高中生物人教版（2019）选择性必修3 3.4蛋白质工程的原理和应用（共24张ppt）
文档属性
| 名称 | 高中生物人教版（2019）选择性必修3 3.4蛋白质工程的原理和应用（共24张ppt） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 2.5MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2022-10-18 16:57:06 | ||
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文档简介
(共24张PPT)
1.4 蛋白质工程的原理和应用
本节聚焦：
蛋白质工程的基本原理是什么？
蛋白质工程已有哪些实际的应用？
你见过用细菌画画吗？左图是用发出不同颜色荧光的细菌“画”的美妙图案。这些细菌能够发出荧光，是因为它们体内导入了荧光蛋白的基因。
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。那么，科学家是怎样对蛋白质分子进行设计和改造的呢？
从社会中来
蛋白质工程
蛋白质工程
基因工程的实质是什么？
将一种生物的基因转移到另一种生物体内，后者可以产生它本来不能产生的蛋白质，进而表现出新的性状。
思考：如果想让某一个生物的性状在另外一个生物的身上表达，常用的方法有哪些？
1、在种内可以用什么方法？
杂交育种
2、在种间可以用什么方法？
基因工程育种
基因工程产生的蛋白质是否完全
符合人类生产和生活的需要？
1
基因工程的局限性：
a、基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质
b、天然蛋白质不一定完全符合人类生产和生活的需要
2
蛋白质工程的目的：
生产符合人类生产和生活需要的、并非自然界已存在的蛋白质.
天然蛋白质是生物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。
可以创造自然界不存在的蛋白质！
实例一
赖氨酸合成
调控
达到一定浓度
两种酶的活性
352位的苏氨酸变成异亮氨酸
二氢吡啶二羧酸合成酶
天冬氨酸激酶
+
104位的天冬酰胺变成异亮氨酸
赖氨酸含量
抑制
提高
提高
限制
蛋白质工程崛起的缘由
一
人类蛋白质组计划是继人类基因组计划之后，生命科学乃至自然科学领域重大的国际合作科研项目。2001年，国际人类蛋白质组组织宣布成立。2003年，该组织正式提出启动两项重大国际合作项目：一项是由中国科学家牵头执行的“人类肝脏蛋白质组计划”；另一项是由美国科学家牵头执行的“人类血浆蛋白质组计划”，由此拉开了人类蛋白质组计划的帷幕。
“人类肝脏蛋白质组计划”是国际上第一个人类组织器官的蛋白质组计划，由我国贺福初院士牵头，这是中国科学家第一次领衔重大国际科研协作计划。它的目标是通过对肝脏蛋白质高通量、规模化的研究，解析肝脏蛋白质在生理、病理过程中的功能意义，为重大肝病的预防、诊断、治疗和新药的研发提供重要的科学依据。
人类蛋白质组计划取得的成果有力推动了蛋白质工程的发展，为它提供了重要的理论支持。2014年6月，中国人类蛋白质组计划启动。
【旁栏思考】你知道人类蛋白质组计划吗？它与蛋白质工程有什么关系？我国科学家承担了什么任务？
概念：P27
蛋白质工程
1
蛋白质工程的概念
2
前提：
原理：
目的：
了解蛋白质的结构和功能
改造基因（基因修饰或基因合成）
定向改造或制造蛋白质
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，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求（第二代基因工程）。
对天然蛋白质进行改造，你认为应该直接对蛋白质分子进行操作，还是通过对基因的操作来实现？
（1）任何一种天然蛋白质都是由基因编码的，改造了基因即对蛋白质进行了改造，而且改造过的蛋白质可以遗传下去。如果对蛋白质直接改造，即使改造成功，被改造过的蛋白质分子还是无法遗传的。
