生物 1 基因工程 1.4 蛋白质的崛起 新人教版选修3.ppt

知识回顾知识回顾基因工程的实质是什么？基因工程的实质是什么？将将一种生物的基因一种生物的基因转移到转移到另一种生物体内另一种生物体内，后者可以产生它本来不能产生的蛋白质，进后者可以产生它本来不能产生的蛋白质，进而表现出新的性状而表现出新的性状。思考：思考：基因工程产生的蛋白质基因工程产生的蛋白质是否是否完全符合完全符合人类生产人类生产和生活的需要呢和生活的需要呢？一、蛋白质工程崛起的缘由一、蛋白质工程崛起的缘由1 1、基因工程的局限性基因工程的局限性：2 2、蛋白质工程的目的：、蛋白质工程的目的：生产符合人们生活需要的生产符合人们生活需要的自然界中没自然界中没有的蛋白质。有的蛋白质。b、天然蛋白质是生物在长期天然蛋白质是生物在长期 过程中形成的，过程中形成的，它们的它们的 符合特定物种符合特定物种 的需要，的需要，却却不一定完全符合不一定完全符合人类生产和生活的需要。人类生产和生活的需要。a、基因工程在原则上只能生产自然界已存在基因工程在原则上只能生产自然界已存在 的蛋白质的蛋白质进化进化结构和功能结构和功能生存生存例如：例如：改造改造普通普通干扰素干扰素改造后的改造后的干扰素干扰素（体外可以保存半年）（体外可以保存半年）将分子中的将分子中的半胱半胱氨酸氨酸改为改为丝氨酸丝氨酸（体外很难保存）（体外很难保存）二、蛋白质工程的基本原理二、蛋白质工程的基本原理（中心法则的逆推）（中心法则的逆推）1 1、对现有蛋白质的改造、对现有蛋白质的改造思路：思路：甲甲苏苏半半赖赖精精AUG ACGUGU AAGAGGAUG ACGUGU AAG AGGTACACA TTCTCCTGC普通干扰素的多肽：普通干扰素的多肽：mRNADNA A甲甲苏苏丝丝赖赖精精新的干扰素的多肽：新的干扰素的多肽：AGUAT替换替换（基因改造）（基因改造）二、蛋白质工程的基本原理二、蛋白质工程的基本原理（中心法则的逆推）（中心法则的逆推）基因基因DNA氨基酸序氨基酸序列多肽链列多肽链蛋白质蛋白质三维结构三维结构生物功能生物功能mRNA转录转录翻译翻译折叠折叠预期功能预期功能设计设计推测推测找到并合成找到并合成蛋白质工程：蛋白质工程：1.从预期的蛋白质功能出发从预期的蛋白质功能出发2.设计预期的蛋白质结构设计预期的蛋白质结构3.推测应有的氨基酸序列推测应有的氨基酸序列4.找到相应的脱氧核苷酸序列找到相应的脱氧核苷酸序列 P272 2、直接合成新的蛋白质、直接合成新的蛋白质（基因合成）（基因合成）蛋白质工程的概念蛋白质工程的概念:P27 是指以是指以蛋白质分子的蛋白质分子的结构规律结构规律及其及其生物功能生物功能的的关系关系作为基础，通过作为基础，通过基因修饰基因修饰或或基因合成基因合成，对，对现有现有蛋白质进行改造，或制造一种蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质新的蛋白质，以满足，以满足人类的生产和生活的需求。人类的生产和生活的需求。蛋白质工程的实质是对蛋白质工程的实质是对编码蛋白质编码蛋白质的基因进行改造的基因进行改造二、蛋白质工程的基本原理二、蛋白质工程的基本原理（中心法则的逆推）（中心法则的逆推）从定义我们可以看出，蛋白质工程的操作包括两方面从定义我们可以看出，蛋白质工程的操作包括两方面:1 1、对已有蛋白的基因进行修饰形成新的蛋白质。、对已有蛋白的基因进行修饰形成新的蛋白质。2 2、直接根据人的意愿合成符合我们需要的基因，、直接根据人的意愿合成符合我们需要的基因，再合成相关蛋白质。再合成相关蛋白质。三、蛋白质工程的进展与前景三、蛋白质工程的进展与前景蛋白质工程前景诱人蛋白质工程前景诱人，但但目前成功的例子不多，目前成功的例子不多，主主要是因为蛋白质发挥其功要是因为蛋白质发挥其功能需要依赖于正确的空间能需要依赖于正确的空间结构，而科学家目前对大结构，而科学家目前对大多数蛋白质的空间结构了多数蛋白质的空间结构了解很少。