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课件网) 学习目标 素养定位 1.说出蛋白质工程崛起 的缘由 2.概述蛋白质工程的基 本原理 3.举例说明依据人类需 要对原有蛋白质结构进 行基因改造、生产目标 蛋白的过程 1.说明基因的碱基排列顺序— 蛋白质的结构一蛋白质功能的 关系。(生命观念) 2.尝试通过蛋白质工程技术，根 据人类需要的蛋白质结构，设计 改造某一蛋白质的设计流程。 (科学思维) 3.举例说出蛋白质工程的进展 和前景。(社会责任) 预习案 · 自主学习 梳理必备知识，储备素养根基 与基因工是在基因工程的 基 础 上 ，延伸出来 程的关系的第二代基因工程 基础 蛋白质分子的结构规律及其与生物功能 的关系 改造现有蛋白质或制造一种新的蛋白质 满足人类生产和生活的需求 一 、蛋白质工程的概念理解 改造或合成基 因 结果 目的 蛋白质工程 操作方法 二、蛋白质工程崛起的缘由 1.崛起缘由 (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)基因工程的不足：基因工程原则上只能生产自然界中已存在_的 蛋白质。 (3)天然蛋白质的不足：天然蛋白质的结构和功能符合特定物种生 存的需要，却不一定完全符合 人类生产和生活_ 的需要。 2.实例———提高玉米中赖氨酸含量 天冬氨酸激酶中第352位的 苏氨酸 改造后玉米叶片和种子中游离赖氨酸含量分别提高5倍和2倍。 二氢吡啶二羧酸合成酶中第104位的 天冬酰胺 改造 异亮氨酸 改造异亮氨酸 三、蛋白质工程的基本原理 1. 目标：根据人们对蛋白质功能的特定需求，对蛋白质的结构进行 设计改造。 2.方法：改 造 或 合成基因 0 3.流程：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。 四、蛋白质工程的应用 1.在医药工业方面的应用 (1)研发速效胰岛素类似物：科学家通过改造胰岛素基因 实现了 对相应氨基酸序列的改造，使B28位脯氨酸替换为天冬氨酸或者将 它与B29位的赖氨酸交换位置，从而有效抑制了胰岛素的聚合，研发 出速效胰岛素类似物。 (2)提高干扰素的保存期：将干扰素分子上的一个 半胱氨酸 变成 丝氨酸 ,提高了干扰素的保存时间。 (3)改造抗体：将小鼠抗体上 结合抗原的区域 “嫁接”到人的 抗体上，降低了诱发 免疫反应的强度 0 2.在其他工业和农业方面的应用 (1)改进酶的性能或开发新的工业用酶：利用蛋白质工程获得枯草 杆菌蛋白酶的多种 突变体 0 (2)改造某些重要的酶：利用蛋白质工程尝试改造某些参与 调控 光合作用的酶，以提高植物光合作用的效率；改造微生物蛋白质的 结构，使它防治病虫害的效果增强。 (1)蛋白质工程能生产自然界中不存在的新型蛋白质分子。 ( √ ) (2)基因工程遵循中心法则，而蛋白质工程不遵循。( × ) 提示：基因工程和蛋白质工程都遵循中心法则。 (3)由于基因决定蛋白质，因此要对蛋白质的结构进行设计 改造，最终还必须通过改造或合成基因来完成。( √ ) (4)根据某多肽链的一段氨基酸序列，可以很容易地确定控制该多 肽链合成的基因的脱氧核苷酸序列。(× ) 提示：由于密码子的简并性，根据某多肽链的一段氨基酸序列，不能 确定基因的脱氧核苷酸序列。 (5)通过蛋白质工程来改造现有蛋白质需要改变蛋白质分子的所有 氨基酸序列。( × ) 提示：蛋白质工程不需要改变蛋白质分子的所有氨基酸序列，只需 要在某些位点上进行改变。 (6)蛋白质工程常借助计算机建立蛋白质的三维结构模型。( √ ) 2 探究案 ·互动探究 逐点击破疑难，提升关键能力 新知探究一蛋白质工程的基本原理 问题情境 资料：蛋白质工程的目标是生产出符合人类生产和生活 ... ...