（2）对基因进行改造比对蛋白质直接改造要容易操作，难度要小得多。
答：毫无疑问应该从对基因的操作来实现对天然蛋白
质改造,主要原因如下：
蛋白质工程的基本原理
二
1.天然蛋白质合成过程：
按照中心法则进行
基因
表达
形成具有特定氨基酸序列的多肽链
形成具有高级结构的蛋白质
行使生物功能
转录、翻译
①从预期的蛋白质功能出发→②设计预期的蛋白质结构→③推测应有的氨基酸序列→④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→⑤获得所需要的蛋白质
2.蛋白质工程的基本思路：
蛋白质工程的基本原理
二
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？
蛋白质工程与天然蛋白质合成的过程_相反_：
预期功能
预期结构
推测
氨基酸序列（多肽链）
改造或合成
目的基因
转录
mRNA
翻译
折叠
设计
行使
【问题探究】下图为蛋白质工程操作的基本思路，请据图回答下列问题：
（1）写出图中各数字代表的生物学过程的名称或内容：
① ；② ；③ ；④ ； ⑤ 。
（2）代表蛋白质工程操作思路的过程是 ；
代表中心法则内容的是 。（填写数字）
（3）蛋白质工程的目的是根据人们对蛋白质功能的特定需求，
，通过 实现。
（4）从图中可以看出蛋白质工程的基本途径与中心法则是 的。
转录
翻译
盘曲折叠
分子设计
改造或合成
对蛋白质的结构进行设计改造
改造或合成基因
相反
④⑤
①②③
蛋白质工程基本思路的应用
某多肽链的一段氨基酸序列是：
丙氨酸
苯丙氨酸
色氨酸
谷氨酸
赖氨酸
1.怎样得出决定这一段肽链的脱氧核苷酸序列 把相应的碱基序列写出来。
查密码子表得知：丙氨酸（GCU、GCC、GCA、GCG)、色氨酸(UGG)、赖氨酸(AAA、AAG）、谷氨酸（GAA、GAG）、苯丙氨酸（UUU、UUC）。
mRNA序列为：GCU（或C或A或G）UGG AAA（或G）GAA（或G）UUU（或C）
DNA序列为：CGA（或G或T或C）ACC TTT（或C）CTT（或C）AAA（或G）GCT（或C或A或G）TGG AAA（或G）GAA（或G）TTT（或C）
蛋白质工程的基本原理
二
共 种可能序列
32
蛋白质工程基本思路的应用
某多肽链的一段氨基酸序列是：
丙氨酸
苯丙氨酸
色氨酸
谷氨酸
赖氨酸
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？
人工合成目的基因或从基因文库中获取目的基因。
对基因的改造经常会用到基因定点突变技术来进行碱基的替换、增添等。
蛋白质工程的基本原理
二
能不能根据人类需要的蛋白质的结构，设计相应的基因，导入合适的细菌中，让细菌生产人类所需要的蛋白质食品呢？
理论上讲可以，但目前还没有真正成功的例子。一些报道利用细菌生产人类需要的蛋白质往往都是自然界已经存在的蛋白质，并非完全是人工设计出来而自然不存在的蛋白质。主要原因是蛋白质的高级结构非常复杂，人类对蛋白质的高级结构和在生物体内如何行使功能知之甚少，很难设计出一个崭新而又具有生命功能作用的蛋白质，而且一个崭新的蛋白质会带来什么危害也是人们所担心的。
异想天开
蛋白质工程与基因工程的比较
项目 蛋白质工程 基因工程
区别 起点
过程
实质
结果
应用及现状
联系
预期蛋白质功能
目的基因
预期蛋白质功能→设计蛋白质结构→推测氨基酸序列→推测脱氧核苷酸序列→合成DNA→表达出蛋白质
获取目的基因→构建基因表达载体→导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定
通过改造相应的基因达到对蛋白质进行改造的目的
基因重组
可以创造出自然界不存在的蛋白质
生产自然界已存在的蛋白质
①主要集中在对现有蛋白质进行改造，②对创造新的蛋白质还有许多技术难题未突破，因为蛋白质高级结构非常复杂，人们对此知之甚少
①已被广泛应用，如转基因植物、动物、药品生产等已商业化
①蛋白质工程获得目的基因后，需要通过基因工程获得预期蛋白质
②蛋白质工程是在基因工程的基础上，延伸出来的第二代基因工程
