《高中生物 专题1 1.4 蛋白质工程的崛起课件 新人教版选修3》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中生物 专题1 1.4 蛋白质工程的崛起课件 新人教版选修3（21页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、理解教材新知理解教材新知专专题题1 11.41.4把握热点考向把握热点考向应用创新演练应用创新演练知识点一知识点一考向一考向一知识点二知识点二考向二考向二 1基因工程只能生产自然界已存在的蛋白质。基因工程只能生产自然界已存在的蛋白质。 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，以满足人类生行改造或生产新的蛋白质，以满足人类生 产和生活的需要。产和生活的需要。 3蛋白质工程直接操作的对象是基因，而不蛋白质工程直接操作的对象是基因，而不 是蛋白质。是蛋白质。4蛋白质工程的基本途径是：从预期的蛋白质功能出发蛋白质工程的基本途径是：从预期的蛋白
2、质功能出发设计预期设计预期 的蛋白质结构的蛋白质结构推测应有的氨基酸序列推测应有的氨基酸序列找到相应的脱氧核苷酸找到相应的脱氧核苷酸 序列。序列。5蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系蛋白质工程是指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，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要。或制造一种新的蛋白质，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。蛋白质工程是在基因工程的基础上，延伸出来的第二代基因工程。自
3、读教材自读教材夯基础夯基础 1蛋白质工程崛起的缘由蛋白质工程崛起的缘由 (1)基因工程的实质：将一种生物的基因工程的实质：将一种生物的 转移到另一种生转移到另一种生物体内，后者可以产生它本不能产生的物体内，后者可以产生它本不能产生的 ，进而表现出，进而表现出 。 (2)基因工程的不足：在原则上只能产生基因工程的不足：在原则上只能产生 的的蛋白质。蛋白质。 2蛋白质工程的基本原理蛋白质工程的基本原理基因基因蛋白质蛋白质新的性状新的性状自然界已存在自然界已存在 1蛋白质工程操作程序的基本思路与基因工程有什么蛋白质工程操作程序的基本思路与基因工程有什么不同？不同？ 提示：提示：基因工程是按照中心法则
4、进行的：基因基因工程是按照中心法则进行的：基因表达表达(转转录和翻译录和翻译)形成氨基酸序列的多肽链形成氨基酸序列的多肽链形成具有高级结构的形成具有高级结构的蛋白质蛋白质行使生物功能，基本上是生产出自然界已有的蛋白行使生物功能，基本上是生产出自然界已有的蛋白质。蛋白质工程是按照以下思路进行的：从预期的蛋白质功质。蛋白质工程是按照以下思路进行的：从预期的蛋白质功能出发能出发设计预期的蛋白质结构设计预期的蛋白质结构推测应有的氨基酸序列推测应有的氨基酸序列找出相对应的脱氧核苷酸序列找出相对应的脱氧核苷酸序列(基因基因)，可以创造出自然界不，可以创造出自然界不存在的蛋白质。存在的蛋白质。 2假如某科学
5、家设计出某种蛋白质的空间结构，你能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？否设计出利用大肠杆菌生产该蛋白质的流程？ 提示：提示：蛋白质的空间结构蛋白质的空间结构氨基酸序列氨基酸序列合成目的基合成目的基因因构建基因表达载体构建基因表达载体导入大肠杆菌导入大肠杆菌产生相应蛋白质。产生相应蛋白质。跟随名师跟随名师解疑难解疑难 基因工程和蛋白质工程的比较基因工程和蛋白质工程的比较基因工程基因工程蛋白质工程蛋白质工程操作环境操作环境(场所场所)生物体外生物体外生物体外生物体外操作核心操作核心基因基因基因基因操作起点操作起点目的基因目的基因预期的蛋白质功能预期的
6、蛋白质功能基本过程基本过程剪切剪切拼接拼接导入导入表表达达确定蛋白质功能确定蛋白质功能应有的高级结构应有的高级结构应具备的折叠状态应具备的折叠状态应有氨基酸序列应有氨基酸序列应有的碱基序列应有的碱基序列改造的蛋白质改造的蛋白质基因工程基因工程蛋白质工程蛋白质工程实实质质定向改造或生产人定向改造或生产人类所需的蛋白质类所需的蛋白质定向改造生物的遗传特性，以获得定向改造生物的遗传特性，以获得人类所需的生物类型或生物产品人类所需的生物类型或生物产品(基基因的异体表达因的异体表达)结结果果生产自然界已存在生产自然界已存在的蛋白质的蛋白质可以创造出自然界不存在的蛋白质可以创造出自然界不存在的蛋白质 特别
