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.pptxVIP

从社会中来

你见过用细菌画画吗?

右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，是因为在它们的体内导入了荧光

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?

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位的苏氨酸替换为酪氨酸，从而获得了一种新的绿色荧光蛋白的衍生物—一黄色荧光蛋白。

对蛋白质分子的设计和改造是通过蛋白质工程来实现的;

基因工程是指按照人们的愿望，通过转基因等技术，赋予生物新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。从技术操作层面看，由于基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，因此又叫作重组DNA技术。;

新课程标准;

蛋白质工程

定义崛起的缘由基本原理应用;

一、蛋白质工程(P93)

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。

①其础·蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系全Hl●

②操作：_i改造或合成基因

③操作对象：基因

④目的：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

⑤地位：在基因工程基础上延伸出来的第二代基因工程

⑥理论和技术：分子生物学、晶体学和计算机技术;

二、蛋白质工程崛起的缘由(P?3-P?4)

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，

后者可以产生它本不能产生的蛋白质，进而表现出新的性状;

二、蛋白质工程崛起的缘由

实例：玉米中赖氨酸;

想一想：对天然蛋白质进行改造，为什么通过对基因的操作来实

现，而不是直接对蛋白质???子进行操作?

(1)蛋白质具有十分复杂的空间结构，基因的结构相对简单，容易改造；

(2)改造后的基因可以遗传给下一代，被改造的蛋白质无法遗传

(3)结果生产出自然界没有的蛋白质。;

转录

多肽链

折叠等

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;

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;

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。提示：丙氨酸(GCU、GCC、GCA、GCG)、色氨酸(UGG)、赖氨酸(AAA、AAG)、

谷氨酸(GAA、GAG)、苯丙氨酸(UUU、UUC)。

氨基酸序列……-丙氨酸-色氨酸-赖氨酸-谷氨酸-苯丙氨酸……

GCU(或C或A或G)UGGAAA(或G)GAA(或G)

脱氧核苷CGA(或G或T或C)ACCTTT(或C)ATT(或C)AAA(或

酸序列(或C或A或G)TGGAAA(或G)GAA(或G)

TTT(或C);

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?

提示：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。

学科交叉

蛋白质工程经常要借助计算机来建立蛋白质的三维结构模型；要制备蛋白质晶体，

然后通过X射线衍射技术，分析晶体结构；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

是否对原

有基因进

行改造

基因工程

基因工程

是否为天

然蛋白质

蛋白质工程;

(1)代表中心法则内容的是①②③_。(填写数字)

(2)写出图中各数字代表的生物学过程的名称或内容：①转录；

②翻译；③折叠；④推测；⑤改造或合成

(3)蛋白质工程的目的是根据人们对蛋白质功能的特定需求，对蛋白质的结构进行设计改造通过改造或合成基因实现。

(4)从图中可以看出蛋白质工程的基本途径与中心法则是相反的。

(1)李鸿阳(2)1-3朱元琦4-5李祥旭(3)第二个空陈如轩

(4)李硕;

改变B

链第20-推测、29位氨序列基酸组

成

翻

译