3.4蛋白质工程原理和应用课件-2023-2024学年高二下学期生物人教版（2019）选择性必修3

1.科学家利用了什么技术让细菌能发出绿色荧光？ 从社会中来 基因工程 基因工程原则上只能生产自然界中已存在的蛋白质！ 对蛋白质分子进行设计和改造 2.早期没有发现黄色荧光蛋白，怎样让细菌也能发出黄色荧光？ 蛋白质工程 第3章 基因工程 第4节 蛋白质工程的原理和应用 （1 课时） 蛋白质工程的原理是什么？ 蛋白质工程已有那些实际的应用? 本节聚焦 1.基础：蛋白质分子的 及其与_________的关系。 2.操作方法和对象： 。 3.目的： 的蛋白质，或 的蛋白质，以满足人类生产和生活的需求。 4.地位：在_________的基础上,延伸出来的第 代基因工程。 5.学科和技术： 。 阅读P93第1、2段内容，理解蛋白质工程的概念 一、蛋白质工程的概念 改造或合成基因 分子生物学、晶体学和计算机技术 结构规律 生物功能 基因工程 二 改造现有 制造一种新 分析P96拓展应用，结合P94内容，解决问题： T4溶菌酶是一种重要的工业用酶，但是它在温度较高时容易失活。科学家对T4溶菌酶耐热性的结构进行研究，并以此为依据对相关基因进行了改造，使T4溶菌酶的第3号异亮氨酸变为半胱氨酸，于是，T4溶菌酶的耐热性得到了提高。 1.这项工作属于什么工程的范畴？ 2.在该实例中引起T4溶菌酶空间结构发生改变的根本原因是？ 3.为什么蛋白质工程技术要改造基因而不是直接改造蛋白质？ 4.概括：科学家改造T4溶菌酶的基本思路（参考图3-17） 蛋白质工程 基因的碱基序列发生了变化 蛋白质由基因指导合成，基因改造后能遗传，并且改造基因较易操作。 二、蛋白质工程的基本原理 结合教材P94总结蛋白质工程的原理： 蛋白质工程是中心法则的逆推 A B C D T4溶菌酶耐热性升高 推测 折叠 改造或合成 翻译 转录 耐热性T4溶菌酶的结构 耐热T4溶菌酶mRNA 耐热T4溶菌酶氨基酸的序列 耐热T4溶菌酶基因 设计 折叠 目的基因 第3位异亮氨酸变为半胱氨酸 行使 讨论 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。 --- 蛋白质工程基本思路的应用 某多肽链的一段氨基酸序列是： 思考·讨论 GCU GCC GCA GCG UGG AAA AAG 丙氨酸 … 色氨酸 赖氨酸 谷氨酸 苯丙 氨酸 … UUU UUC GAA GAG ---蛋白质工程基本思路的应用 某多肽链的一段氨基酸序列是： 思考·讨论 讨论： 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。 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？ GCU GCC GCA GCG UGG AAA AAG 丙氨酸 … 色氨酸 赖氨酸 谷氨酸 苯丙 氨酸 … UUU UUC GAA GAG 由于密码子具有简并性,获得的基因碱基序列有多种。 可人工合成目的基因，或从基因文库中获取目的基因后对基因进行改造。 （要用到基因的定点突变技术来进行碱基的替换） 项目 蛋白质工程 基因工程 区别 起点 过程 实质 结果 应用及现状 联系 预期蛋白质功能 目的基因 预期蛋白质功能→设计蛋白质结构→推测氨基酸序列→推测脱氧核苷酸序列→合成DNA→表达出蛋白质 获取目的基因→构建基因表达载体→导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定 通过改造相应的基因达到对蛋白质进行改造的目的 基因重组 可以创造出自然界不存在的蛋白质 生产自然界已存在的蛋白质 ①主要集中在对现有蛋白质进行改造，②对创造新的蛋白质还有许多技术难题未突破，因为蛋白质高级结构非常复杂，人们对此知之甚少 ①已被广泛应用，如转基因植物、动物、药品生产等已商业化 ①蛋白质工程获得目的基因后，需要通过基因工程获得预期蛋白质 ②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 如何确定一个操作过程是基因工程技术还是蛋白质工程技术？ （金版学案P153）3.科学家将β-干扰素基因进行定点诱变导入大肠杆菌表达,使干扰素第17位的半胱氨酸变成丝氨酸,大大提高了β-干扰素的抗病毒活性,并且提高了其储存稳定性。该技术为(　　) A.基因工程 B.细胞工程 C.基因突变 D.蛋白质工程 D 蛋白质工程是对原有基因进行改造（或合成新的基因）,从而使得到的已不是天然的蛋白质。 三、蛋白质工程的应用 应用 实例 医药工业方面 改造胰岛素基因，获得____________类似物 获得在一定条件下延长保存时间的 ； 将小鼠抗体上 “嫁接”到 上