人教版教学课件湖南省安仁一中生物必修三《14蛋白质工程的崛起》课件
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练习
1.继哺乳动物乳腺发生器研发成功后，膀胱 生物发生器的研究也取得了一定进展。最 近，科学家培养出一种转基因小鼠，其膀胱 上皮细胞可以合成人的生长激素并分泌到尿 液中。请回答： 1）将人的生长激素基因导入小鼠受体细胞， 显微注射 常用方法是___________。 2）进行基因转移是，通常要将外源基因转到 受精卵 ________中，原因是： 受精卵具有全能性，
mRNA： GCU(或C或A或G)UGGAAA（或G）AUGUUU（或C）
DNA的一条链：
CGA(或G或T或C)ACCTTT(或C)TACAAA(或G)
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-…… 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）？
可使外源基因在相应组织细胞表达。
练习
1.继哺乳动物乳腺发生器研发成功后，膀胱 生物发生器的研究也取得了一定进展。最 近，科学家培养出一种转基因小鼠，其膀胱 上皮细胞可以合成人的生长激素并分泌到尿 液中。请回答： DNA分子杂交 3）通常采用_____________技术检测外源基 因是否插入了小鼠的基因组。 4）在研制膀胱生物反应器时，应使外源基因 膀胱上皮 在小鼠的_________细胞中特异表达。
比较基因工程和蛋白质工程
基因工程 相同点 蛋白质工程
产生新的
产生的蛋白质 联系
比较基因工程和蛋白质工程
基因工程 相同点 蛋白质工程
都要改造基因，都属于分子水平 基因型，无新基因 原有的 基因（型） 新的
产生新的
产生的蛋白质 联系
蛋白质工程以基因工程为基础， 是基因工程的应用和延伸
练习
1、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 B. 蛋白质工程就是用蛋白酶对蛋白质进行 改造 C. 蛋白质工程只能生产天然的蛋白质 D. 蛋白质工程的实质是改造蛋白质
练习
2、蛋白质工程的基本流程正确的是：( D ) ①设计蛋白质分子结构 ②DNA合成 ③预期蛋白质功能 ④据氨基酸序列推 出脱氧核苷酸序列 A. ①→②→③→④ B. ④→②→①→③ C. ③→④→①→② D. ③→①→④→②
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。2001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 两项重大国际合作行动：一项是由中国科学 家牵头执行的“人类肝脏蛋白质组计划”； 另一项是以美国科学家牵头执行的“人类血 浆蛋白质组计划”，由此拉开了人类蛋白质 组计划的帷幕。
前景诱人
但还需要经过艰辛探索 !
异想天开
提示：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。
折叠
蛋白质 三维结构
生物 预期 功能 功能
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-…… 丙氨酸：GCU、GCC、GCA、GCG 色氨酸： UGG 赖氨酸：AAA、AAG 甲硫氨酸：AUG 苯丙氨酸：UUU、UUC 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。
高二年级
生物
专题1-4
蛋白质工程的崛起
一、蛋白质工程崛起的缘由
1、基因工程在原则上只能生产自然界已 存在的蛋白质。 2、天然蛋白质不一定完全符合人类生产和 生活的需要。
二、蛋白质工程的目的
生产符合人们生活需要的并非自然界已存 在的蛋白质。
蛋白质工程的崛起
例1：干扰素在体外保存困难
半胱氨酸 变成 丝氨酸
体外可以保存半年
例2：玉米中赖氨酸的含量低
天冬氨酸激酶： 变成 苏氨酸（352位） 异亮氨酸 二氢吡啶二羧酸合成酶： 变成 异亮氨酸 天冬酰胺（104位） 玉米中赖氨酸含量可提高数倍
蛋白质工程的崛起
三、蛋白质工程的基本原理： 基因改造
DNA合成 基因 DNA 转录 mRNA 翻译 分子 设计
氨基酸ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 列多肽链
可以通过人工合成的方法获取或基因的 定点诱变技术来改变。
蛋白质工程的概念
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， 以满足人类对生产和生活的需求。
蛋白质工程的进展和前景
1、对胰岛素的改造，使其成为速效型药品 2、探索将蛋白质工程应用于微电子方面
蛋白质工程操作程序的基本思路与基因工程 有什么不同？
答：基因工程是遵循中心法则， 从DNA→mRNA→蛋白质→折叠产生功能，基 本上是生产出自然界已有的蛋白质。 蛋白质工程是按照以下思路进行的： 确定蛋白质的预期功能→蛋白质应有的高级 结构→蛋白质应具备的折叠状态→应有的氨 基酸序列→应有的碱基排列，可以创造自然 界不存在的蛋白质。
