高中人教版生物选修3ppt课件14蛋白质工程的崛起.ppt

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1、总结国际人类蛋白质组计划？2001年，国际人类蛋白质组组织成立。启动两项国际合作行动：1、人类肝脏蛋白质组计划；2、人类血浆蛋白质组计划。1、你知道人类蛋白质组计划吗？它与蛋白质工程有什么关系？、你知道人类蛋白质组计划吗？它与蛋白质工程有什么关系？我国科学家承担了什么任务？我国科学家承担了什么任务？旁栏思考题旁栏思考题 人类蛋白质组计划是继人类基因组计划之后，生命科学乃至自然科人类蛋白质组计划是继人类基因组计划之后，生命科学乃至自然科学领域一项重大的科学命题。学领域一项重大的科学命题。2001年，国际人类蛋白质组组织宣告成年，国际人类蛋白质组组织宣告成立。之后，该组织正式提出启动了两项重大国际

2、合作行动：一项是由立。之后，该组织正式提出启动了两项重大国际合作行动：一项是由中国科学家牵头执行的中国科学家牵头执行的“人类肝脏蛋白质组计划人类肝脏蛋白质组计划”；另一项是以美国；另一项是以美国科学家牵头执行的科学家牵头执行的“人类血浆蛋白质组计划人类血浆蛋白质组计划”，由此拉开了人类蛋白，由此拉开了人类蛋白质组计划的帷幕。质组计划的帷幕。“人类肝脏蛋白质组计划人类肝脏蛋白质组计划”是国际上第一个人类组织器官的蛋白质是国际上第一个人类组织器官的蛋白质组计划，由我国贺福初院士牵头，这是中国科学家第一次领衔的重大组计划，由我国贺福初院士牵头，这是中国科学家第一次领衔的重大国际科研协作计划，总部设在

3、北京，目前有国际科研协作计划，总部设在北京，目前有16个国家和地区的个国家和地区的80多个多个实验室报名参加。它的科学实验室报名参加。它的科学目标是揭示并确认肝脏的蛋白质，为重大目标是揭示并确认肝脏的蛋白质，为重大肝病预防、诊断、治疗和新药研发的突破提供重要的科学基础。肝病预防、诊断、治疗和新药研发的突破提供重要的科学基础。人类蛋白质组计划的深入研究将是对蛋白质工程的有力推动和理论人类蛋白质组计划的深入研究将是对蛋白质工程的有力推动和理论支持。支持。2.对天然蛋白质进行改造，你认为应该直接对蛋白质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？分子进行操作

4、，还是通过对基因的操作来实现？答：毫无疑问应该从对基因的操作来实现对天然蛋答：毫无疑问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：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）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。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）对基因进行改造比对蛋白质直接改造要容

5、易操作，难度要小得多。操作，难度要小得多。旁栏思考题旁栏思考题 基因工程原则上只能生产自然界已存在的蛋白质。天然蛋白质符合特定物种生存需要。不一定符合人类生产、生活需要。干扰素治疗病毒感染、癌症。体外保存困难。改变分子结构：半胱氨酸丝氨酸保存半年保存半年产量提高赖氨酸含量低合成时需：天冬氨酸激酶；二氢吡啶二羧酸合成酶。浓度影响苏氨酸异亮氨酸天冬酰胺异亮氨酸基因决定蛋白质 根据对蛋白质功能的特定需求，对其结构进行分子设计。转录翻译折叠生物功能分子设计预期功能合成天然蛋白质合成蛋白质工程讨论某多肽链的一段氨基酸序列是：丙氨酸色氨酸赖氨酸甲硫氨酸苯丙氨酸、怎样得出决定这一段肽链的脱氧核苷酸序列？写出

6、相应的碱基序列。、确定目的基因的碱基序列后，怎样合成或改造目的基因？、总结：什么叫做蛋白质工程？回答、每种氨基酸有相对应的密码子。查表可得：；再根据碱基互补配对推出脱氧核苷酸序列：。回答、确定目的基因的碱基序列后，就可以根据人类的需要改造它，通过人工合成的方法或从基因库中获取。、蛋白质工程：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。改造胰岛素特效药品应用于电子方面蛋白质工程制造电子元件。优点：体积小、耗电少、效率高。蛋白质工程难度大原因：蛋白质发挥功能必须依赖于正确的高级结构。这种高级结

