人教版生物选修三1.4《蛋白质工程的崛起》课件 （共35张ppt）

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1、1.4蛋白质工程的崛起学习目标1.能举例说出蛋白质工程崛起的缘由。2.掌握蛋白质工程的基本原理和操作流程(重、难点)3.明确蛋白质工程的含义，区分蛋白质工程和基因工程的不同之处。4.了解蛋白质工程的发展情况，大致了解人类蛋白质组计划、酶工程等与其相关的前沿科学研究。思考：如果想让某一个生物的性状在另外一个生物的身上表达，常用的方法有哪些？1、在种内可以用什么方法？杂交育种2、在种间可以用什么方法？基因工程育种一、蛋白质工程崛起的缘由基因工程的实质：将一种生物的转移到另一种生物体内，后者产生它本不能产生的，进而表现出。基因蛋白质新的性状优点：①育种

2、周期短；②目的性强，可定向改变生物性状；③克服远缘杂交不亲和的障碍。（重点记忆）试回顾总结基因工程的丰硕成果植物方面提高植物的抗虫、抗病、抗逆性改良植物的品质动物方面提高动物生长速度改善畜产品的品质用转基因动物生产药物用转基因动物作器官移植的供体研制药物基因治疗基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质。生物产生的天然蛋白质是生物在长期进化过程中形成的，这些蛋白质的结构和功能符合特定物种生存的需要，却不一定完全符合人类生产和生活的需要。基因工程的局限性：例如：1、干扰素是由动物体内的效应T细胞产生的一种糖蛋白，几乎能抵抗所有病毒引起的感染。同时

3、，在治疗癌症方面也有十分可观的疗效。但是，干扰素在体外保存相当困难。如果将其分子上的一个半胱氨酸变成丝氨酸，在-70oC的条件下，可以保存半年。2、玉米中赖氨酸的含量比较低赖氨酸的合成机理：天冬氨酸激酶二氢吡啶二羧酸合成酶前体物质赖氨酸抑制(负反馈调节)天冬氨酸激酶（352位的苏氨酸）二氢吡啶二羧酸合成酶（104位的天冬酰胺）改造天冬氨酸激酶（异亮氨酸）二氢吡啶二羧酸合成酶（异亮氨酸）3、在已研究过的几千种酶中，只有极少数可以应用于工业生产，绝大多数酶都不能应用于工业生产，这些酶虽然在自然状态下有活性，但在工业生产中没有活性或活性很低。这是因为工

4、业生产中每一步的反应体系中常常会有酸、碱或有机溶剂存在，反应温度较高，在这种条件下，大多数酶会很快变性失活。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，成为必然。蛋白质工程应运而生了。1、你知道人类蛋白质组计划吗？它与蛋白质工程有什么关系？我国科学家承担了什么任务？（了解）旁栏思考题？人类蛋白质组计划是继人类基因组计划之后，生命科学乃至自然科学领域一项重大的科学命题。2001年，国际人类蛋白质组组织宣告成立。2003年该组织正式提出启动了两项重大国际合作行动：一项是由中国科学家牵头执行的“人类肝脏蛋白质组计划”；另一项是

5、以美国科学家牵头执行的“人类血浆蛋白质组计划”，由此拉开了人类蛋白质组计划的帷幕。“人类肝脏蛋白质组计划”是国际上第一个人类组织／器官的蛋白质组计划，由我国贺福初院士牵头，这是中国科学家第一次领衔的重大国际科研协作计划，总部设在北京，目前有16个国家和地区的80多个实验室报名参加。它的科学目标是揭示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。人类蛋白质组计划的深入研究将是对蛋白质工程的有力推动和理论支持。天然蛋白质是怎样合成的？中心法则（表示遗传信息的流动过程）DNA（基因）转录mRNA翻译多肽链盘曲折叠具有

6、高级结构的蛋白质表达生物特有的功能和性状结论：蛋白质的功能是由蛋白质的_____决定的，蛋白质的结构是由_____________决定的。结构DNA（基因）逆转录一级结构二级结构三级结构四级结构思考（P26）对天然蛋白质进行改造，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？通过对基因的操作来实现对蛋白质的改造理由有：①任何一种天然蛋白质都是基因编码的，改造了基因，即对蛋白质进行了改造，经这样改造过的蛋白质可以遗传下去；若直接改造蛋白质，即使成功，被改造过的蛋白质还是不能遗传的；②对基因进行改造比对蛋白质进行改造要容易操作，难度

7、要小得多。二、蛋白质工程的基本原理1、蛋白质工程的目标：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。2、天然蛋白质合成过程基因——表达（转录和翻译）——形成氨基酸序列的多肽链——形成具有高级结构的蛋白质——行使生物功能DNA（基因）mRNA蛋白质转录翻译3、蛋白质工程流程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对应的脱氧核苷酸序列（基因）讨论（P27）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—…,（1）怎样得出决定这一段肽链的脱氧核苷酸序列？mRNA：GCU（C或A或G

8、）UGGAAA（或G）AUGUUU（或C）DNA：CGA（G或T或C）ACCTTT（或C）TACAAA（或G）丙氨酸：GCU（或C或A或