蛋白质工程的原理和应用课件-高二下学期生物人教版选择性必修3.pptx

科学家解析了多管水母绿色荧光蛋白的晶体结构，并利用计算机进行辅助设计，在此基础上再采用定点突变的技术将绿色荧光蛋白发光基团正下方的第203位的苏氨酸替换为略氨酸，从而获得了一种新的绿色荧光蛋白的衍生物一一黄色荧光蛋白。;;;;;蛋白质工程与基因工程的异同;判断基因工程和蛋白质工程;蛋白质工程的目标是生产出符合人类生产和生活需要的蛋白质，甚至是自然界不存在的蛋白质。结合图示回答有关问题：;(3)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？原因是什么？;1.每种氨基酸都有对应的密码子，只要査一下密码子表,就可以将题中的氨基酸序列的编码序列査出来。但是由于题中的氨基酸序列中有几个氨基酸是由多个密码子编码的，因此其碱基排列组合起来就比较复杂，至少可以排列出32种，可以让学生根据学过的排列组合的知识自己排列一下。首先应该根据密码子推出mRNA序列为GCU(或C，或A，或G)UGGAAA(或GGAA(或G)UUU(或C)，再根据碱基互补配对原则推出脱氧核苷酸序列为CGA(或G，或T或C)ACTT(或C)CTT(或C)AAA(或G)。;2.确定目的基因的碱基序列后，可以人工合成目的基因或从基因文库中获取目的基因。对基因的改造经常会用到基因定点突变技术来进行碱基的替换、增添等。;;;1.研究者对绿色荧光蛋白进行改造,将其第203位苏氨酸替换为酪氨酸,使改造后的蛋白质在特定光激发后发射橙色光,称为橙色荧光蛋白。关于橙色荧光蛋白的构建,以下说法正确的是 ()

A.用蛋白酶直接处理绿色荧光蛋白获得目标产物

B.设计定点突变PCR获得橙色荧光蛋白基因

C.PCR扩增获得的产物激发后可以发橙色荧光

D.绿色荧光蛋白基因发生的突变类型为碱基缺失;2.天然胰岛素制剂容易形成二聚体或六聚体,皮下注射后往往要逐渐解离为单体,才能发挥作用,在一定程度上延缓了疗效。科学家利用蛋白质工程(基本思路见下图)研发出速效胰岛素,已在临床上广泛应用。下列有关叙述正确的是 ()

A.当前限制蛋白质工程发展的关键因素是基因工程技术还不成熟

B.从六聚体胰岛素解离为单体形式是将胰岛素水解为氨基酸

C.利用基因工程和蛋白质工程???产胰岛素都经历①②过程

D.利用蛋白质工程生产速效胰岛素要从推测b入手;[解析]当前限制蛋白质工程发展的关键因素是蛋白质发挥功能必须依赖正确的高级结构,而这种高级结构往往很复杂,人们对蛋白质的高级结构了解太少,A错误;

从六聚体胰岛素解离为单体形式是将六个胰岛素形成的六聚体水解为单个胰岛素的过程,B错误;

利用基因工程和蛋白质工程生产胰岛素都经历找到对应的脱氧核苷酸序列(基因)→转录(①)形成mRNA(c)→翻译(②)获得所需要的蛋白质的过程,C正确;

蛋白质工程中,首先根据预期的蛋白质功能设计预期的蛋白质结构,因此利用蛋白质工程生产速效胰岛素要从设计预期的蛋白质结构(a)入手,D错误。;(1)蛋白质工程需要改变蛋白质分子的所有氨基酸序列()

(2)蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作，定向改造分子的结构()

(3)蛋白质工程是一项难度很大的工程，主要是因为人们对蛋白质复杂的高级结构没有完全认识()

(4)蛋白质工程可以改造酶，提高酶的热稳定性()

(5)天然胰岛素制剂容易发生聚合,会在一定程度上延缓药效,设计速效胰岛素首先要从避免胰岛素形成聚合体这一预期功能开始()

(5)自然界中的酶都可以通过蛋白质工程来改造();×;这项工作属于蛋白质工程的范畴。引起T4溶菌酶空间结构发生改变的根本原因是基因的碱基序列发生了变化。如果要将改造后的T4溶菌酶应用于生产实践,还有很多工作需要做。例如由于改造后酶的空间结构发生了变化,因此它的一些基本特性需要重新明确,包括它能耐受的温度范围、催化反应的最适温度、酶活力的大小等;需要建立规模化生产该酶的技术体系,评估生产成本等。;(1)应选择用相同的限制酶或切割能产生相同末端的限制酶切割质粒和含有目的基因的DNA片段，并且注意限制酶的切割位点不能位于目的基因的内部，以防破坏目的基因，限制酶也不能破坏质粒的启动子、终止子、标记基因、复制原点等结构。;逆转录病毒是载体，能将外源基因Oct3/4、Sox2、c-Myc和KIf4送入小鼠成纤维细胞。;(3)可以依次去掉1个基因，将其他3个基因转入小鼠成纤维细胞中，然后通过与转入4个基因的小鼠成纤维细胞的诱导情况进行比较，来推测缺失的那个基因对诱导iPS细胞的影响，进而判断每个基因作用的相对大小。（其他合理答案均可）;(1)从亲缘关系的远近来看，固氮相关基因可能更容易在水稻根系微生物中稳定存在和表达，进而使其具有固氮的能力。（其他合理答案均可）