2013-2014学年高二生物课件：1.4 蛋白质工程的崛起（人教版选修3）.ppt

1、热 点 考 向 示 例课 堂 互 动 探 究1.4 蛋白质工程的崛起热 点 考 向 示 例课 堂 互 动 探 究热 点 考 向 示 例课 堂 互 动 探 究课程标准概述蛋白质工程的原理。课标解读1.举例说出蛋白质工程崛起的缘由。2.通过与基因工程操作原理的比较，理解蛋白质工程的原理。3.查阅相关材料，知道蛋白质工程的进展和前景。热 点 考 向 示 例课 堂 互 动 探 究1蛋白质工程的崛起(1)基因工程的优势与不足优势：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，进而表现出。这是基因工程的实质。不足：原则上基因工程只能生产自然界中已存在的。蛋白质工程及其原理蛋白质新性状蛋

2、白质热 点 考 向 示 例课 堂 互 动 探 究(2)天然蛋白质的特点天然蛋白质是生物在中形成的，它们的符合的需要，却不一定完全符合人类生产和生活的需要。(3)蛋白质工程的提出1983年，美国某基因公司的一名科学家提出了“”，随即被广泛地接受和采用。长期进化过程结构和功能特定物种生存蛋白质工程热 点 考 向 示 例课 堂 互 动 探 究2蛋白质工程的原理概念基础蛋白质分子的及其与的关系手段通过或，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质目的获得的蛋白质原理由预期的蛋白质功能找到相对应的.结构规律生物功能基因修饰基因合成满足人类生产和生活需求脱氧核苷酸序列(基因)热 点 考 向 示 例课 堂

3、互 动 探 究思维激活1 蛋白质工程中直接进行操作的对象是什么？是否为蛋白质分子自身？提示蛋白质工程是指以蛋白质分子结构规律及其与生物功能的关系为基础，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，以满足人类的生产或生活的需要。因此，归根到底要对基因进行改造。热 点 考 向 示 例课 堂 互 动 探 究1蛋白质工程的崛起(1)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。(2)蛋白质工程的目的：生产符合人们生产与生活需要并非自然界已存在的蛋白质。热 点 考 向 示 例课 堂 互 动 探 究2蛋白质工程的流程图：

4、热 点 考 向 示 例课 堂 互 动 探 究特别提醒(1)蛋白质工程最终还是回到基因工程上来，因为蛋白质的合成由基因控制，所以说蛋白质工程是在基因工程的基础上延伸出来的第二代基因工程。(2)基因工程中的目的基因一般为自然界中已存在的基因，而蛋白质工程中的目的基因不是自然界中已存在的。(3)判断蛋白质工程方法的关键是：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。热 点 考 向 示 例课 堂 互 动 探 究【巩固1】下列关于蛋白质工程的叙述，正确的是()。A将一种生物的基因转移到另一种生物体内，使生物表现出新的性状B干扰素是动物体内的一种蛋白质，可用于治疗病毒的感染和癌症C

5、由于赖氨酸抑制天冬氨酸激酶和二氢吡啶二羧酸合成酶的活性，所以赖氨酸产量难以提高D蛋白质工程能产生自然界已有的蛋白质热 点 考 向 示 例课 堂 互 动 探 究解析蛋白质工程崛起的缘由是为了得到完全符合人类生产和生活需要的特定的蛋白质。如玉米生产过程中将天冬氨酸激酶的第352位的苏氨酸变成异亮氨酸，将二氢吡啶二羧酸合成酶中第104位的天冬酰胺变成异亮氨酸，使玉米叶片和种子中的游离赖氨酸分别提高5倍和2倍。答案 C热 点 考 向 示 例课 堂 互 动 探 究蛋白质工程进展(1)科学家通过对的改造，已使其成为速效型药品。(2)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，用蛋白质工程方法制

