高中生物选修三蛋白质工程的崛起.ppt

关于高中生物选修三蛋白质工程的崛起一、蛋白质工程崛起的缘由1、基因工程的应用（1）基因工程的实质：将一种生物的基因转移到另一种生物体内，使后者产生本不能产生的蛋白质，进而表现出新的性状。在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质。（2）基因工程的不足：第2页,共16页，星期六，2024年，5月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。2、天然蛋白质的不足3、蛋白质工程的目的生产符合人类生产和生活的需要的蛋白质。第3页,共16页，星期六，2024年，5月满足人类生产和生活的需要例如：改造干扰素（半胱氨酸）体外很难保存干扰素（丝氨酸）体外可以保存半年玉米中赖氨酸含量比较低天冬氨酸激酶（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）玉米中赖氨酸含量可提高数倍改造改造第4页,共16页，星期六，2024年，5月思考：对天然蛋白质进行改造，你认为应该直接对蛋白质分子进行操作，还是通过对基因的操作来实现？应该从对基因的操作来实现对天然蛋白质改造，主要原因如下：（1）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。如果对蛋白质直接改造，即使改造成功，被改造过的蛋白质分子还是无法遗传的。（2）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。第5页,共16页，星期六，2024年，5月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。1、目标：2、原理：改造基因（基因修饰或基因合成）二、蛋白质工程的基本原理天然蛋白质如何合成？思考：转录DNARNA翻译肽链折叠等具有空间结构的蛋白质表达生物特有的功能或性状遵循中心法则，并需经过高级空间结构的转变第6页,共16页，星期六，2024年，5月３.途径:预期的蛋白质功能设计预期的蛋白质结构推测应有的氨基酸序列找到相对应的脱氧核苷酸序列（基因）第7页,共16页，星期六，2024年，5月蛋白质三维结构氨基酸序列多肽链基因DNA预期功能DNA合成分子设计mRNA生物功能转录翻译折叠蛋白质工程流程图第8页,共16页，星期六，2024年，5月4、概念： 蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其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，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。蛋白质工程的实质是对编码蛋白质的基因进行改造第9页,共16页，星期六，2024年，5月基因工程和蛋白质工程的比较基因工程蛋白质工程区别场所核心起点结果联系生物体外生物体内基因基因目的基因预期蛋白质功能生产自然界已存在的蛋白质可以创造出自然界不存在的蛋白质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第10页,共16页，星期六，2024年，5月三、蛋白质工程的进展和前景1.进展胰岛素速效型药品2.前景制作电子元件3.现状蛋白质工程目前成功的例子不多,原因是对蛋白质的高级结构了解不够。要设计出更加符合人类需求的蛋白质还需经过艰辛的探索。应用于微电子方面具有、耗电少和的特点体积小效率高第11页,共16页，星期六，2024年，5月1．关于生物体内存在的天然蛋白质，下列说法不正确的是（）A．是生物在长期进化过程中形成的B．它们的结构和功能符合特定物种生存的需要C．构成天然蛋白质的氨基酸目前发现的有20种D．一定完全符合人类生产和生活的需要练习检测D第12页,共16页，星期六，2024年，5月2、下列关于蛋白质工程的说法错误的是（）A．蛋白质工程能定向改造蛋白质分子的结构，使之更加符合人类的需要B．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C．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D．蛋白质工程与基因工程密不可分，又被称为第二代基因工程Ｂ第13页,共16页，星期六，2024年，5月4、以下关于蛋白质工程的说法正确的是（）A、蛋白质工程以基因工程为基础B、蛋白质工程就是酶工程的延伸C、蛋白质工程就是用蛋白酶对蛋白质进行改造D、蛋白质工程只能生产天然的蛋白质Ａ3．蛋白质工程中直接需要进行操作的对象是()Ａ．氨基酸结构B．蛋白质空间结构