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课件网) 第4节 蛋白质工程的原理和应用 第3章 基因工程 <<< 学习目标 1.举例说出蛋白质工程崛起的缘由。 2.简述蛋白质工程的基本原理。 1.蛋白质工程 (1)基础：蛋白质分子的 及其与 的关系。 (2)手段：通过 或 ，来改造现有蛋白质，或制造一种新的蛋白质。 (3)目的：获得满足人类生产和生活需求的 。 (4)困难：蛋白质发挥功能必须依赖正确的高级结构，而蛋白质的高级结构十分复杂。 结构规律 梳理 教材新知 生物功能 改造 合成基因 蛋白质 2.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 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 。 ②基因工程的不足：基因工程在原则上只能生产自然界中 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 生存的需要，却不一定完全符合 的需要。 基因 蛋白质 新的性状 已存在 特定物种 人类生产和生活 (2)实例：提高玉米赖氨酸含量 苏氨酸 异亮氨酸 天冬酰胺 异亮氨酸 改造后玉米叶片和种子中游离赖氨酸的含量分别提高5倍和2倍。 3.蛋白质工程的基本原理 (1)目标：根据人们对蛋白质 的特定需求，对蛋白质的 进行设计改造。 (2)方法：改造或合成 。 (3)基本思路：从预期的蛋白质功能出发→设计预期的 →推测应有的 序列→找到并改变相对应的 序列(基因)或合成新的基因→获得所需要的蛋白质。 功能 结构 基因 蛋白质结构 氨基酸 脱氧核苷酸 4.蛋白质工程的应用 (1)医药工业方面 ①科学家通过对 基因的改造，研发出速效胰岛素类似物产品。 ② ③人－鼠嵌合抗体：降低免疫反应强度。 胰岛素 (2)其他工业方面 用于改进酶的性能或开发新的工业用酶，如利用蛋白质工程获得枯草杆菌蛋白酶的 ，筛选出符合工业化生产需求的突变体，提高该酶的使用价值。 (3)农业方面 ①科学家尝试改造某些 ，以提高植物光合作用的效率，增加粮食的产量。 ②科学家利用蛋白质工程的思路来设计优良 ，通过改造微生物蛋白质的结构，增强微生物防治病虫害的效果。 突变体 参与调控光合作用的酶 微生物农药 (1)蛋白质工程的目的是改造或合成人类需要的蛋白质( ) (2)对蛋白质的改造是通过直接改造相应的mRNA来实现的( ) 提示 对蛋白质的改造是通过直接改造相应的基因来实现的。 (3)由于蛋白质中氨基酸的排列顺序千变万化，空间结构千差万别，蛋白质工程操作难度很大( ) (4)蛋白质工程不能改变蛋白质的活性( ) 提示 通过蛋白质工程可以改变蛋白质的活性。 × × √ √ 任务：基因工程和蛋白质工程 1.研究人员试图将人胰岛素的B链的第28位氨基酸由脯氨酸替换为天冬氨酸，从而有效抑制胰岛素的聚合，获得速效胰岛素类似物产品，应进行的操作是 ，从而使其指导合成的胰岛素相应位置上的氨基酸发生改变。 2.如果已经推测出多肽中的氨基酸序列，那么推测出的基因中的碱基序列 (填“唯一”或“不唯一”)，理由是_____ ___ 。 探究 核心知识 将基因相应位置上的碱基进行替换 不唯一 一个氨基酸是由一个或多 个密码子决定的，因此获得的基因中的碱基序列有多种 3.确定目的基因的碱基序列后，可以 合成目的基因，或应用_____ 来进行碱基的替换等进而改造基因。 4.蛋白质工程需直接改造基因，而不直接改造蛋白质的原因：(1)任何一种天然蛋白质都是由 编码的，改造了 即对蛋白质进行了改造，而且可以遗传下去。如果对蛋白质直接改造，即使改造成功，被改造的蛋白质也是无法遗传的。(2)对 进行改造比对蛋白质直接改造更容易操作，难度要小得多。 人工 基因的 定点突变技术 基因 基因 基因 “三看法”判断基因工程和蛋白质工程 核心归纳 (1)一看对基因的操作方法 如果仅将基因用限制酶从DNA片段中切割下 ... ...
