3.4 蛋白质工程的原理和应用（课件）-【备课精选】2021-2022学年高二生物下学期同步优质资源（人教版2019选择性必修3）

第3章 基因工程 第4节 蛋白质工程的原理和应用 蛋白质工程的基本原理是什么？ 蛋白质工程已有哪些实际的应用？ 本节聚焦 1 2 你见过用细菌画画吗？左图是用发出不同颜色荧光的细菌“画”的美妙图案。这些细菌能够发出荧光，是因为它们体内导入了荧光蛋白的基因。 最早被发现的荧光蛋白是绿色荧光蛋白，科学家通过改造它，获得了黄色荧光蛋白等。这些荧光蛋白在细胞内生命活动的检测、肿瘤的示踪研究等领域有着重要应用。那么，科学家是怎样对蛋白质分子进行设计和改造的呢？ 【从社会中来】 蛋白质工程 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，通过改造或合成基因，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。 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，是涉及多学科的综合科技工程。 随着分子生物学、晶体学以及计算机技术的迅猛发展，蛋白质工程取得了很大的进展。目前，它已经成为研究蛋白质结构和功能的重要手段，并将广泛应用于农业、医药工业和其他工业生产中。 蛋白质工程概述 1.基因工程的实质及缺陷 ①实质： 基因工程是将一种生物的基因转移到另一种生物体内，使后者可以产生它原本不能产生的蛋白质，进而表现出新性状。 ②缺陷： 基因工程原则上只能生产自然界中已经存在的蛋白质。 2.蛋白质工程崛起的缘由 ②天然蛋白质的缺陷：天然蛋白质是生物在长期进化过程中形成的，它们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。 01 蛋白质工程崛起的缘由 ①理论和技术条件:分子生物学、晶体学以及计算机技术的迅猛发展。 产量提高 赖氨酸含量低 合成时需： 天冬氨酸激酶； 二氢吡啶二羧酸合成酶。 浓度影响酶活性 举例 异亮氨酸 苏氨酸(352位） 异亮氨酸 天冬酰胺(104位) 01 蛋白质工程崛起的缘由 基因工程原则上只能生产自然界中已存在的蛋白质，而天然蛋白质不一定能满足人类生产生活的需要。 天冬氨酸激酶 二氢吡啶二羧酸合成酶 352：苏氨酸→异亮氨酸 104：天冬酰胺→异亮氨酸 01 蛋白质工程崛起的缘由 旁栏思考 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重大的国际合作科研项目。2001年，国际人类蛋白质组组织宣布成立。2003年，该组织正式提出启动两项重大国际合作项目：一项是由中国科