1、蛋白质工程需直接改造基因，而不直接改造蛋白质的原因有：
(1)任何一种天然蛋白质都是由基因编码的，改造了基因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)对基因进行改造比对蛋白质直接改造更容易操作，难度要小得多。
2、基因工程和蛋白质工程的区别
(1)通过基因判断：若基因的编码蛋白序列未经改造，则为基因工程，反之，则为蛋白质工程。
(2)通过蛋白质判断：若生产出的蛋白质是天然蛋白质，则为基因工程，反之，则为蛋白质工程。
3、基因工程和蛋白质工程的联系：两种工程都是在分子水平上对基因进行操作，目的都是合成相应的蛋白质，蛋白质工程是以基因工程为基础的。
核心归纳
基因工程和蛋白质工程的比较
速效胰岛素
1.研发速效胰岛素类似物
天然蛋白质易形成二聚体或六聚体
预期结构
改造
B28位脯氨酸替换为天冬氨酸或将它与B29位的赖氨酸交换位置
新胰岛素基因
转录
mRNA
折叠
预期功能
行使功能
降低胰岛素的聚合作用
设计结构
改变B链第20-29位氨基酸组成
推测序列
翻译
多肽链
有效抑制胰岛素的聚合
蛋白质工程的应用
三
医药工业方面
延长干扰素体外保存时间
天然干扰素不易保存
预期结构
改造
一个半胱氨酸变成丝氨酸
新干扰素基因
转录
mRNA
折叠
预期功能
行使功能
延长保存时间
设计结构
氨基酸替换
推测序列
翻译
多肽链
在-70℃下可以保存半年
β-干扰素氨基酸序列
蛋白质工程的应用
三
医药工业方面
2、应用于微电子方面
生物和材料科学家正积极探索将蛋白质工程应用于微电子方面。用蛋白质工程方法制成的电子元件，具有体积小、耗电少和效率高的特点，因此有极为广阔的发展前景。
蛋白质工程的应用
三
蛋白质分子比硅晶片上电子元件要小得多，彼此相距甚近，生物计算机完成一项运算，所需的时间仅为10微微秒，比人的思维速度快100万倍。DNA分子计算机具有惊人的存贮容量，1立方米的DNA溶液，可存储1万亿亿的二进制数据。DNA计算机消耗的能量非常小，只有电子计算机的十亿分之一。由于生物芯片的原材料是蛋白质分子，所以生物计算机既有自我修复的功能，又可直接与生物活体相联。预计10～20年后，DNA计算机将进入实用阶段。
蛋白质工程是一项难度很大的工程，主要是因为蛋白质发挥功能必须依赖于正确的高级结构，而这种高级结构往往十分复杂。要设计出更加符合人类需要的蛋白质，还需要不断地攻坚克难。随着科技的深入发展，蛋白质工程将会给人类带来更多的福祉。
由计算机建立的血红蛋白三维结构模型
三
级
结
构
一
级
结
构
四
级
结
构
二
级
结
构
蛋白质工程的应用
三
蛋白质工程的现状
课堂小结：
蛋白质工程的概念：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。
一、蛋白质工程崛起的缘由：基因原则上只能生产自然界中已存在的蛋白质，这些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号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。
二、蛋白质工程的基本原理：预期蛋白质功能→设计预期蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列。
三、蛋白质工程的应用
（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（ ）
（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 （ ）
判断常考语句，澄清易混易错
练习与应用
概念检测
练习与应用
1、以下关于蛋白质工程的说法正确的是：( )
A. 蛋白质工程以基因工程为基础
B. 蛋白质工程就是用蛋白酶对蛋白质进行改造
C. 蛋白质工程只能生产天然的蛋白质
D. 蛋白质工程的实质是改造蛋白质
A
2、蛋白质工程的基本流程正确的是：( )
①设计蛋白质分子结构 ②DNA合成
