5.蛋白质工程.pptx

人教2003课标版高中生物选修3专题1 第4节蛋白质工程的崛起 主讲教师 赵彬 工作单位 通化市靖宇中学 活动1 如何创造 蜘蛛侠 问题 蜘蛛侠的蜘蛛丝与自然界的蜘蛛丝一样吗 蛋白质工程的崛起 靖宇中学赵彬 学习目标 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 延迟符 一 蛋白质工程崛起的缘由 问题1 基因工程的实质是什么 将一种生物的转移到另一种生物体内 使后者产生本不能产生的 进而表现出新的 问题2 基因工程存在的不足 在原则上只能生产自然界已存在的 基因 蛋白质 性状 蛋白质 一 蛋白质工程崛起的缘由 问题3 天然蛋白质的不足 天然蛋白质是生物在长期过程中形成的 它们的符合特定物种的需要 却不一定完全符合人类生产和生活的需要 进化 结构和功能 生存 一 蛋白质工程崛起的缘由 思维训练 你能举出现实生活中符合生物生存的需要 但却不符合人类工业生产需要的蛋白质的例子吗 一 蛋白质工程崛起的缘由 问题4 蛋白质工程的目的是什么 生产符合人类生产和生活需要的 蛋白质 延迟符 二 蛋白质工程的基本原理 某多肽链的一段氨基酸序列是 丙氨酸 色氨酸 赖氨酸 甲硫氨酸 苯丙氨酸 丙氨酸 GCU 色氨酸 UGG 赖氨酸 AAA 甲硫氨酸 AUG 苯丙氨酸 UUU 问题5 怎样得出决定这一段肽链的脱氧核苷酸序列 请把相应的碱基序列写出来 CGAACCTTTTACAAA 二 蛋白质工程的基本原理 问题6 确定目的基因的碱基序列后 怎样才能合成或改造目的基因 DNA 可以通过人工合成的方法获取 二 蛋白质工程的基本原理 思维探究 如果对天然蛋白质进行改造 你认为我们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 二 蛋白质工程的基本原理 应该从对基因的操作来实现对天然蛋白质改造 主要原因如下 基因指导蛋白质的合成 改造了基因即对蛋白质进行了改造 而且可以遗传下去 蛋白质空间结构复杂 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 二 蛋白质工程的基本原理 蛋白质三维结构 氨基酸序列多肽链 基因DNA 预期功能 分子设计 mRNA 生物功能 转录 翻译 折叠 蛋白质工程流程 蛋白质工程的原理是中心法则的逆推 二 蛋白质工程的基本原理 蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础 通过基因修饰或基因合成 对现有蛋白质进行改造 或制造一种新的蛋白质 以满足人类的生产和生活的需求 二 蛋白质工程的基本原理 满足人类的生产和生活的需求 以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系 基因修饰或基因合成 改造基因 基因工程与蛋白质工程的比较 基因工程 蛋白质工程 实质 结果 联系 将目的基因从供体转移到受体细胞 并在受体细胞中表达 通过改造基因 以定向改造天然蛋白质 甚至创造自然界不存在的蛋白质 只能生产自然界已存在的蛋白质 能生产自然界不存在的蛋白质 蛋白质工程是在基因工程基础上 延伸出的第二代基因工程 三 蛋白质工程的进展及前景 一 进展 胰岛素改造天然胰岛素在使用过程中降血糖速度较慢 并容易增加抗原性 这是胰岛素B23 B28氨基酸残基结构所致 利用蛋白质工程技术改变这些残基 使胰岛素快速起作用 该速效型胰岛素已通过临床实验 三 蛋白质工程的进展及前景 微电子方面采用蛋白质工程方法制成的电子元件 具有体积小 耗电少和效率高的特点 用蛋白质制造的电脑芯片 大小只相当于硅片的十万分之一 而且运转速度更快 存储容量可达到普通电脑的十亿倍 二 前景诱人 三 蛋白质工程的进展及前景 三 难度很大 主要是因为目前科学家对大多数蛋白质的空间 高级 结构的了解还很不够 课堂小结 生产自然界不存在的蛋白质 中心法则的逆推 前景诱人成功例子不多难度很大 课堂练习 1 关于生物体内存在的天然蛋白质 下列说法不正确的是 A 是生物在长期进化过程中形成的B 它们的结构和功能符合特定物种生存的需要C 构成天然蛋白质的氨基酸目前发现的有20种D 一定完全符合人类生产和生活的需要 D 课堂练习 2 下列关于蛋白质工程的说法错误的是 A 蛋白质工程能定向改造蛋白质分子的结构 使之更加符合人类的需要B 蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作 定向改变分子的结构C 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D 蛋白质工程与基因工程密不可分 又被称为第二代基因工程 B 课堂练习 3 蛋白质工程中直接需要进行操作的对象是 基因结构B 蛋白质空间结构C 肽链结构D 氨基酸结构 A 课堂练习 4 蛋白质工程是在基因工程基础上 延伸出来的第二代基因工程 其结果产生的蛋白质是 A 氨基酸种类增多B 氨基酸种类减少C 仍为天然存在蛋白质D 合成天然不存在蛋白质 D 课堂练习 5 以下关于蛋白质工程的说法正确的是 A 蛋白质工程就是用蛋白酶对蛋白质进行改造B 蛋白质工程就是酶工程的延伸C 蛋白质工程以基因工程为基础D 蛋白质工程只能生产天然的蛋白质 C 课堂练习 6 蛋白质工程的基本途径是 A 中心法则的简单逆转B 确定目的基因的碱基序列后 通过人工合成的方法或从基因文库中获取C 只是依据中心法则逆推 其过程不需要中心法则D 只是对蛋白质分子结构进行分子设计和改造 B 课堂练习 7 关于蛋白质工程的进展和应用 下列说法不正确的是 A 科学家通过对胰岛素的改造 已使其成为速效药品B 生物材料科学家正积极探索将蛋白质工程应用于微电子方面C 蛋白质工程技术已经非常成熟 目前正被大力推广应用D 蛋白质工程是一项难度很大的工程 目前成功的例子不多 C 课堂练习 8 关于基因工程和蛋白质工程的说法正确的是 A 都是分子水平上的操作B 基因工程就是改造基因的分子结构C 蛋白质工程就是改造蛋白质的分子结构D 基因工程能产生自然界根本不存在的基因 蛋白质工程能产生自然界已存在的蛋白质 A 课堂练习 9 下图为蛋白质工程操作的基本思路 请据图回答下面的问题 1 代表蛋白质工程操作思路的过程是 代表中心法则内容的是 填写数字 2 写出图中各数字代表的生物学过程的名称或内容 3 蛋白质工程是通过 实现 4 从图中可以看出蛋白质工程的基本途径与中心法则是 的 转录 翻译 折叠 分子设计 DNA合成 基因合成或修饰 相反 课堂练习 10 干扰素是动物体内合成的一种蛋白质 可以用于治疗病毒感染和癌症 但体外保存相当困难 如果将其分子中的一个半胱氨酸变成丝氨酸 就可以在 70 条件下保存半年 给广大患者带来了福音 1 基因工程和蛋白质工程相比较 但是基因工程在原则上只能生产 的蛋白质 不一定符合 的需要 而蛋白质工程是以蛋白质分子的结构规律及其