解很少。基因工程基因工程蛋白质工程蛋白质工程相同点相同点是否产生新的是否产生新的产生的蛋白质产生的蛋白质联系联系四、基因工程与蛋白质工程比较四、基因工程与蛋白质工程比较都要改造基因，都属于分子水平都要改造基因，都属于分子水平无新基因无新基因新基因新基因原有的原有的自然界没有自然界没有的蛋白质的蛋白质蛋白质工程以基因工程为基础，蛋白质工程以基因工程为基础，是基因工程的应用和延伸是基因工程的应用和延伸1 1 关于生物体内存在的天然蛋白质，下列说法关于生物体内存在的天然蛋白质，下列说法不正确的是（不正确的是（）A A是生物在长期进化过程中形成的是生物在长期进化过程中形成的B B它们的结构和功能符合特定物种生存的需要它们的结构和功能符合特定物种生存的需要C C构成天然蛋白质的氨基酸目前发现的有构成天然蛋白质的氨基酸目前发现的有2020种种D D一定完全符合人类生产和生活的需要一定完全符合人类生产和生活的需要练习检测练习检测D练习检测练习检测2 2蛋白质工程中直接需要进行操作的对象是（）蛋白质工程中直接需要进行操作的对象是（）氨基酸结构氨基酸结构 B B蛋白质空间结构蛋白质空间结构 C C肽链结构肽链结构 D D基因结构基因结构 D练习检测练习检测3 3下列关于蛋白质工程的说法错误的是（）下列关于蛋白质工程的说法错误的是（）A A蛋蛋白白质质工工程程能能定定向向改改造造蛋蛋白白质质分分子子的的结结构构，使使之之更更加符合人类的需要加符合人类的需要B B蛋蛋白白质质工工程程是是在在分分子子水水平平上上对对蛋蛋白白质质分分子子直直接接进进行行操作，定向改变分子的结构操作，定向改变分子的结构C C蛋蛋白白质质工工程程能能产产生生出出自自然然界界中中不不曾曾存存在在过过的的新新型型蛋蛋白质分子白质分子D D蛋蛋白白质质工工程程与与基基因因工工程程密密不不可可分分，又又被被称称为为第第二二代代基因工程基因工程B4 4、以下关于蛋白质工程的说法正确的是（）、以下关于蛋白质工程的说法正确的是（）A A、蛋白质工程以基因工程为基础、蛋白质工程以基因工程为基础B B、蛋白质工程就是酶工程的延伸、蛋白质工程就是酶工程的延伸C C、蛋白质工程就是用蛋白酶对蛋白质进行改造、蛋白质工程就是用蛋白酶对蛋白质进行改造D D、蛋白质工程只能生产天然的蛋白质、蛋白质工程只能生产天然的蛋白质 A练习检测练习检测5 5、蛋白质工程的基本流程正确的是（、蛋白质工程的基本流程正确的是（）蛋白质分子结构设计蛋白质分子结构设计DNA合成合成预期蛋白质功能预期蛋白质功能根据氨基酸序列推出脱氧核苷酸序列根据氨基酸序列推出脱氧核苷酸序列A A B B C C D DC练习检测练习检测6 6、蛋蛋白白质质工工程程是是在在基基因因工工程程基基础础上上，延延伸伸出出来来的的第第二二代代基基因因工工程程，其其结结果果产产生生的的蛋蛋白白质质是是（）（）A A氨基酸种类增多氨基酸种类增多 B B氨基酸种类减少氨基酸种类减少C C仍为天然存在蛋白质仍为天然存在蛋白质 D D可合成天然不存在蛋白质可合成天然不存在蛋白质D练习检测练习检测7 7、关于蛋白质工程的进展和应用，下列说法、关于蛋白质工程的进展和应用，下列说法不正确的是（不正确的是（）A A科学家通过对胰岛素的改造，已使其成为科学家通过对胰岛素的改造，已使其成为速效药品速效药品B B生物和材料科学家正积极探索将蛋白质工生物和材料科学家正积极探索将蛋白质工程应用于微电子方面程应用于微电子方面C C蛋白质工程技术已经非常成熟，目前正被蛋白质工程技术已经非常成熟，目前正被大力推广应用大力推广应用D D蛋白质工程是一项难度很大的工程，目前蛋白质工程是一项难度很大的工程，目前成功的例子不多成功的例子不多C练习检测练习检测