③预期蛋白质功能 ④据氨基酸序列推出脱氧核苷酸序列
A. ①→②→③→④ B. ④→②→①→③
C. ③→④→①→② D. ③→①→④→②
D
3.有关蛋白质工程的说法，正确的是( )
A.必须从预期蛋白质的功能出发
B.在分子水平上直接改造蛋白质
C.可以不涉及转录和翻译过程
D.不需要借助基因工程的相关技术
A
练习与应用
1.4 蛋白质工程的原理和应用
本节聚焦：
蛋白质工程的基本原理是什么？
蛋白质工程已有哪些实际的应用？
你见过用细菌画画吗？左图是用发出不同颜色荧光的细菌“画”的美妙图案。这些细菌能够发出荧光，是因为它们体内导入了荧光蛋白的基因。
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。那么，科学家是怎样对蛋白质分子进行设计和改造的呢？
从社会中来
蛋白质工程
蛋白质工程
基因工程的实质是什么？
将一种生物的基因转移到另一种生物体内，后者可以产生它本来不能产生的蛋白质，进而表现出新的性状。
思考：如果想让某一个生物的性状在另外一个生物的身上表达，常用的方法有哪些？
1、在种内可以用什么方法？
杂交育种
2、在种间可以用什么方法？
基因工程育种
基因工程产生的蛋白质是否完全
符合人类生产和生活的需要？
1
基因工程的局限性：
a、基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质
b、天然蛋白质不一定完全符合人类生产和生活的需要
2
蛋白质工程的目的：
生产符合人类生产和生活需要的、并非自然界已存在的蛋白质.
天然蛋白质是生物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。
可以创造自然界不存在的蛋白质！
实例一
赖氨酸合成
调控
达到一定浓度
两种酶的活性
352位的苏氨酸变成异亮氨酸
二氢吡啶二羧酸合成酶
天冬氨酸激酶
+
104位的天冬酰胺变成异亮氨酸
赖氨酸含量
抑制
提高
提高
限制
蛋白质工程崛起的缘由
一
人类蛋白质组计划是继人类基因组计划之后，生命科学乃至自然科学领域重大的国际合作科研项目。2001年，国际人类蛋白质组组织宣布成立。2003年，该组织正式提出启动两项重大国际合作项目：一项是由中国科学家牵头执行的“人类肝脏蛋白质组计划”；另一项是由美国科学家牵头执行的“人类血浆蛋白质组计划”，由此拉开了人类蛋白质组计划的帷幕。
“人类肝脏蛋白质组计划”是国际上第一个人类组织器官的蛋白质组计划，由我国贺福初院士牵头，这是中国科学家第一次领衔重大国际科研协作计划。它的目标是通过对肝脏蛋白质高通量、规模化的研究，解析肝脏蛋白质在生理、病理过程中的功能意义，为重大肝病的预防、诊断、治疗和新药的研发提供重要的科学依据。
人类蛋白质组计划取得的成果有力推动了蛋白质工程的发展，为它提供了重要的理论支持。2014年6月，中国人类蛋白质组计划启动。
【旁栏思考】你知道人类蛋白质组计划吗？它与蛋白质工程有什么关系？我国科学家承担了什么任务？
概念：P27
蛋白质工程
1
蛋白质工程的概念
2
前提：
原理：
目的：
了解蛋白质的结构和功能
改造基因（基因修饰或基因合成）
定向改造或制造蛋白质
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，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求（第二代基因工程）。
对天然蛋白质进行改造，你认为应该直接对蛋白质分子进行操作，还是通过对基因的操作来实现？
（1）任何一种天然蛋白质都是由基因编码的，改造了基因即对蛋白质进行了改造，而且改造过的蛋白质可以遗传下去。如果对蛋白质直接改造，即使改造成功，被改造过的蛋白质分子还是无法遗传的。
（2）对基因进行改造比对蛋白质直接改造要容易操作，难度要小得多。
答：毫无疑问应该从对基因的操作来实现对天然蛋白
质改造,主要原因如下：
蛋白质工程的基本原理
二
1.天然蛋白质合成过程：
按照中心法则进行
基因
表达
形成具有特定氨基酸序列的多肽链
形成具有高级结构的蛋白质
行使生物功能
