2020高考生物蛋白質(zhì)工程專題復(fù)習(xí)課件(共28張)

1、科目：生物課題：蛋白質(zhì)工程專題復(fù)習(xí)高中三年級(jí)專題復(fù)習(xí)科目：生物課題：蛋白質(zhì)工程專題復(fù)習(xí)學(xué)習(xí)目標(biāo)1.復(fù)習(xí)基因工程的應(yīng)用2.復(fù)習(xí)分子水平雜交的過程(拓展)3.說出蛋白質(zhì)工程崛起的緣由。4.簡述蛋白質(zhì)工程的基本原理及蛋白質(zhì)工程的進(jìn)展和前景。核心素養(yǎng)1.科學(xué)思維：嘗試運(yùn)用逆向思維分析和解決問題。2.社會(huì)責(zé)任：通過學(xué)習(xí)蛋白質(zhì)工程，同學(xué)們要充分認(rèn)識(shí)發(fā)揮主觀能動(dòng)性的重要性。學(xué)習(xí)目標(biāo)1.復(fù)習(xí)基因工程的應(yīng)用核心素養(yǎng)1.科學(xué)思維：嘗試運(yùn)用復(fù)習(xí)鞏固基因工程的應(yīng)用溫故知新分子水平雜交拓展復(fù)習(xí)鞏固基因工程的應(yīng)用溫故分子水平雜交拓展基因工程的應(yīng)用導(dǎo)入基因工程的應(yīng)用導(dǎo)入目的基因的檢測與鑒定目的基因的檢測與鑒定目的基因DNA

2、分子雜交分子雜交目的DNA分子雜交分子雜交抗原-抗體雜交抗原-抗體雜交1.基因探針，即核酸探針，是一段帶有檢測標(biāo)記，且順序已知的，與目標(biāo)核酸互補(bǔ)的單鏈核酸序列。2.基因探針作用：基因探針通過分子雜交與目標(biāo)結(jié)合，產(chǎn)生雜交信號(hào)，能從浩瀚的核酸分子中把目標(biāo)核酸顯示出來。基因芯片3.基因探針需具備的條件：應(yīng)是單鏈，若為雙鏈，必須先行變性處理。應(yīng)帶有容易被檢測的標(biāo)記。與目標(biāo)核酸序列互補(bǔ)(全部或一部分)課本P24 拓展視野1.基因探針，即核酸探針，是一段帶有檢測標(biāo)記，且順序已知的，4.基因芯片：基因芯片定義：通過微加工技術(shù)，將數(shù)以萬計(jì)、乃至百萬計(jì)的特定序列的DNA片段(基因探針)，有規(guī)律地排列固定于2cm

3、2的硅片、玻片等支持物上，構(gòu)成的一個(gè)二維DNA探針陣列。即多種DNA探針的集成芯片。課本P24 拓展視野4.基因芯片：基因芯片定義：通過微加工技術(shù)，將數(shù)以萬計(jì)、乃4.基因芯片：基因芯片原理：讓芯片上的成千上萬的探針分子，與被檢測的帶有標(biāo)記的基因樣品，按堿基配對(duì)原理進(jìn)行雜交。然后通過信號(hào)檢測系統(tǒng)進(jìn)行掃描，再利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)每一探針上的信號(hào)進(jìn)行比較和檢測，從而迅速得出所需要的信號(hào)。課本P24 拓展視野4.基因芯片：基因芯片原理：讓芯片上的成千上萬的探針分子，4.基因芯片：基因芯片用途：基因檢測，如遺傳病檢測、惡性腫瘤檢測、進(jìn)化分析等。特點(diǎn)：檢測過程快速、高效、自動(dòng)化。課本P24 拓展視野4.基因芯

4、片：基因芯片用途：基因檢測，如遺傳病檢測、惡性腫基因檢測(基因診斷) 安吉麗娜朱莉是好萊塢的電影明星，通過一次血液檢測被確定患乳腺癌的幾率很高，為了降低患癌風(fēng)險(xiǎn)，她在三年內(nèi)分別切除了雙側(cè)乳腺、卵巢和輸卵管。 她用的檢測手段就是基因診斷，檢測出攜帶遺傳缺陷基因BRCA-1基因，是乳腺癌1號(hào)基因，是抑癌基因，如果發(fā)生突變，乳腺癌、卵巢癌的發(fā)生率會(huì)大大提高。安吉麗娜朱莉做手術(shù)重建乳房基因檢測(基因診斷) 安吉麗娜朱莉是好萊塢的電影1、SRY基因SRYPCR胚胎鑒定技術(shù)雄性的性別決定基因，指Y染色體上具體決定生物雄性性別的基因片段。2、原理先從被測胚胎中取出幾個(gè)細(xì)胞，提取DNA，然后用位于Y染色體上的

