17-18版：1.3 蛋白质工程（步步高）.pptx

第一章　基因工程第三节　蛋白质工程学习导航1.结合教材P35，概述蛋白质工程的概念和基本原理。2.结合教材P35～37，说出蛋白质工程的基本过程。3.结合教材P38～39，举例描述蛋白质工程的应用和发展。重难点击蛋白质工程的概念和基本原理。课堂导入方式一　人类可以创造出自然界不存在的蛋白质吗？答案是肯定的。例如：科学家已生产出一种以前必须从南极鱼类身体中提取的抗冻蛋白质。这一技术可用于储存大量新鲜的动植物和人类的组织细胞，防止形成冰晶，破坏脆弱的细胞膜和细胞的内部结构。你想了解这方面的知识吗？请跟着我一起学习：蛋白质工程。方式二　基因工程的诞生，为克服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，人们也只是实现了自然界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。一、蛋白质工程概述二、蛋白质工程的应用当堂检测内容索引一、蛋白质工程概述1.蛋白质工程的概念(1)基础： 的结构和功能之间的关系。(2)手段：借助计算机辅助设计、 和重组DNA技术改造 。(3)目的： 天然蛋白质，甚至创造自然界 的蛋白质。(4)关键技术：基因工程。2.蛋白质工程的流程预期功能―→ 蛋白质 。3.蛋白质工程的关键技术蛋白质工程的关键技术是 。蛋白质工程又被称为 。 蛋白质基因基因定点诱变不存在定向改造氨基酸序列基因第二代基因工程基因工程基础梳理4.对蛋白质改进的三种类型改造类型操作程序大改根据 ，设计并制造出自然界中 的全新蛋白质，使之具有特定的 、空间结构和_________中改改变 中某一个 或一个特定的结构小改通过 中的定点诱变技术，有目的地改造__________中某活性部位的一个或几个 ，以改善蛋白质的性质和功能氨基酸的性质和特点不存在氨基酸序列预期功能多肽链片段蛋白质分子基因工程蛋白质分子氨基酸残基5.两种改变蛋白质结构的技术(1) ：适用于已知空间结构的蛋白质。(2) ：适用于不能预先确定诱变位点的蛋白质。定点诱变技术非定点诱变技术对照右面蛋白质工程的基本过程，分析回答问题：1.请写出中心法则，并说明蛋白质工程中获取目的基因的方法。 答案　 (1)中心法则如下：(2)获取目的基因的方法是人工合成法。 答案问题探究2.基因工程合成的蛋白质有哪些不足？答案　在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质。天然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。答案3.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？ 答案　应该通过对基因的操作来实现对天然蛋白质的改造，主要原因如下：(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能会遗传下去。如果对蛋白质直接改造，即使改造成功，但被改造过的蛋白质分子也是无法遗传的。(2)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。答案4.基因的定点诱变技术是改变蛋白质结构的核心技术之一，试从以下各项分析此技术。项目内容条件原料_____________酶_______________________引物含 的DNA分子片段操作方法__________结果后代中半数为诱变的DNA分子适用范围 ，进行“小改”特点有________________脱氧核苷酸DNA聚合酶和DNA连接酶突变位点PCR技术空间结构完全清楚的蛋白质目的性和针对性5.非定点诱变技术的适用对象和特点是什么？答案　(1)适用对象：对于不能预先确定诱变位点的蛋白质，可采用非定点诱变技术来进行蛋白质的改造。(2)特点：非定点诱变突变位点多，有时甚至会产生意想不到的改造效果。答案归纳总结　有关蛋白质工程的三点提醒(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，被改造的蛋白质也是无法遗传下去的。(2)蛋白质工程在改造基因时需要与基因工程有关的工具酶。改造后的基因需要表达出相应的蛋白质，同样需将改造或合成的基因导入受体细胞。(3)蛋白质工程中经过处理得到的新基因与基因突变得到的新基因有较大差别，基因突变的新基因中含有不编码蛋白质的序列，而蛋白质工程中的新基因则没有。1.科学家将β--干扰素基因进行定点突变导入大肠杆菌表达，使干扰素分子上的半胱氨酸变成丝氨酸，结果大大提高了β--干扰素的抗病毒活性，并且提高了