3.4 蛋白质工程的原理和利用 课件 2022—2023学年高二下学期生物人教版选择性必修3

①加到鸡血细胞中，使鸡血细胞吸水张破(细胞膜和核膜的破裂)，从而释放出DNA ②加到含有DNA的物质的量浓度为2mol/L的NaCl溶液，调节NaCl溶液物质的量浓度下降到0．14mol/L，使DNA黏稠物最大限度的析出 加蒸馏水2次 析出DNA 2次 用NaCl溶液4次 ①用0.14 mol／L 的NaCI溶液析出DNA，过滤除去溶液中的杂质: ②用冷却的95％的酒精，获得含杂质较少的DNA丝状物（利用DNA不溶于酒精溶液，但是细胞中的某些蛋白质则溶于酒精） ①加2 mol/L的NaCl溶液，溶解提取的细胞核物质； ②用0.14 mol/L的NaCl溶液使DNA析出； ③用2 mol/L的NaCl溶液，溶解滤取的DNA黏稠物； ④用2 mol/L的NaCl溶液，溶解丝状物用于鉴定DNA 实验现象不明显的原因分析 ①材料中核物质没有充分释放出来，如研磨不充分或蒸馏水的量不够 ②加入酒精后摇动或搅拌时过猛，DNA被破坏 ③保留滤液或沉淀时出现操作错误 ①二苯胺配制时间过长，变成浅蓝色，影响鉴定效果 注意事项 现配现用 蛋白质工程的原理和利用 基因工程 4 1. 科学家利用了什么技术让细菌能发出荧光？ 基因工程技术使细菌表达了荧光蛋白。 思考： 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。 2、科学家是怎样对蛋白质分子进行设计和改造的呢? 5 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。 思考：为什么蛋白质工程改造基因而不是直接改造蛋白质？ ①蛋白质的高级结构十分复杂，直接改造难度大； ②蛋白质是由基因编码的，改造了基因可以间接改造蛋白质； ③基因可以遗传，蛋白质无法遗传； 01 蛋白质工程崛起的缘由 01 蛋白质工程崛起的缘由 天冬氨酸激酶 二氢吡啶二羧酸合成酶 前体物质 赖氨酸 在玉米中活性很低，造成赖氨酸含量较低 天冬氨酸激酶 （352位的苏氨酸） 二氢吡啶二羧酸合成酶（104位的天冬酰胺） 天冬氨酸激酶 （异亮氨酸） 二氢吡啶二羧酸合成酶 （异亮氨酸） 改造 改造 提高产量 7 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。 操作对象： 结果： 与基因工程的关系： 理论和技术： 改造或合成基因 改造现有蛋白质，或制造一种新的蛋白质 在基因工程基础上延伸出来的第二代基因工程 分子生物学、晶体学和计算机技术 符合特定物种生存需要 不一定符合人类生产、生活需要 蛋白质工程改造 天然蛋白质 原则上只能生产自然界已存在的蛋白质。 01 蛋白质工程崛起的缘由 逆转录 转录 DNA RNA 翻译 肽链 复制 复制 折叠等 具有特定空间结构的蛋白质 表达生物特有的功能或性状 02 蛋白质工程的基本原理 9 10 02 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→找到并改变相对应的脱氧核苷酸序列（基因）或合成新的基因→获得所需要的蛋白质 预期功能 生物功能 设计 蛋白质 （三维结构） 推测 改造或合成 转录 翻译 折叠 行使 目的基因 mRNA 多肽链 思考：与中心法则的关系？ 02 蛋白质工程的基本原理 基因工程 某多肽链的一段氨基酸序列是： 丙氨酸 色氨酸 赖氨酸 谷氨酸 苯丙氨酸 1.怎样得出决定这一段肽链的脱氧核苷酸序列？请把相应的碱基序列写出来。 02 蛋白质工程的基本原理 某多肽链的一段氨基酸序列是： 丙氨酸 色氨酸 赖氨酸 谷氨酸 苯丙氨酸 1.怎样得出决定这一段肽链的脱氧核苷酸虚列？请把相应的碱基序列写出来。 丙氨酸 ：GCU、GCC、GCA、GCG 色氨酸：UGG 赖氨酸： AAA 、AAG 甲硫氨酸：AUG 苯丙氨酸：UUU 、UUC 丙氨酸 ：CGA、CGG、CGT、CGC 色氨酸： ACC 赖氨酸：TTT 、TTC 甲硫氨酸：TAC 苯丙氨酸：TTT 、TTG 找到DNA上相对应的脱氧核苷酸序列（基因） 推出mRNA上的核糖核苷酸序列 02 蛋白质工程的基本原理 丙氨酸 色氨酸 赖氨酸 谷氨酸 苯丙氨酸 2.确定目的基因的碱基序列后，怎样才能合成或改造目的基因？ 确定目的基因的碱基序列后，可以根据人类的需要改造它，通过人工合成的方法获取。 02 蛋白质工程的基本原理 比较项目 基因工程 蛋白质工程 操作对象 操作水平 区别 原理 过程 实质 结果 应用现状 在转基因动植物、药物生产等领域已有广泛应用 主要集中在对现有蛋白质的改造，还需不断地攻坚克难 基因 DNA分子水平 基因