【課件】基因工程的延伸-蛋白質(zhì)工程（課件）（人教版2019選擇性必修3）

從社會(huì)中來你見過用細(xì)菌畫畫嗎？右圖是用發(fā)出不同顏色熒光的細(xì)菌“畫”的美妙圖案。這些細(xì)菌能夠發(fā)出熒光，是他們的體內(nèi)導(dǎo)入了熒光蛋白的基因。最早被發(fā)現(xiàn)的熒光蛋白是綠色熒光蛋白，科學(xué)家通過改造它，獲得了黃色熒光蛋白等。這些熒光蛋白在細(xì)胞內(nèi)生命活動(dòng)的檢測、腫瘤的示蹤研究等領(lǐng)域有著重要應(yīng)用。那么，科學(xué)家是怎樣對(duì)蛋白質(zhì)分子進(jìn)行設(shè)計(jì)和改造的呢？對(duì)蛋白質(zhì)分子的設(shè)計(jì)和改造是通過蛋白質(zhì)工程來實(shí)現(xiàn)的。12溫故知新天然蛋白質(zhì)的合成及表達(dá)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)只有具有一定的空間結(jié)構(gòu)，才能表達(dá)特定的性狀或具有特定的功能?；蚬こ痰难由斓鞍踪|(zhì)工程3.4第一章：蛋白質(zhì)工程的崛起第二章：蛋白質(zhì)工程的基本原理第三章：蛋白質(zhì)工程的應(yīng)用目錄蛋白質(zhì)工程的崛起PART16一、基因工程的實(shí)質(zhì)和不足(1)實(shí)質(zhì):將一種生物的基因轉(zhuǎn)移到另一種生物體內(nèi)，后者可以產(chǎn)生它本不能產(chǎn)生的蛋白質(zhì)，進(jìn)而表現(xiàn)出新的性狀。(2)不足:基因工程原則上只能生產(chǎn)自然界中已存在的蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)工程的崛起二、蛋白質(zhì)工程崛起的緣由天然蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能符合特定物種生存的需要，卻不一定完全符合人類生產(chǎn)和生活的需要。若要直接滿足人類的需要，就必須人為地對(duì)其進(jìn)行改造，蛋白質(zhì)工程從而崛起。如玉米中賴氨酸的含量比較低，經(jīng)人工設(shè)計(jì)改造，可使其葉片和種子中游離賴氨酸的含量分別提高5倍和2倍。7蛋白質(zhì)工程的崛起蛋白質(zhì)工程的基本原理PART291.蛋白質(zhì)工程的概念蛋白質(zhì)工程是指以蛋白質(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)，通過改造或合成基因，來改造現(xiàn)有蛋白質(zhì)，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。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。注意:蛋白質(zhì)工程的操作對(duì)象——基因蛋白質(zhì)工程的基本原理102、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)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)改造。3、蛋白質(zhì)工程的實(shí)質(zhì)：通過改造或合成基因，來定向改造現(xiàn)有蛋白質(zhì)或制造新的蛋白質(zhì)。4、天然蛋白質(zhì)合成的過程：按照中心法則。

基因→表達(dá)(轉(zhuǎn)錄和翻譯)→形成具有特定氨基酸序列的多肽鏈→形成具有高級(jí)結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)→行使生物功能。蛋白質(zhì)工程與之相反蛋白質(zhì)工程的基本原理115、蛋白質(zhì)工程的基本思路：從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)→設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)→推測應(yīng)有的氨基酸序列→找到并改變相對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列(基因)或合成新的基因→獲得所需要的蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)工程的基本原理蛋白質(zhì)工程的應(yīng)用PART3(1)臨床上：科學(xué)家通過改造胰島素基因?qū)崿F(xiàn)了對(duì)相應(yīng)氨基酸序列的改造，由此研發(fā)出速效胰島素類似物產(chǎn)品。蛋白質(zhì)工程的應(yīng)用14蛋白質(zhì)工程的應(yīng)用(2)醫(yī)藥工業(yè)方面：①科學(xué)家將干擾素分子上的一個(gè)半胱氨酸變成絲氨酸，在-70°℃的條件下，干擾素可以保存半年。②科學(xué)家將小鼠抗體上結(jié)合抗原的區(qū)域“嫁接”到人的抗體上，經(jīng)過這樣改造的抗體誘發(fā)免疫反應(yīng)的強(qiáng)度會(huì)降低很多。15蛋白質(zhì)工程的應(yīng)用(3)其他工業(yè)方面：蛋白質(zhì)工程被廣泛用于改進(jìn)酶的性能或開發(fā)新的工業(yè)用酶。(4)農(nóng)業(yè)方面：①科學(xué)家正嘗試改造某些參與調(diào)控光合作用的酶，以提高植物光合作用的效率，增加糧食產(chǎn)量；②利用蛋白質(zhì)工程設(shè)計(jì)優(yōu)良微生物農(nóng)藥，通過改造微生物蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，使其防治病蟲害的效果增強(qiáng)。16蛛絲的強(qiáng)度和柔韌度得益于蛛絲蛋白的特殊布局，使它產(chǎn)生了一個(gè)由堅(jiān)硬的結(jié)晶區(qū)和非結(jié)晶區(qū)構(gòu)成的混合區(qū)域，有人試圖通過破解蛛絲蛋白的結(jié)構(gòu)從而推測出其相應(yīng)的基因結(jié)構(gòu)，以指導(dǎo)對(duì)蠶絲蛋白的修改，從而讓蠶也吐出像蛛絲蛋白一樣堅(jiān)韌的絲，此過程運(yùn)用的技術(shù)及流程分別是(

)A基因突變；DNA->RNA->蛋白質(zhì)B基因工程；RNA->RNA->蛋白質(zhì)C基因工程；DNA->RNA->蛋白質(zhì)D蛋白質(zhì)工程；蛋白質(zhì)->RNA->DNA->RNA->蛋白質(zhì)D習(xí)題練習(xí)17下列關(guān)于蛋白質(zhì)工程的說法不正確的是(

)A蛋白質(zhì)工程能得到分子結(jié)構(gòu)改變的蛋白質(zhì)分子，使之更加符合人類的需要B蛋白質(zhì)工程是在分子水平上對(duì)