转录、翻译
①从预期的蛋白质功能出发→②设计预期的蛋白质结构→③推测应有的氨基酸序列→④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→⑤获得所需要的蛋白质
2.蛋白质工程的基本思路：
蛋白质工程的基本原理
二
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？
蛋白质工程与天然蛋白质合成的过程_相反_：
预期功能
预期结构
推测
氨基酸序列（多肽链）
改造或合成
目的基因
转录
mRNA
翻译
折叠
设计
行使
【问题探究】下图为蛋白质工程操作的基本思路，请据图回答下列问题：
（1）写出图中各数字代表的生物学过程的名称或内容：
① ；② ；③ ；④ ； ⑤ 。
（2）代表蛋白质工程操作思路的过程是 ；
代表中心法则内容的是 。（填写数字）
（3）蛋白质工程的目的是根据人们对蛋白质功能的特定需求，
，通过 实现。
（4）从图中可以看出蛋白质工程的基本途径与中心法则是 的。
转录
翻译
盘曲折叠
分子设计
改造或合成
对蛋白质的结构进行设计改造
改造或合成基因
相反
④⑤
①②③
蛋白质工程基本思路的应用
某多肽链的一段氨基酸序列是：
丙氨酸
苯丙氨酸
色氨酸
谷氨酸
赖氨酸
1.怎样得出决定这一段肽链的脱氧核苷酸序列 把相应的碱基序列写出来。
查密码子表得知：丙氨酸（GCU、GCC、GCA、GCG)、色氨酸(UGG)、赖氨酸(AAA、AAG）、谷氨酸（GAA、GAG）、苯丙氨酸（UUU、UUC）。
mRNA序列为：GCU（或C或A或G）UGG AAA（或G）GAA（或G）UUU（或C）
DNA序列为：CGA（或G或T或C）ACC TTT（或C）CTT（或C）AAA（或G）GCT（或C或A或G）TGG AAA（或G）GAA（或G）TTT（或C）
蛋白质工程的基本原理
二
共 种可能序列
32
蛋白质工程基本思路的应用
某多肽链的一段氨基酸序列是：
丙氨酸
苯丙氨酸
色氨酸
谷氨酸
赖氨酸
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？
人工合成目的基因或从基因文库中获取目的基因。
对基因的改造经常会用到基因定点突变技术来进行碱基的替换、增添等。
蛋白质工程的基本原理
二
能不能根据人类需要的蛋白质的结构，设计相应的基因，导入合适的细菌中，让细菌生产人类所需要的蛋白质食品呢？
理论上讲可以，但目前还没有真正成功的例子。一些报道利用细菌生产人类需要的蛋白质往往都是自然界已经存在的蛋白质，并非完全是人工设计出来而自然不存在的蛋白质。主要原因是蛋白质的高级结构非常复杂，人类对蛋白质的高级结构和在生物体内如何行使功能知之甚少，很难设计出一个崭新而又具有生命功能作用的蛋白质，而且一个崭新的蛋白质会带来什么危害也是人们所担心的。
异想天开
蛋白质工程与基因工程的比较
项目 蛋白质工程 基因工程
区别 起点
过程
实质
结果
应用及现状
联系
预期蛋白质功能
目的基因
预期蛋白质功能→设计蛋白质结构→推测氨基酸序列→推测脱氧核苷酸序列→合成DNA→表达出蛋白质
获取目的基因→构建基因表达载体→导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定
通过改造相应的基因达到对蛋白质进行改造的目的
基因重组
可以创造出自然界不存在的蛋白质
生产自然界已存在的蛋白质
①主要集中在对现有蛋白质进行改造，②对创造新的蛋白质还有许多技术难题未突破，因为蛋白质高级结构非常复杂，人们对此知之甚少
①已被广泛应用，如转基因植物、动物、药品生产等已商业化
①蛋白质工程获得目的基因后，需要通过基因工程获得预期蛋白质
②蛋白质工程是在基因工程的基础上，延伸出来的第二代基因工程
1、蛋白质工程需直接改造基因，而不直接改造蛋白质的原因有：
(1)任何一种天然蛋白质都是由基因编码的，改造了基因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)对基因进行改造比对蛋白质直接改造更容易操作，难度要小得多。
