3.4蛋白质工程 课件(共27张PPT)--2025-2026学年高二上学期《生物》（人教版）选必修3

(课件网) 用细菌“画”的画1. 科学家利用了什么技术让细菌能发出荧光？ 基因工程技术使细菌表达了荧光蛋白。 思考： 最早被发现的荧光蛋白是绿色荧光蛋白，科学家通过改造它，获得了黄色荧光蛋白等。这些荧光蛋白在细胞内生命活动的检测、肿瘤的示踪研究等领域有着重要应用。 2、科学家是怎样对蛋白质分子进行设计和改造的呢 第3章 基因工程 第4节 蛋白质工程 基因工程 目录 /CONTENTS 01 02 蛋白质工程崛起的缘由 蛋白质工程的原理 03 蛋白质工程的应用 概念：P93 以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过改造或合成基因，来改造现有蛋白质，或制造一种新的蛋白质，以满足人类生产和生活的需求 操作对象： 结果： 与基因工程的关系： 理论和技术： 改造或合成基因 改造现有蛋白质，或制造一种新的蛋白质 在基因工程基础上延伸出来的第二代基因工程 分子生物学、晶体学和计算机技术 蛋白质工程 01蛋白质工程崛起的缘由1.基因工程的实质及缺陷基因工程是将一种生物的基因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蛋白质，进而表现出新性状。基因工程原则上只能生产自然界中已经存在的蛋白质。2. 蛋白质工程崛起的缘由天然蛋白质的缺陷：天然蛋白质是生物在长期进化过程中形成的，它们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。01蛋白质工程崛起的缘由产量提高赖氨酸含量低合成时需：天冬氨酸激酶；二氢吡啶二羧酸合成酶。浓度影响酶活性实例异亮氨酸苏氨酸(352位）异亮氨酸天冬酰胺(104位)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，由于基因决定蛋白质，因此，对蛋白质的结构进行设计改造，最终通过改造或合成基因来完成。蛋白质工程的基本原理2、天然蛋白质合成过程：按照中心法则思考：为什么蛋白质工程改造基因而不是直接改造蛋白质？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；02回顾旧知 转录 DNA RNA 翻译 肽链 逆转录 复制 复制 折叠等 具有空间结构的蛋白质 表达生物特有的功能或性状 天然蛋白质的合成过程与性状表达 蛋白质只有具有一定空间结构，才能表达特有性状或具有特定功能 血红蛋白的三级结构 蛋白质的结构三级结构一级结构四级结构二级结构蛋白质工程的基本原理02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预期功能生物功能设计蛋白质（三维结构）推测改造或合成转录翻译折叠行使目的基因mRNA多肽链思考：与中心法则的关系？思考·讨论 某多肽链的一段氨基酸序列是： 丙氨酸 色氨酸 赖氨酸 谷氨酸 苯丙氨酸 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。 思考·讨论 某多肽链的一段氨基酸序列是： 丙氨酸 色氨酸 赖氨酸 谷氨酸 苯丙氨酸 1.怎样得出决定这一段肽链的脱氧核苷酸虚列？请把相应的碱基序列写出来。 丙氨酸 ：GCU、GCC、GCA、GCG 色氨酸：UGG 赖氨酸： AAA 、AAG 甲硫氨酸：AUG 苯丙氨酸：UUU 、UUC 丙氨酸 ：CGA、CGG、CGT、CGC 色氨酸： ACC 赖氨酸：TTT 、TTC 甲硫氨酸：TAC 苯丙氨酸：TTT 、TTG 找到DNA上相对应的脱氧核苷酸序列（基因） 推出mRNA上的核糖核苷酸序列 思考·讨论 丙氨酸 色氨酸 赖氨酸 谷氨酸 苯丙氨酸 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？ 确定目的基因的碱基序列后，可以根据人类的需要改造它，通过人工合成的方法获取。 拓展延伸 根据改造蛋白质的部位的多 ... ...