1.继哺乳动物乳腺发生器研发成功后，膀胱 生物发生器的研究也取得了一定进展。最 近，科学家培养出一种转基因小鼠，其膀胱 上皮细胞可以合成人的生长激素并分泌到尿 液中。请回答： 1）将人的生长激素基因导入小鼠受体细胞， 显微注射 常用方法是___________。 2）进行基因转移是，通常要将外源基因转到 受精卵 ________中，原因是： 受精卵具有全能性，
mRNA： GCU(或C或A或G)UGGAAA（或G）AUGUUU（或C）
DNA的一条链：
CGA(或G或T或C)ACCTTT(或C)TACAAA(或G)
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-…… 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）？
可使外源基因在相应组织细胞表达。
练习
1.继哺乳动物乳腺发生器研发成功后，膀胱 生物发生器的研究也取得了一定进展。最 近，科学家培养出一种转基因小鼠，其膀胱 上皮细胞可以合成人的生长激素并分泌到尿 液中。请回答： DNA分子杂交 3）通常采用_____________技术检测外源基 因是否插入了小鼠的基因组。 4）在研制膀胱生物反应器时，应使外源基因 膀胱上皮 在小鼠的_________细胞中特异表达。
比较基因工程和蛋白质工程
基因工程 相同点 蛋白质工程
产生新的
产生的蛋白质 联系
比较基因工程和蛋白质工程
基因工程 相同点 蛋白质工程
都要改造基因，都属于分子水平 基因型，无新基因 原有的 基因（型） 新的
产生新的
产生的蛋白质 联系
蛋白质工程以基因工程为基础， 是基因工程的应用和延伸
练习
1、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 B. 蛋白质工程就是用蛋白酶对蛋白质进行 改造 C. 蛋白质工程只能生产天然的蛋白质 D. 蛋白质工程的实质是改造蛋白质
练习
2、蛋白质工程的基本流程正确的是：( D ) ①设计蛋白质分子结构 ②DNA合成 ③预期蛋白质功能 ④据氨基酸序列推 出脱氧核苷酸序列 A. ①→②→③→④ B. ④→②→①→③ C. ③→④→①→② D. ③→①→④→②
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。2001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 两项重大国际合作行动：一项是由中国科学 家牵头执行的“人类肝脏蛋白质组计划”； 另一项是以美国科学家牵头执行的“人类血 浆蛋白质组计划”，由此拉开了人类蛋白质 组计划的帷幕。
前景诱人
但还需要经过艰辛探索 !
异想天开
提示：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。
折叠
蛋白质 三维结构
生物 预期 功能 功能
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-…… 丙氨酸：GCU、GCC、GCA、GCG 色氨酸： UGG 赖氨酸：AAA、AAG 甲硫氨酸：AUG 苯丙氨酸：UUU、UUC 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。
高二年级
生物
专题1-4
蛋白质工程的崛起
一、蛋白质工程崛起的缘由
1、基因工程在原则上只能生产自然界已 存在的蛋白质。 2、天然蛋白质不一定完全符合人类生产和 生活的需要。
二、蛋白质工程的目的
生产符合人们生活需要的并非自然界已存 在的蛋白质。
蛋白质工程的崛起
例1：干扰素在体外保存困难
半胱氨酸 变成 丝氨酸
体外可以保存半年
例2：玉米中赖氨酸的含量低
天冬氨酸激酶： 变成 苏氨酸（352位） 异亮氨酸 二氢吡啶二羧酸合成酶： 变成 异亮氨酸 天冬酰胺（104位） 玉米中赖氨酸含量可提高数倍
蛋白质工程的崛起
三、蛋白质工程的基本原理： 基因改造
DNA合成 基因 DNA 转录 mRNA 翻译 分子 设计
氨基酸ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 列多肽链
可以通过人工合成的方法获取或基因的 定点诱变技术来改变。
蛋白质工程的概念
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， 以满足人类对生产和生活的需求。
蛋白质工程的进展和前景
1、对胰岛素的改造，使其成为速效型药品 2、探索将蛋白质工程应用于微电子方面
蛋白质工程操作程序的基本思路与基因工程 有什么不同？
答：基因工程是遵循中心法则， 从DNA→mRNA→蛋白质→折叠产生功能，基 本上是生产出自然界已有的蛋白质。 蛋白质工程是按照以下思路进行的： 确定蛋白质的预期功能→蛋白质应有的高级 结构→蛋白质应具备的折叠状态→应有的氨 基酸序列→应有的碱基排列，可以创造自然 界不存在的蛋白质。