第3章 第4节 蛋白质工程的原理和应用(课件PPT)-【优化指导】2020-2021学年新教材高中生物选择性必修3 生物技术与工程(人教版)

基因工程 第3章 第4节　蛋白质工程的原理和应用 返回导航 第3章　基因工程 生物学　选择性必修3　R 课程内容标准 核心素养对接 1．概述人们根据基因工程原理，进行蛋白质设计和改造，可以获得性状和功能更符合人类需求的蛋白质。 2．举例说明依据人类需要对原有蛋白质结构进行基因改造、生产目标蛋白的过程。 1．尝试通过蛋白质工程技术，根据人类需要的蛋白质结构，设计或改造某一蛋白质的流程。(科学思维) 2．认同蛋白质工程的重要意义。(社会责任) 栏目索引 预习案 自主读教材 探究案 互动探疑难 巩固案 总结与应用 返回导航 第3章　基因工程 生物学　选择性必修3　R 1．蛋白质工程：对蛋白质分子的设计和改造是通过_________工程来实现的。蛋白质工程是指以___________________________________________作为基础，通过改造或合成_______，来改造现有蛋白质，或制造一种新的蛋白质，以满足人类生产和生活的需求。它是在基因工程的基础上，延伸出来的_______代基因工程，是包含多学科的综合科技工程。 一、蛋白质工程崛起的缘由 蛋白质　 蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系　 基因　 第二　 预习案 自主读教材 返回导航 第3章　基因工程 生物学　选择性必修3　R 2．基因工程存在不足：原则上只能生产自然界_________的蛋白质。 3．天然蛋白质存在不足：天然蛋白质的_____________符合特定物种生存的需要，却不一定完全符合_________________的需要。 4．实例：玉米中赖氨酸含量低，将赖氨酸合成过程中两种酶的氨基酸被替换，玉米叶片和种子中游离赖氨酸分别提高5倍和2倍。 已存在　 结构和功能　 人类生产和生活　 返回导航 第3章　基因工程 生物学　选择性必修3　R 1．蛋白质工程的基本原理 二、蛋白质工程的基本原理 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)　 概　念 基础 蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系 手段 改造或合成基因来完成 目的 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设计改造 原理 由预期的蛋白质找到相对应的_______________________ 流程 预期蛋白质功能→设计预期的_____________→推测应有的_____________→找到相对应的_______________________ 返回导航 第3章　基因工程 生物学　选择性必修3　R 2．蛋白质工程的基本思路 预期功能　 改造或合成　 目的基因　 转录　 翻译　 生物功能　 返回导航 第3章　基因工程 生物学　选择性必修3　R 1．对天然蛋白质进行改造 三、蛋白质工程的应用 天冬氨酸　 丝氨酸　 人　 天然蛋白质 蛋白质工程改造后的蛋白质 天然胰岛素制剂容易形成二聚体或六聚体，皮下注射胰岛素后往往要经历一个逐渐解离为单体的过程，这在一定程度上延缓了疗效。 科学家已通过改造胰岛素基因实现了对相应氨基酸序列的改造，使B28位脯氨酸替换为___________或者将它与B29位的赖氨酸交换位置，从而有效抑制了胰岛素的聚合，由此研发出的速效胰岛素类似物产品已经在临床上广泛应用。 干扰素在体外保存相当困难 如果将干扰素分子上的一个半胱氨酸变成_________，那么在－70℃的条件下，干扰素可以保存半年 小鼠单克隆抗体会使人产生免疫反应，从而导致它的治疗效果大大降低 科学家将小鼠抗体上结合抗原的区域“嫁接”到_____的抗体上，经过这样改造的抗体诱发免疫反应的强度就会降低很多 返回导航 第3章　基因工程 生物学　选择性必修3　R 2．蛋白质工程被广泛用于改进酶的性能或开发新的工业用酶。例如利用蛋白质工程生产___________蛋白酶。 3．在农业方面，科学家正在尝试改造某些参与调控光合作用的酶，以提高植物光合作用的效率，增加粮食的产量。 4．利用蛋白质工程的思路来设计优良_________农药，通过改造微生物蛋白质的结构，使它防治病虫害的效果增强。 5．蛋白质工程是一项难度很大的工程，主要是因为蛋白质发挥功能必须依赖于正确的_______结构，而这结构往往十分_______。 枯草杆菌　 微生物　 高级　 复杂　 返回导航 第3章　基因工程 生物学　选择性必修3　R 1．判正误 (1)蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作，定向改变分子的结构。(　　) (2)通过蛋白质工程改造后的蛋白质仍然是天然蛋白质。(　　) (3)实施蛋白质工程的前提条件是了解蛋白质结构和功能的关系。(　　) (4)基因工程遵循中心法则，而蛋白质工程不遵循。(　　) × 　 × 　 √　 × 　 返回导航 第