（北师大）高中生物选修三 4.4《蛋白质工程的崛起》ppt课件

（北师大）高中生物选修三 4.4《蛋白质工程的崛起》ppt课件内容摘要：

1、白质工程的崛起 学习目标定位 1. 举例说出蛋白质工程崛起的缘由。 2. 简述蛋白质工程的原理。 3. 尝试运用逆向思维分析和解决问题。 本课栏目开关1 中心法则告诉我们遗传信息的流动方向如下： 2 蛋白质具有复杂的空间结构，不同种类的蛋白质具有不同的 和。 3 蛋白质结构的多样性是由构成蛋白质的 、 、 和 来决定的，而其结构多样性的根本原因则 是控制蛋白质合成的 的多样性。 基因结构 功能氨基酸种类数目 排列顺序 空间结构知识储备区转录 翻译 空间结构本课栏目开关探究点一 蛋白质工程的诞生 蛋白质工程能够生产出符合人类生产和生活需要的蛋白质，甚至自然界不存在的蛋白质。 结合材料思考： 学习探 2、究区本课栏目开关1 由材料分析： 蛋白质工程是根据蛋白质的 以及结构与功能之间的相互关系，利用 的手段，按照人类自身的需要， 天然的蛋白质，甚至创造新的、自然界不存在的、具有 分子。 2过程：优良特性的蛋白质精细结构与生物活性基因工程定向地改造学习探究区改造原有的蛋白质和设计新的蛋白质的方法：一种是 ；另一种是采用基因工程手段，对 负责 进行设计，合成出更 符合人们要求的蛋白质。 4 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。 编码某种蛋白质的基因多肽合成法答案 毫无疑问应该从对基因的操作来实现对天然蛋白质的改造，主要原因如下： ( 1 ) 任何一 3、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。 学习探究区本课栏目开关( 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。 小贴士 蛋白质工程的原理 1 蛋白质工程的目标：根据人们对蛋白质功能的特定需要，对蛋白质的分子结构进行设计。 2 实质：改造基因。 3 途径 学习探究区本课栏目开关【 归纳提炼 】 蛋白质工程与基因工程比较 项目 蛋白质工程 基因工程 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 目的基因的获 4、得 构建基因表达载体 将目的基因导入受体细胞 目的基因的检测与表达产物的测定 实质 定向改造或生产人类所需的蛋白质 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 区别 结果 生产自然界没有的蛋白质 生产自然界已有的蛋白质 学习探究区本课栏目开关联系 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。 因为对现有蛋白质进行改造或制造新的蛋白质，必须通过基因修饰或基因合成实现 【 活学活用 】 1 蛋白质工程中直接需要进行操作的对象是 ( ) A 氨基酸结构 B 蛋白质空间结构 C 肽链结构 D 基因结构 蛋白质工程的研究与应用 在工业、农业、医药业和环境保护等领域，蛋白质工程 5、技术已得到初步的应用。 1 蛋白质工程研究的方面：分析蛋白质的 ，对蛋白质进行分离和纯化， 测定蛋白质的序列并对其 _ _ _ _ _ _ _ _ _ 进行分析，对编码蛋白质的 行_ _ _ _ _ _ _ _ 改造等。 定性突变蛋白质工程的研究应用：改造天然生物酶或者设计制造出 ；如果对 改造就能提高光合作用的效率；把 进行改造后转入微生物或植物体，使其具有很强的 的能力，从而保护环境。 3 蛋白质工程是第二代。 基因工程全新的人工酶或人工蛋白 归纳提炼 】 基因的定点诱变技术 基因定点诱变技术的具体操作方法较多，其中 P C R 法是目前常用的方法之一。 利用人工合成带有突变位点的诱变引 6、物，通过 P C R 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以合成所需的蛋白质。 对于已知空间结构的蛋白质，可以采用定点诱变技术在蛋白质肽链中引入替代氨基酸，从而测定蛋白质中不同结构的功能。 目前空间结构完全清楚的蛋白质的数量还比较少，对于那些不能预先确定诱变位点的蛋白质，可用非定点诱变来进行蛋白质改造。 学习探究区本课栏目开关 学习探究区本课栏目开关【 活学活用 】 2 某多肽链的一段氨基酸序列是： 甲硫氨酸 色氨酸 苯丙氨酸 色氨酸 ( 部分氨基酸的密码子为：甲硫氨酸 色氨酸 苯丙氨酸 U (1) 怎样得出决定这一段肽链的脱氧核苷酸序 列。 请把 7、相应的碱基序列写出来。 _ _ _ _ _。 学习探究区本课栏目开关( 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 ( )。 _ _ _ _ _ _ _ _。 答案 ( 1 ) 根据氨基酸序列反推 m R N A 密码子序列，再反推 脱氧核苷酸序列。 其 基序列为： 或 ( 2 ) 根据 碱基对序列或改造后的 D N A 碱基对序列，利用四种脱氧核苷酸进行人工合成 学习探究区本课栏目开关蛋白质学习探究区本课栏目开关1 以下关于蛋白质工程的说法正确的是 ( ) A 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 C 蛋白质工程就是用蛋白酶对蛋白质进行改造 D 蛋 8、白质工程只能生产天然蛋白质 关于蛋白质工程的说法错误的是 ( ) A 蛋白质工程能定向改造蛋白质分子的结构，使之更加符合人类需要 B 蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作，定向改变分子的结构 C 蛋白质工程能产生出自然界中不曾存在过的新型蛋白质分子 D 蛋白质工程与基因工程密不可分，又被称为第二代基因工程 蛋白质工程是新崛起的一项生物工程，又称第二代基因工程。 下图是蛋白质工程流程示意图，图中 A 、 B 在遗传学上依次表示 ( ) A 转录和翻译 B 翻译和转录 C 复制和转录 D 传递和表达 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 9、图是蛋白质工程的基本途径，试回答下列有关问题： 自我检测区本课栏目开关( 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。 自我检测区本课栏目开关解析 ( 1 ) 蛋白质工程是从氨基酸序列推测基因中的脱氧核苷酸序列，氨基酸与脱氧核苷酸之间的联系枢纽是信使 R N A ，信使 R N A 由脱氧核糖核酸转录形成，而密码子是信使 R N ( 2 ) 由人工合成的基因只有基因的编码序列，完整的基因还包括启动子、终止子等结构，把启动子、终止子等 段连接到基因的编码区需要 接酶。 ( 3 ) 由基因合成蛋白质涉及基因工程。 答案 (1)密码子 信使 基互补配对(2)启动子 终止子 )基因工程自我检测区本课栏目开关。