋生物提供能源,节能、减排和粮食问题都将得到极大缓解。

黄方及其实验室的研究聚焦于藻类和蓝细菌光解水法制氢、能源微藻产油和生物太阳能电池等,如果能解决核心难题,将对可再生新能源产生革命性影响。