6、成的电子元件，具有的特点。蛋白质工程的进展和前景胰岛素体积小、耗电少和效率高热 点 考 向 示 例课 堂 互 动 探 究蛋白质工程与基因工程比较项目蛋白质工程基因工程区别过程预期蛋白质功能设计预期的蛋白质结构推测应有的氨基酸序列找到对应的脱氧核苷酸序列获取目的基因构建基因表达载体将目的基因导入受体细胞目的基因的检测与鉴定实质 定向改造或生产人类所需蛋白质定向改造生物的遗传特性，以获得人类所需的生物类型或生物产品结果生产自然界没有的蛋白质一般是生产自然界已有的蛋白质热 点 考 向 示 例课 堂 互 动 探 究联系蛋白质工程是在基因工程的基础上延伸出来的第二代基因工程；对现有蛋白质的改造或制造新的

7、蛋白质，必须通过基因修饰或基因合成实现热 点 考 向 示 例课 堂 互 动 探 究特别提醒 目前蛋白质工程成功的例子不多，主要是因为蛋白质发挥功能必须依赖于正确的高级结构，而目前科学家对大多数蛋白质的高级结构的了解还不够，要设计出更加符合人类需要的蛋白质还需经过艰辛的探索。热 点 考 向 示 例课 堂 互 动 探 究【巩固2】基因工程与蛋白质工程的区别是()。A基因工程需对基因进行分子水平操作，蛋白质工程不对基因进行操作B基因工程合成自然界已存在的蛋白质，蛋白质工程可以合成自然界不存在的蛋白质C基因工程是分子水平操作，蛋白质工程是细胞水平(或性状水平)的操作D基因工程完全不同于蛋白质工程热 点

8、 考 向 示 例课 堂 互 动 探 究解析 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，是从分子水平对蛋白质进行改造设计，然后直接对相应的基因进行修饰加工甚至人工进行基因合成，从而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要。而基因工程只是将外源基因导入另一生物体内，并使之表达，体现人类所需的性状，或者获取所需的产品，因此，基因工程在原则上只能生产自然界中已存在的蛋白质。答案 B热 点 考 向 示 例课 堂 互 动 探 究【例1】蛋白质工程是指根据人们对蛋白质功能的特定需求，对蛋白质的结构进行分子设计、生产的过程。下图是蛋白质工程的基本途径，试回答下列有关

9、问题。蛋白质工程及其原理热 点 考 向 示 例课 堂 互 动 探 究(1)图中过程的主要依据是每种氨基酸都有其对应的_，后者位于_分子上，其上的核苷酸序列与基因中的脱氧核苷酸序列之间存在着_关系。(2)通过过程获得的脱氧核苷酸序列不是完整的基因，要使这一序列能够表达、发挥作用，还必须在序列的上、下游加上_和_，在这个过程中需要_酶的参与。(3)完成过程需要涉及_技术。热 点 考 向 示 例课 堂 互 动 探 究思维导图：热 点 考 向 示 例课 堂 互 动 探 究深度剖析(1)由氨基酸可推知mRNA中碱基序列，进而能推知相应基因中的核苷酸序列；(2)经过程获得的脱氧核苷酸序列并非完整的基因，它

10、还必需加入启动子、终止子等；(3)完成过程需基因工程技术，从而实现改造的目的基因的表达。答案(1)密码子信使RNA碱基互补配对(2)启动子终止子 DNA连接(3)基因工程热 点 考 向 示 例课 堂 互 动 探 究【例2】下列不属于蛋白质工程成果的是()。A改造酶的结构，提高酶的热稳定性B生产出鼠人嵌合抗体C将tPA分子中的天门冬酰胺替换为谷氨酰胺D将人的胰岛素基因整合到大肠杆菌体内生产胰岛素蛋白质工程的应用热 点 考 向 示 例课 堂 互 动 探 究思维导图：深度剖析将人的胰岛素基因整合到大肠杆菌体内生产胰岛素属于基因工程的成果。答案 D热 点 考 向 示 例课 堂 互 动 探 究归纳提升 蛋白质工程是在基因水平上改造蛋白质，而不是直接改造蛋白质的原因分析：(1)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，而且改造过的基因可以遗传下去。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。(2)对基因进行改造比对蛋白质直接改造要容易操作，难度要小得多。