專題蛋白質(zhì)工程的崛起課件

1、課標領航1舉例說出蛋白質(zhì)工程崛起的緣由。2理解蛋白質(zhì)工程的原理。3了解蛋白質(zhì)工程的應用?！局攸c】蛋白質(zhì)工程的原理。【難點】蛋白質(zhì)工程的應用。情景導航 快速起效的胰島素實驗證明：胰島素在低濃度時主要以單體形式存在，在高濃度時多以二聚體形式存在，這是胰島素2328氨基酸殘基結(jié)構(gòu)所致。這樣就會延緩胰島素從注射部位進入血液，從而延緩了其降血糖的作用，也增加了抗原性?？茖W家根據(jù)胰島素的結(jié)構(gòu)和其功能間的關系，設計了對胰島素基因的改造方案。通過堿基替換的方法，改變基因序列，將鏈第28位改為賴氨酸、29位改為脯氨酸，從而改變了胰島素的結(jié)構(gòu)。這種改變了結(jié)構(gòu)的胰島素不會形成二聚體，從而使胰島素快速起作用。由此，速

2、效型胰島素制劑誕生，這種制劑的形成正是利用的蛋白質(zhì)工程技術，也就是本節(jié)我們將要探討的內(nèi)容。核心要點突破基礎自主梳理知能過關演練14蛋白質(zhì)工程的崛起基礎自主梳理一、蛋白質(zhì)工程的崛起1基因工程的實質(zhì)：將一種生物的_轉(zhuǎn)移到另一種生物體內(nèi)，后者產(chǎn)生它本不能產(chǎn)生的_，從而產(chǎn)生新性狀。2蛋白質(zhì)工程的目的：生產(chǎn)符合人們生活需要的、并非自然界已存在的_?；虻鞍踪|(zhì)蛋白質(zhì)3實例：_和二氫吡啶二羧酸合成酶的活性受細胞內(nèi)_的影響，當賴氨酸濃度達到一定量時會抑制這兩種酶的活性，改變兩種酶的特性后,玉米游離賴氨酸含量提高。天冬氨酸激酶賴氨酸濃度思考感悟?qū)μ烊坏鞍踪|(zhì)進行改造，是直接對蛋白質(zhì)分子進行操作，還是通過對基因的操

3、作來實現(xiàn)？【提示】對基因的操作。二、蛋白質(zhì)工程的原理與進展1目標：根據(jù)人們對_的特定需求對_進行分子設計。2原理：_。3過程：預期蛋白質(zhì)功能設計預期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)推測應有的_序列找到對應的_序列(基因)。4蛋白質(zhì)工程的進展：前景廣闊，但目前成功的例子不多。蛋白質(zhì)功能蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)中心法則的逆推氨基酸脫氧核苷酸核心要點突破對蛋白質(zhì)工程的理解要點一1蛋白質(zhì)工程崛起的緣由：基因工程只能生產(chǎn)出天然蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)工程是為了生產(chǎn)出符合人類生產(chǎn)和生活需要的蛋白質(zhì)。2基本原理和途徑 它可以根據(jù)人的需求來設計蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，又稱為第二代基因工程。其原理是：根據(jù)中心法則逆向推理。圖示如下：3設計中的困難：如何推測非編碼

4、區(qū)以及內(nèi)含子的脫氧核苷酸序列。4蛋白質(zhì)工程的步驟 某多肽鏈的一段氨基酸序列是：甲硫氨酸色氨酸苯丙氨酸色氨酸(氨基酸及對應的密碼子為：甲硫氨酸AUG，色氨酸UGG，苯丙氨酸UUU、UUC)(1)怎樣得出決定這一段肽鏈的脫氧核苷酸序列？請把相應的堿基序列寫出來。(2)確定目的基因的堿基序列后，怎樣才能合成或改造目的基因(DNA)?例1【思路點撥】本題考查蛋白質(zhì)工程的原理及實例，解答本題應突破以下幾點：首先設計蛋白質(zhì)氨基酸序列。找到對應的脫氧核苷酸序列。根據(jù)DNA(基因)脫氧核苷酸序列進行人工合成或進行基因改造。【嘗試解答】(1)根據(jù)氨基酸序列反推mRNA上密碼子序列，再反推DNA上脫氧核苷酸序列。