2、基因工程和蛋白质工程的区别
(1)通过基因判断：若基因的编码蛋白序列未经改造，则为基因工程，反之，则为蛋白质工程。
(2)通过蛋白质判断：若生产出的蛋白质是天然蛋白质，则为基因工程，反之，则为蛋白质工程。
3、基因工程和蛋白质工程的联系：两种工程都是在分子水平上对基因进行操作，目的都是合成相应的蛋白质，蛋白质工程是以基因工程为基础的。
核心归纳
基因工程和蛋白质工程的比较
速效胰岛素
1.研发速效胰岛素类似物
天然蛋白质易形成二聚体或六聚体
预期结构
改造
B28位脯氨酸替换为天冬氨酸或将它与B29位的赖氨酸交换位置
新胰岛素基因
转录
mRNA
折叠
预期功能
行使功能
降低胰岛素的聚合作用
设计结构
改变B链第20-29位氨基酸组成
推测序列
翻译
多肽链
有效抑制胰岛素的聚合
蛋白质工程的应用
三
医药工业方面
延长干扰素体外保存时间
天然干扰素不易保存
预期结构
改造
一个半胱氨酸变成丝氨酸
新干扰素基因
转录
mRNA
折叠
预期功能
行使功能
延长保存时间
设计结构
氨基酸替换
推测序列
翻译
多肽链
在-70℃下可以保存半年
β-干扰素氨基酸序列
蛋白质工程的应用
三
医药工业方面
2、应用于微电子方面
生物和材料科学家正积极探索将蛋白质工程应用于微电子方面。用蛋白质工程方法制成的电子元件，具有体积小、耗电少和效率高的特点，因此有极为广阔的发展前景。
蛋白质工程的应用
三
蛋白质分子比硅晶片上电子元件要小得多，彼此相距甚近，生物计算机完成一项运算，所需的时间仅为10微微秒，比人的思维速度快100万倍。DNA分子计算机具有惊人的存贮容量，1立方米的DNA溶液，可存储1万亿亿的二进制数据。DNA计算机消耗的能量非常小，只有电子计算机的十亿分之一。由于生物芯片的原材料是蛋白质分子，所以生物计算机既有自我修复的功能，又可直接与生物活体相联。预计10～20年后，DNA计算机将进入实用阶段。
蛋白质工程是一项难度很大的工程，主要是因为蛋白质发挥功能必须依赖于正确的高级结构，而这种高级结构往往十分复杂。要设计出更加符合人类需要的蛋白质，还需要不断地攻坚克难。随着科技的深入发展，蛋白质工程将会给人类带来更多的福祉。
由计算机建立的血红蛋白三维结构模型
三
级
结
构
一
级
结
构
四
级
结
构
二
级
结
构
蛋白质工程的应用
三
蛋白质工程的现状
课堂小结：
蛋白质工程的概念：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。
一、蛋白质工程崛起的缘由：基因原则上只能生产自然界中已存在的蛋白质，这些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号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。
二、蛋白质工程的基本原理：预期蛋白质功能→设计预期蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列。
三、蛋白质工程的应用
（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（ ）
（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 （ ）
判断常考语句，澄清易混易错
练习与应用
概念检测
练习与应用
1、以下关于蛋白质工程的说法正确的是：( )
A. 蛋白质工程以基因工程为基础
B. 蛋白质工程就是用蛋白酶对蛋白质进行改造
C. 蛋白质工程只能生产天然的蛋白质
D. 蛋白质工程的实质是改造蛋白质
A
2、蛋白质工程的基本流程正确的是：( )
①设计蛋白质分子结构 ②DNA合成
③预期蛋白质功能 ④据氨基酸序列推出脱氧核苷酸序列
A. ①→②→③→④ B. ④→②→①→③
C. ③→④→①→② D. ③→①→④→②
D
3.有关蛋白质工程的说法，正确的是( )
A.必须从预期蛋白质的功能出发
B.在分子水平上直接改造蛋白质
C.可以不涉及转录和翻译过程
D.不需要借助基因工程的相关技术
A
练习与应用