7、提醒特别提醒蛋白质工程中通过对基因操作来实现对天然蛋白蛋白质工程中通过对基因操作来实现对天然蛋白质改造的理由：质改造的理由： 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，被改造的蛋白质还是无法遗传的。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。得多。 1.蛋白质工程的进展蛋
8、白质工程的进展 (1)科学家通过对科学家通过对 的改造，已使其成为速效型药品。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，具有子方面，用蛋白质工程方法制成的电子元件，具有 的特点。的特点。 2蛋白质工程的前景蛋白质工程的前景 蛋白质工程前景是诱人的，但难度却很大，尤其是目前科学蛋白质工程前景是诱人的，但难度却很大，尤其是目前科学家对大多数家对大多数 的了解还很不够。的了解还很不够。胰岛素胰岛素体积小、耗电少和效率高体积小、耗电少和效率高蛋白质的高级结构蛋白质的高级结
9、构 查阅资料了解人类肝脏蛋白质组计划，思考该计划的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？科学目标是什么？ 提示：提示：解释并确认肝脏的蛋白质，为重大肝病预防、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。诊断、治疗和新药研发的突破提供重要的科学基础。 例例1关于蛋白质工程的说法，正确的是关于蛋白质工程的说法，正确的是 () A蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作作 B蛋白质工程能产生出自然界中不曾存在过的新型蛋白质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分子 C
10、对蛋白质的改造是通过直接改造相应的对蛋白质的改造是通过直接改造相应的mRNA来实现来实现的的 D蛋白质工程的流程和天然蛋白质合成的过程是相同的蛋白质工程的流程和天然蛋白质合成的过程是相同的 思路点拨思路点拨 精讲精析精讲精析所谓蛋白质工程，应是利用基因工程手段，所谓蛋白质工程，应是利用基因工程手段，包括基因的定点突变和基因表达对蛋白质进行改造，以期获包括基因的定点突变和基因表达对蛋白质进行改造，以期获得性质和功能更加完善的蛋白质分子。蛋白质工程能产生出得性质和功能更加完善的蛋白质分子。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。自然界中不曾存在过的新型蛋白质分子。 答案答案B 蛋白质
11、工程的目的是实现对蛋白质分子的改造，但却蛋白质工程的目的是实现对蛋白质分子的改造，但却是通过改造基因来实现的，不要误认为蛋白质工程的直接是通过改造基因来实现的，不要误认为蛋白质工程的直接操作对象操作对象是蛋白质分子。是蛋白质分子。 例例2下列关于基因工程和蛋白质工程的说法正确的是下列关于基因工程和蛋白质工程的说法正确的是 () A蛋白质工程和基因工程的目的都是获得人类需要的蛋白质工程和基因工程的目的都是获得人类需要的蛋白质，所以二者没有区别蛋白质，所以二者没有区别 B基因工程是蛋白质工程的关键技术基因工程是蛋白质工程的关键技术 C通过蛋白质工程改造后的蛋白质有的仍然是天然的通过蛋白质工程改造后
12、的蛋白质有的仍然是天然的蛋白质蛋白质 D利用蛋白质工程可以在大肠杆菌细胞中得到人的胰利用蛋白质工程可以在大肠杆菌细胞中得到人的胰岛素岛素思路点拨思路点拨 精讲精析精讲精析蛋白质工程的目标是根据人们对蛋白质功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。其中，基因能的特定需求，对蛋白质的结构进行分子设计。其中，基因工程是关键技术，是蛋白质工程的基础，因为对蛋白质结构工程是关键技术，是蛋白质工程的基础，因为对蛋白质结构的改造是通过改造基因来实现的，所以蛋白质工程是在基因的改造是通过改造基因来实现的，所以蛋白质工程是在基因水平上改造蛋白质，改造后的蛋白质不再是天然的蛋白质。水平上改造蛋白质，改造后的蛋白质不再是天然的蛋白质。利用大肠杆菌生产人胰岛素属于基因工程。利用大肠杆菌生产人胰岛素属于基因工程。答案答案B (1)基因工程中目的基因一般是自然存在的基因，而基因工程中目的基因一般是自然存在的基因，而蛋白质工程中的目的基因不是天然存在的。蛋白质工程中的目的基因不是天然存在的。 (2)只能生产出自然界中已存在的蛋白质种类是基因只能生产出自然界中已存在的蛋白质种类是基因工程的工程的“缺点缺点”，能够生产出自然界中不存在的蛋白质种，能够生产出自然界中不存在的蛋白质种类则是蛋白质工程的类则是蛋白质工程的“优点优点”。