5、性別決定基因，即SRY基因的一段堿基作引物，用胚胎細(xì)胞中的DNA為模板，進(jìn)行PCR擴(kuò)增，最后用SRY特異性探針對(duì)擴(kuò)增產(chǎn)物進(jìn)行檢測。出現(xiàn)陽性反應(yīng)者，胚胎為雄性；出現(xiàn)陰性反應(yīng)者，胚胎為雌性。這種方法準(zhǔn)確率高達(dá)90%以上。課本P82 拓展視野1、SRY基因SRYPCR胚胎鑒定技術(shù)雄性的性別決定基因，SRYPCR是對(duì)移植前的胚胎進(jìn)行性別鑒定的技術(shù)。（1）以Y染色體上SRY基因（性別決定基因）的一段序列作引物，用被測胚胎DNA作_進(jìn)行PCR擴(kuò)增。根據(jù)SRY基因序列設(shè)計(jì)的引物長度一般為2024個(gè)核苷酸，其不宜過短的原因主要是_。兩種引物中GC的含量相差不宜過大，原因主要是_。（2）最后可用放射性同位素標(biāo)記

6、的含有SRY基因的特異性DNA序列作_，利用_技術(shù)檢測擴(kuò)增產(chǎn)物。如果某早期胚胎檢測結(jié)果為陽性，則可判斷該胚胎發(fā)育成的個(gè)體性別是_。若該技術(shù)崗位上的操作人員為男性，要求一定要戴好手套、口罩和工作帽等，主要原因是_。防止引物隨機(jī)結(jié)合C、G含量差別大，低溫復(fù)性難統(tǒng)一探針DNA分子雜交雄性男操作員的SRY基因可能會(huì)污染樣品模板SRYPCR是對(duì)移植前的胚胎進(jìn)行性別鑒定的技術(shù)。防止引物隨2019-nCoV檢測試劑盒設(shè)計(jì)原理2.2020年1月9日確定為新型冠狀病毒3.2020年1月16日首批PCR試劑盒下發(fā)到省疾控中心1.檢測時(shí)間：病毒RNA裂解、提純23小時(shí)，RT-PCR23小時(shí)，復(fù)核4小時(shí)左右，共89小

7、時(shí)。目前新的診斷技術(shù)為3小時(shí)。4.開發(fā)試劑盒時(shí)間：病毒排查及RNA測序一周左右，引物設(shè)計(jì)3天左右，探針設(shè)計(jì)與特異性檢測3天，共2周左右時(shí)間。2019-nCoV檢測試劑盒設(shè)計(jì)原理2.2020年1月9日確2019-nCoV檢測：抗原-抗體檢測病毒蛋白的檢測依賴抗體。只要找到了親和力足夠高，特異性足夠好的抗體，就可以省去提取病毒RNA的繁瑣步驟，直接用發(fā)病期患者的血清或痰液進(jìn)行蛋白免疫分析，在3-5小時(shí)內(nèi)得到結(jié)果。甚至可以把總檢測時(shí)間縮短到30分鐘之內(nèi)。基于蛋白的病毒檢測開發(fā)難點(diǎn)在于抗體篩選生產(chǎn)。實(shí)驗(yàn)用抗體的生產(chǎn)高度依賴動(dòng)物（一般由鼠，兔，羊等動(dòng)物生產(chǎn)）。注射抗原后數(shù)日，還需要對(duì)動(dòng)物的免疫細(xì)胞進(jìn)行篩

8、查，找到能用來生產(chǎn)高特異性抗體的淋巴細(xì)胞，對(duì)其進(jìn)行擴(kuò)增。即便是全速開動(dòng)，也需要2-3周的時(shí)間才能得到初步可用的單克隆抗體。相比基于RNA的PCR試劑盒，蛋白檢測試劑盒所需的開發(fā)時(shí)間要更長，生產(chǎn)成本要更高。2019-nCoV檢測：抗原-抗體檢測病毒蛋白的檢測依賴抗體2020高考生物蛋白質(zhì)工程專題復(fù)習(xí)課件(共28張PPT)一、蛋白質(zhì)工程崛起的緣由DAN BAI ZHI GONG CHENG JUE QI DE YUAN YOU01一、蛋白質(zhì)工程崛起的緣由01干擾素（體外保存困難）改造后的干擾素（-70可保存半年）改造對(duì)天然干擾素的改造干擾素改造后的干擾素改造對(duì)天然干擾素的改造賴氨酸天冬氨酸激酶_（

