【三维设计】2016年高中生物 第1部分 专题1 基因工程 1.4 蛋白质工程的崛起课件 新人教版选修3要点.ppt

* 理解·教材新知 把握·命题热点 应用·落实体验 课堂回扣练习 命题点一 知识点一 1．4 蛋白质工程的崛起 专题1 知识点二 命题点二 预期蛋白质功能→ 设计预期的___________→推测应有的___________→找到相对应的_____________________ 流程 由预期的蛋白质找到相对应的____________________ 原理 获得________________________的蛋白质 目的 通过_________或_________，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质 手段 蛋白质分子的_________及其与________的关系 基础 概念 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) 蛋白质结构 氨基酸序列 脱氧核苷酸序列(基因) 确定蛋白质的功能→蛋白质应有的高级结构→蛋白质应具备的折叠状态→蛋白质应有的氨基酸序列→应有的碱基序列→合成DNA→表达出蛋白质 目的基因的获取→基因表达载体的构建→将目的基因导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定 基本过程 DNA分子水平 DNA分子水平 操作水平 基因 基因 操作对象 蛋白质工程 基因工程 比较项目 蛋白质工程是以基因工程为基础的 联系 可以创造出自然界不存在的新蛋白质 生产人类需要的基因产物(自然界已有的蛋白质) 结果 定向改造或生产人类所需的蛋白质 定向改造生物的遗传特性，以获得人类需要的生物类型或生物产品 实质 蛋白质工程 基因工程 比较项目 * 1．4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的蛋白质。 2．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。3．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白质的改造。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，或制造种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需要。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。 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 (1)基因工程的实质：将一种生物的转移到另一种生物体内，后者可以产生它本不能产生的，进而表现出。 基因 蛋白质 新的性状 (2)缘由： 基因工程在原则上只能生产自然界的蛋白质。 天然蛋白质的符合特定的需要，却不一定完全符合的需要。(3)实例： 延长干扰素保存时间： 体外很难保存　　　体外可以保存半年 已存在 结构和功能 物种生存 人类生产和生活 丝氨酸 ②提高玉米赖氨酸含量： 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2倍。 苏氨酸 天冬酰氨 2．蛋白质工程的基本原理 1．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？ 提示：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。 2．蛋白质工程操作程序的基本思路与基因工程有什么不同？ 提示：基因工程是按照中心法则进行的：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，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反：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→找出相对应的脱氧核苷酸序列(基因)，可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，你能否设计出利用大肠杆菌生产该蛋白质的流程？ 提示：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。 1．蛋白质工程的操作步骤 (1)从生物体中分离纯化目的蛋白。 (2)测定其氨基酸序列。 (3)借助核磁共振和X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。 (4)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。 (5)设计编码该蛋白质的基因改造方案，如定点突变。 (6)分离、纯化新蛋白，功能检测后投入实际使用。 [特别提醒]　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： 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造，即使改造成功，被改造的蛋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，难度要小得多。 2．基因工程与蛋白质工程的比较 [特别提醒]　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特定生物功