7、构很复杂，目前对其了解还很不够，还需探索。一、蛋白质工程崛起的缘由：基因工程原则上只能生产自然界已存在的蛋白质。二、蛋白质工程的基本原理：预期蛋白质功能设计预期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。蛋白质工程：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。三、蛋白质工程的进展和前景。总结 你知道酶工程吗？绝大多数酶都是蛋白质，你知道酶工程吗？绝大多数酶都是蛋白质，酶工程与蛋白质工程有什么区别？酶工程与蛋白质工程有什么区别？酶工程就是指将酶所具有的生物催化作用，借助工程酶工

8、程就是指将酶所具有的生物催化作用，借助工程学的手段，应用于生产、生活、医疗诊断和环境保护学的手段，应用于生产、生活、医疗诊断和环境保护等方面的一门科学技术。概括地说，酶工程是由酶制等方面的一门科学技术。概括地说，酶工程是由酶制剂的生产和应用两方面组成的。酶工程的应用主要集剂的生产和应用两方面组成的。酶工程的应用主要集中于食品工业、轻工业以及医药工业中。中于食品工业、轻工业以及医药工业中。通常所说的酶工程是用工程菌生产酶制剂，而没有经通常所说的酶工程是用工程菌生产酶制剂，而没有经过由酶的功能来设计酶的分子结构，然后由酶的分子过由酶的功能来设计酶的分子结构，然后由酶的分子结构来确定相应基因的碱基序

9、列等步骤。因此，酶工结构来确定相应基因的碱基序列等步骤。因此，酶工程的重点在于对已存酶的合理充分利用，而蛋白质工程的重点在于对已存酶的合理充分利用，而蛋白质工程的重点则在于对已存在的蛋白质分子的改造。当然，程的重点则在于对已存在的蛋白质分子的改造。当然，随着蛋白质工程的发展，其成果也会应用到酶工程中，随着蛋白质工程的发展，其成果也会应用到酶工程中，使酶工程成为蛋白质工程的一部分。使酶工程成为蛋白质工程的一部分。思考：思考：异想天开异想天开能不能根据人类需要的蛋白质的结构，设计相应的基因，能不能根据人类需要的蛋白质的结构，设计相应的基因，导入合适的细菌中，让细菌生产人类所需要的蛋白质食导入合适的

10、细菌中，让细菌生产人类所需要的蛋白质食品呢？品呢？理论上讲可以，但目前还没有真正成功的例子。一些报道利用细理论上讲可以，但目前还没有真正成功的例子。一些报道利用细菌生产人类需要的蛋白质往往都是自然界已经存在的蛋白质，并菌生产人类需要的蛋白质往往都是自然界已经存在的蛋白质，并非完全是人工设计出来而自然不存在的蛋白质。主要原因是蛋白非完全是人工设计出来而自然不存在的蛋白质。主要原因是蛋白质的高级结构非常复杂，人类对蛋白质的高级结构和在生物体内如质的高级结构非常复杂，人类对蛋白质的高级结构和在生物体内如何行使功能知之甚少，很难设计出一个崭新而又具有生命功能作用何行使功能知之甚少，很难设计出一个崭新而

11、又具有生命功能作用的蛋白质，而且一个崭新的蛋白质会带来什么危害也是人们所担的蛋白质，而且一个崭新的蛋白质会带来什么危害也是人们所担心的。心的。1 关于生物体内存在的天然蛋白质，下列说法不正确关于生物体内存在的天然蛋白质，下列说法不正确的是（的是（）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20种种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D2、以下关于蛋白质工程的说法正确的是、以下关于蛋白质工

12、程的说法正确的是 （）（）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、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、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、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 3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蛋白质空间结构蛋白质空间结构 C肽链结构肽链结构 D基因结构基因结构 4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

13、子子的的结结构构，使使之之更更加加符符合合人类的需要人类的需要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操作作，定向改变分子的结构定向改变分子的结构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白质质分分子子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基因因工工程程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（）蛋蛋白白质质分分子子结结构构设设计计DNA合合成成预预期期蛋蛋白白质质功功能能根据氨基酸序列推出脱氧核苷酸序列根据氨基

14、酸序列推出脱氧核苷酸序列A B C D6、蛋白质工程是在基因工程基础上，延伸出来的第、蛋白质工程是在基因工程基础上，延伸出来的第二代基因工程，其结果产生的蛋白质是（）二代基因工程，其结果产生的蛋白质是（）A氨基酸种类增多氨基酸种类增多 B氨基酸种类减少氨基酸种类减少C仍为天然存在蛋白质仍为天然存在蛋白质 D可合成天然不存在蛋白质可合成天然不存在蛋白质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