9、含量低）二氫吡啶二羧酸合成酶玉米異亮氨酸（104位）天冬酰胺（104位）變?yōu)楦脑焯於彼峒っ府惲涟彼幔?52位）蘇氨酸（352位）變?yōu)橛衩踪嚢彼幔ê刻岣?倍）改造二氫吡啶二羧酸合成酶（含量提高2倍）賴氨酸玉米+對(duì)天然酶的改造賴氨酸天冬氨酸激酶_（含量低）二氫吡啶二羧酸合成酶玉米1、基因工程在原則上只能產(chǎn)生自然界已存在的蛋白質(zhì)（天然蛋白）2、天然蛋白有時(shí)不完全符合人類生產(chǎn)和生活需要3、需要對(duì)天然蛋白進(jìn)行改造產(chǎn)生更符合人類需要的蛋白質(zhì)思考：分子生物學(xué)、晶體學(xué)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)是改造蛋白的基礎(chǔ)，對(duì)天然蛋白質(zhì)的改造應(yīng)該是直接對(duì)蛋白質(zhì)分子改造還是通過改造基因進(jìn)而達(dá)到改造蛋白質(zhì)的目的呢？蛋白質(zhì)工程崛起的緣由

10、1、基因工程在原則上只能產(chǎn)生自然界已存在的蛋白質(zhì)（天然蛋白）二、蛋白質(zhì)工程的基本原理、進(jìn)展和前景 DAN BAI ZHI GONG CHENG DE JI BEN YUAN LI 、JIN ZHAN HE QIAN JING02二、蛋白質(zhì)工程的基本原理、進(jìn)展和前景02蛋白質(zhì)工程的基本原理1、蛋白質(zhì)工程的目標(biāo)：根據(jù)人們對(duì)蛋白質(zhì)功能的特定需求，對(duì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分子設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)創(chuàng)造出自然界原本沒有的全新蛋白質(zhì)如何實(shí)現(xiàn)最終目標(biāo)呢？蛋白質(zhì)功能決定蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)決定蛋白質(zhì)氨基酸序列決定mRNA堿基序列決定基因堿基序列(1)基礎(chǔ)：蛋白質(zhì)分子的 及其與 的關(guān)系。結(jié)構(gòu)規(guī)律生物功能(2)手段：通過 或 ，對(duì)現(xiàn)有蛋白

11、質(zhì)進(jìn)行改造，或制造一種新的蛋白質(zhì)?；蛐揎椈蚝铣傻鞍踪|(zhì)工程的基本原理1、蛋白質(zhì)工程的目標(biāo)：根據(jù)人們對(duì)蛋白質(zhì)功2、蛋白質(zhì)工程流程圖蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)預(yù)期功能生物功能氨基酸序列多肽鏈分子設(shè)計(jì)折疊基因DNADNA合成翻譯mRNA轉(zhuǎn)錄速效胰島素B鏈中28號(hào)與29號(hào)氨基酸對(duì)換速效胰島素兩條多肽鏈氨基酸序列速效胰島素基因轉(zhuǎn)錄速效胰島素mRNA翻譯折疊蛋白質(zhì)工程的基本原理2、蛋白質(zhì)工程流程圖蛋白質(zhì)預(yù)期功能生物功能氨基酸序列分子設(shè)計(jì)3、蛋白質(zhì)工程的定義：以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過基因修飾或基因合成，對(duì)現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類生產(chǎn)和生活的需求。思考：蛋白質(zhì)工程為什么不直接改造蛋白質(zhì)？參考答案：改造基因易于操作且改造后可遺傳。蛋白質(zhì)工程的基本原理3、蛋白質(zhì)工程的定義：以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的4、基因工程與蛋白質(zhì)工程的比較項(xiàng)目基因工程蛋白質(zhì)工程區(qū)別過程結(jié)果聯(lián)系獲取目的基因構(gòu)建基因表達(dá)載體將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞目的基因的檢測與鑒定預(yù)期蛋白質(zhì)功能設(shè)計(jì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)推測氨基酸序列推測相應(yīng)核苷酸序列合成DNA表達(dá)出蛋白質(zhì)生產(chǎn)自然界中沒有的蛋白質(zhì)生產(chǎn)自然界中已有的蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上延伸出來的第二代基因工程二者都是通過基因表達(dá)產(chǎn)生特定的蛋白質(zhì)。