生物人教版（2019）选择性必修3 3.4蛋白质工程的原理和应用（共30张ppt）

(课件网) 第四节 蛋白质工程的原理和应用 理科生的浪漫———细菌画画 自然界中的细菌本身有颜色，但是不会发出荧光。 想一想：如何让细菌能发出荧光？ 荧光蛋白基因 细菌 荧光 蛋白 导入 荧光蛋白 基因表达 基因工程： 基因工程实质： 基因工程是将一种生物的 转移到另一种生物体内，使后者可以产生它原本不能产生的 ，进而表现出 。 基因 蛋白质 新性状 自然界中存在的荧光蛋白只有绿色荧光蛋白，能否通过基因工程，获得黄色荧光蛋白呢？ 不能。 基因工程不足： 原则上只能生产自然界中已存在（天然）的蛋白质。 天然蛋白质是生物在长期进化过程中形成的，它们的 符合特定物种生存的需要，却不一定完全符合 的需要。 天然蛋白质的不足: 结构和功能 人类生产和生活 对蛋白质分子进行设计和改造的“蛋白质工程”开始崛起！ 思考·讨论 为什么蛋白质工程需改造基因，而不直接改造蛋白质？ 1.蛋白质工程的操作对象： 基因！ 谁指导蛋白质的合成？ ①蛋白质的高级结构十分复杂，直接改造难度大； ②蛋白质是由基因编码的，改造了基因可以间接改造蛋白质； ③基因可以遗传，蛋白质无法遗传； 一、蛋白质工程的基本原理 阅读教材P94，回答问题： 1.天然蛋白质合成过程是按照什么法则进行的？具体过程？ 2.蛋白质工程的基本思路？ 一、蛋白质工程的基本原理 天然蛋白质合成过程： 按照 进行 基因 表达 形成具有特定氨基酸序列的多肽链 形成具有高级结构的蛋白质 行使生物功能 转录、翻译 蛋白质工程如何进行？ 中心法则 盘曲折叠 2.天然蛋白质的合成过程 3.蛋白质工程的基本思路 从预期的蛋白质功能出发 设计预期的蛋白质结构 推测应有的氨基酸序列 找到并改变相对应的脱氧核苷酸序列 （基因）或合成新的基因 获得所需要的蛋白质。 ———用绿色荧光蛋白改造出黄色荧光蛋白 让荧光蛋白发黄色荧光 设计黄色荧光蛋白的结构 推测黄色荧光蛋白的 氨基酸序列 找到并改变绿色荧光蛋白基因的脱氧核苷酸序列或合成新的基因 获得黄色荧光蛋白 3.蛋白质工程的基本思路 借助计算机 构建蛋白质三维结构图: 制备蛋白质晶体， 碱基的替换： 然后通过X射线衍射技术，分析晶体结构 基因的定点突变技术 目的基因 蛋白质工程与天然蛋白质合成的过程相反： 蛋白质工程的概念 蛋白质工程是指以蛋白质分子的 及其与 的关系作为基础，通过 ，来改造 ，或制造 ，以满足 的需求。 结构规律 生物功能 改造或合成基因 现有蛋白质 一种新的蛋白质 人类生产和生活 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，是涉及多学科的综合科技工程。 【思考·讨论】蛋白质工程基本思路的应用 某多肽链的一段氨基酸序列是： 丙氨酸 苯丙氨酸 色氨酸 谷氨酸 赖氨酸 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。 密码子表 丙氨酸（GCU、GCC、GCA、GCG)、色氨酸(UGG)、赖氨酸(AAA、AAG）、谷氨酸（GAA、GAG）、苯丙氨酸（UUU、UUC）。 推知mRNA序列为： 共 种可能序列 32 【思考·讨论】蛋白质工程基本思路的应用 某多肽链的一段氨基酸序列是： 丙氨酸 苯丙氨酸 色氨酸 谷氨酸 赖氨酸 密码子表 丙氨酸（GCU、GCC、GCA、GCG)、色氨酸(UGG)、赖氨酸(AAA、AAG）、谷氨酸（GAA、GAG）、苯丙氨酸（UUU、UUC）。 推知mRNA序列为： 共 种可能序列 32 GCUUGGAAAGAAUUU 其中1种mRNA序列： 脱氧核苷酸序列: GCTTGGAAAGAATTT CGAACCTTTCTTAAA 【思考·讨论】蛋白质工程基本思路的应用 某多肽链的一段氨基酸序列是： 丙氨酸 苯丙氨酸 色氨酸 谷氨酸 赖氨酸 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？ 可以人工合成目的基因 对基因的改造:基因定点突变技术来进行碱基的 ... ...