1.4　蛋白质工程的崛起.ppt

,专题1基因工程1.4蛋白质工程的崛起,高中生物选修3人教版,【目标导航】1.举例说出蛋白质工程崛起的缘由。2.结合课本图129，简述蛋白质工程的基本原理。,一、蛋白质工程及其原理(阅读P2627)1蛋白质工程的崛起(1)基因工程的优势与不足优势：将一种生物的基因转移到另一种生物体内，后者可以产生它本不能产生的_，进而表现出_。这是基因工程的实质。不足：原则上基因工程只能生产自然界中已存在的_。,预习导学,蛋白质,新性状,蛋白质,(2)天然蛋白质的特点天然蛋白质是生物在_中形成的，它们的_符合_的需要，却不一定完全符合人类生产和生活的需要。(3)蛋白质工程的提出1983年，美国某基因公司的一名科学家提出了“_”，随即被广泛地接受和采用。,预习导学,长期进化过程,结构和功能,特定物种生存,蛋白质工程,2蛋白质工程的原理,预习导学,结构规律,生物功能,基因修饰,基因合成,满足人类生产和生活需求,脱氧核苷酸,序列(基因),二、蛋白质工程的进展和前景(阅读P28)1科学家通过对_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方面，用蛋白质工程方法制成的电子元件，具有_的特点。,预习导学,胰岛素,体积小、,耗电少和效率高,判断正误(1)基因工程能生产自然界中不存在的蛋白质。()(2)蛋白质工程的主要目的是对现有蛋白质进行改造或生产新的蛋白质，以满足人类生产和生活的需要。()(3)蛋白质工程直接操作的对象是蛋白质。(),预习导学,(4)蛋白质工程的基本途径是：从预期的蛋白质功能出发设计预期的蛋白质结构推测应有的氨基酸序列找到相应的脱氧核苷酸序列。()(5)蛋白质工程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。()(6)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。()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6),预习导学,一、蛋白质工程及其原理1蛋白质工程的崛起(1)基因工程的实质：将一种生物的基因转移到另一种生物体内，后者可以产生它本不能产生的蛋白质，进而表现出新的性状。(2)蛋白质工程的目的：生产符合人们生产与生活需要并非自然界已存在的蛋白质。,课堂讲义,2蛋白质工程的流程图,课堂讲义,1蛋白质工程中直接进行操作的对象是什么？是否为蛋白质分子自身？答案蛋白质工程是指以蛋白质分子结构规律及其与生物功能的关系为基础，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，以满足人类的生产或生活的需要。因此，归根到底要对基因进行改造。,课堂讲义,2为什么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？答案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来的第二代基因工程。3基因工程中的目的基因一般为自然界中已存在的基因，而蛋白质工程中的目的基因不是自然界中已存在的。判断蛋白质工程方法的关键是什么？答案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。,课堂讲义,4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？答案蛋白质的空间结构氨基酸序列合成目的基因构建基因表达载体导入大肠杆菌产生相应蛋白质。,课堂讲义,1下图为蛋白质工程操作的基本思路，请据图回答下列问题：,课堂讲义,(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)蛋白质工程的目的是_，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。,课堂讲义,【问题导析】(1)天然蛋白质合成的过程是按照_中心法则进行的；(2)蛋白质工程的基本途径与上述过程_相反，即从_预期的蛋白质功能出发设计预期的蛋白质结构推测应有的_氨基酸序列找到相应的脱氧核苷酸序列(基因)。答案(1)(2)转录翻译折叠分子设计DNA合成(3)对蛋白质的结构进行分子设计基因合成或改造(4)相反,课堂讲义,【一题多变】判断正误(1)对蛋白质直接改造成功，也可遗传。()(2)改造了基因即对蛋白质进行了改造。()(3)蛋白质工程的实质是改造氨基酸。()(4)蛋白质工程的原理是中心法则。()答案(1)(2)(3)(4),课堂讲义,二、蛋白质工程与基因工程比较,课堂讲义,1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。答案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。,课堂讲义,2科学家通过对胰岛素的改造，已使其成为速效型药品，阅读教材，结合资料完成下述分析。如图是用蛋白质工程设计速效胰岛素的生产过程，请据图回答有关问题：,课堂讲义,(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模型的主要依据是蛋白质的预期功能。(2)通过人工合成DNA形成的新基因应与载体结合后转移到大肠杆菌等受体细胞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蛋白质工程、基因工程和发酵工程。(4)图解中从新的胰岛素模型到新的胰岛素基因的基本思路是根据新的胰岛素模型中氨基酸的序列，推测出其基因中的脱氧核苷酸序列，然后利用DNA合成仪来合成出新的胰岛素基因。,课堂讲义,2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，蛋白质工程不对基因进行操作B基因工程合成自然界已存在的蛋白质，蛋白质工程可以合成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(或性状水平)的操作D基因工程完全不同于蛋白质工程,课堂讲义,【问题导析】(1)蛋白质工程是直接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，以满足人类的生产和生活的需要。(2)基因工程只是将外源基因导入另一生物体内，并使之表达出人类所需的性状，或者获取所需的产品(3)基因工程在原则上只能生产自然界中已存在的蛋白质。答案B,课堂讲义,【一题多变】(1)蛋白质工程和基因工程的目的