5、其DNA堿基序列為：(2)確定目的基因的堿基序列后，就可以根據(jù)人類的需要改造它，通過人工合成的方法，或從基因庫中獲取?！净犹骄俊坑缮鲜霭被嵝蛄型茖С龅哪康幕驗槭裁从卸喾N？【提示】一種氨基酸可以由一種或幾種不同的密碼子決定，這樣推導出的基因也就有多種?！疽渍`警示】(1)盡管蛋白質(zhì)工程是從預期蛋白質(zhì)功能入手改造蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，但不能直接改造蛋白質(zhì),而應從改造基因入手，所以其本質(zhì)和基礎應為基因工程。(2)判斷蛋白質(zhì)工程方法的關鍵是：通過基因修飾或基因合成，對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進行改造，或制造一種新的蛋白質(zhì)。比較基因工程和蛋白質(zhì)工程要點二比較項目基因工程蛋白質(zhì)工程操作對象基因基因操作水平DNA分子水平DNA

6、分子水平基本過程獲取目的基因構(gòu)建基因表達載體將目的基因?qū)胧荏w細胞目的基因的檢測與鑒定確定蛋白質(zhì)的功能蛋白質(zhì)應有的高級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)應具備的折疊狀態(tài)蛋白質(zhì)應有的氨基酸序列應有的堿基序列合成DNA表達出蛋白質(zhì)比較項目基因工程蛋白質(zhì)工程實質(zhì)定向改造生物的遺傳特性，以獲得人類需要的生物類型或生物產(chǎn)品定向改造或生產(chǎn)人類所需蛋白質(zhì)結(jié)果生產(chǎn)人類需要的基因產(chǎn)物(自然界已有的蛋白質(zhì))可以生產(chǎn)自然界沒有的、不存在的新蛋白質(zhì)聯(lián)系蛋白質(zhì)工程是以基因工程為基礎的 (2011年泰安市高二檢測)科學家對鼠源雜交瘤抗體進行改造，生產(chǎn)出效果更好的鼠人嵌合抗體，用于癌癥治療。下圖表示形成鼠人嵌合抗體的過程，據(jù)圖回答：例2(1)改造

7、鼠源雜交瘤抗體，生產(chǎn)鼠人嵌合抗體，屬于_(生物工程)的范疇。(2)圖示過程是根據(jù)預期的_，設計_，最終必須對_進行操作，此操作中改變的是_。(3)經(jīng)過改造的鼠人嵌合抗體，與鼠源雜交瘤抗體相比較，突出的優(yōu)點是_(從免疫角度考慮)。(4)上述過程中對科學家來說難度最大的是_?！緡L試解答】(1)蛋白質(zhì)工程(2)嵌合抗體功能嵌合抗體的結(jié)構(gòu)基因堿基對(3)對人體的不良反應減少(4)設計嵌合抗體的空間結(jié)構(gòu)【解析】(1)通過圖示可知鼠人嵌合抗體是通過人工設計而形成的特定功能蛋白質(zhì)，其生產(chǎn)過程應屬于蛋白質(zhì)工程的范疇。(2)蛋白質(zhì)工程的流程：預期蛋白質(zhì)的功能設計預期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)推測應有的氨基酸序列找到相對應的脫氧核苷酸序列(基因)通過基因工程操作生產(chǎn)預期的蛋白質(zhì)。(3)從免疫的角度考慮，對人體來說鼠源抗體為抗原,若利用人的抗體與之嵌合，則排斥作用會減輕，對人體的負作用會減少。(4)由于蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)比較復雜，不易確定，所以成為蛋白質(zhì)工程中最大的障礙?！咎揭?guī)尋律】(1)蛋白質(zhì)工程最終還是回到基因工程上來，因為蛋白質(zhì)的合成由基因控制，所以說蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎上延伸出來的第二代基因工程。(2)基因工程中的目的基因一般為自然存在的基因,而蛋白質(zhì)工程中的目的基因不是自然存在的。跟蹤訓練(2011年姜堰高二檢測)運用某生