高中生物第一章基因工程第3节蛋白质工程课件苏教版选修3

一、蛋白质工程的概念 和原理
蛋白质工程是指通过物理化学与 生物化学等技术了解蛋白质的结 构和功能，并借助计算机辅助设 计、基因定点诱变和重组DNA技 术改造基因，以定向改造天然蛋 白质，甚至创造自然界不存在的 蛋白质的技术。
一、蛋白质工程的概念
和原理
结构分
析
不断
结构预 测与设 计
基 因
完善
功能分 析
2019/8/29
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通过改造酶的结构，有 目的地提高酶的热稳定 性
①将天门冬酰胺和谷氨酰胺转变为 其他氨基酸 ②引入二 硫键
制药领域 ——①鼠－人嵌合 抗体、 ②改造的纤维蛋白 溶解酶原激活因子 （t－PA）
可变 区
恒定 区
蛋白质工程的应
用
2．现有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—…”请讨论、回答下列问题： （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。 （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（DNA）？ （3）通过以上分析和讨论，你能说出什么是 蛋白质工程吗？
同时，大家要开动脑筋，思考老师是怎样提出问题、分析问题、解决问题的，要边听边想。为讲明一个定理，推出一个公式，老师讲解顺序是怎样的， 为什么这么安排？两个例题之间又有什么相同点和不同之处？特别要从中学习理科思维的方法，如观察、比较、分析、综合、归纳、演绎等。 • 作为实验科学的物理、化学和生物，就要特别重视实验和观察，并在获得感性知识的基础上，进一步通过思考来掌握科学的概念和规律，等等。 • 二、听文科课要注重在理解中记忆 • 文科多以记忆为主，比如政治，要注意哪些是观点，哪些是事例，哪些是用观点解释社会现象。听历史课时，首先要弄清楚本节教材的主要观点，然 后，弄清教材为了说明这一观点引用了哪些史实，这些史料涉及的时间、地点、人物、事件。最后，也是关键的一环，看你是否真正弄懂观点与史料间 的关系。最好还能进一步思索：这些史料能不能充分说明观点？是否还可以补充新的史料？有无相反的史料证明原观点不正确。 • 三、听英语课要注重实践 • 英语课老师往往讲得不太多，在大部分的时间里，进行的师生之间、学生之间的大量语言实践练习。因此，要上好英语课，就应积极参加语言实践活 动，珍惜课堂上的每一个练习机会。
蛋白质工程的崛 起
1965年，我国科学工 作者首次人工合成了 结晶牛胰岛素
1983年，美国科学家提出 蛋白质工程这一名词
蛋白质工程的概念和 原理
1．什么是蛋白质工程？ 2．为什么要进行蛋白质工程的研究？ 3．实施蛋白质工程的前提条件是什么？ 科学家测定蛋白质结构时主要采用哪两种 方法？ 4．基因定点诱变技术是改变蛋白质结构 的核心技术之一。PCR技术是基因定点诱 变技术常用的方法之一。其具体过程是怎 样的？
第三节 蛋白质工 程
学习目标
1．简述蛋白质工程的基本原理 2．举例说明蛋白质工程的应用和
发展
3．尝试运用逆向思维分析和解决 问题
问题1：蛋白质工程崛起的缘由是 什么？ 问题2：请简述蛋白质工程是怎么 回事？ 为什么说它是第二代基因 工程？ 问题3：天然蛋白质合成的过程是 怎样进行的？ 问题4：蛋白质工程的基本流程是 什么？
蛋 白 质 的 定 点 诱 变 过 程
【例1】科学家将β -干扰素基因进行定点突变后导入大
肠杆菌表达，使干扰素第17位的半胱氨酸改变成丝氨酸，
结果大大提高了β-干扰素的抗病活性及其储存稳定性，
该生物技术为 （ ） B
A．基因工程
B．蛋白质工程
C．基因突变
D．细胞工程
蛋白质工程的应 用
1．工业化生产中的酶促反应要求所使用的 酶具有高度的稳定性和催化活性，特别是 对高温的稳定性。利用蛋白质工程可以获 得这种耐高温酶吗？
蛋白质工程使我们不仅能更充分地利 用自然界存在的基因和蛋白质，而且 能在分子水平上对基因和蛋白质进行 再设计和改造，进而创造出自然界不 存在的基因和蛋白质。当然，蛋白质 工程中还有许多理论和技术问题有待 于研究和探索，但是可以相信，蛋白 质工程的发展前景一定非常广阔。
编后语
• 同学们在听课的过程中，还要善于抓住各种课程的特点，运用相应的方法去听，这样才能达到最佳的学习效果。 • 一、听理科课重在理解基本概念和规律 • 数、理、化是逻辑性很强的学科，前面的知识没学懂，后面的学习就很难继续进行。因此，掌握基本概念是学习的关键。上课时要抓好概念的理解，
剪切、拼 基本过程 接、导入、
的基因 见教材P30
表人达类需要 结果 的基因产
创造出适合人类需求 的新基因，然后使其 表达出具有特定结构
蛋物白质工程的关键和技功术能的是蛋基白因质
联系 工程，因为蛋白质的合成是由 基因控制的，所以说蛋白质工
程又被称为第二代基因工程。
蛋白质工程的应 用
4．蛋白质工程的现状是怎样的？
蛋白 质纯 化
工 程
实施蛋白质工程的前提条件是了解蛋白质的
结构和功能的关系。科学家测定蛋白质结构
是主要采用X射线晶体衍射法和核磁共振法。
Hale Waihona Puke 基因定点诱变技术是改变蛋白质结 构的核心技术之一。PCR技术是基 因定点诱变技术常用的方法之一。 其具体过程是怎样的？
一般先人工合成带有突变位点的引 物，通过PCR扩增而获得定点突变的 基因，再通过基因工程的方法，将 突变基因导入受体细胞，经过转录 和翻译就可合成所需的蛋白质。
蛋白质工
程 DNA合成
分子设计
预
期
基因 DNA
转 录 mRNA
翻译氨基多酸肽序 链列 折叠三蛋维白结质构
生物功能
功
中心法
能
则
蛋白质工程的应用
3．蛋白质工程与基因工程有什么区别 和联系？
项目
基因工程
蛋白质工程
操作环境 生物体外
生物体外
操作对象
基因
基因
一般为自然 目的基因 存在的基因
一般为自 然不存在