人教版高中生物选修三专题1 1-4 蛋白质工程的崛起（共18张PPT）
文档属性
| 名称 | 人教版高中生物选修三专题1 1-4 蛋白质工程的崛起（共18张PPT） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 331.3KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2015-08-07 23:07:30 | ||
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文档简介
课件18张PPT。选修3现代生物科技专题 专题1 基因工程1.4 蛋白质工程的崛起一、蛋白质工程的概念 蛋白质工程是指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，或制造一种新蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。 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，是包含多学科的综合科技工程领域。2、蛋白质工程的目的
生产符合人类生产和生活的需要的 。二、蛋白质工程崛起的缘由1、基因工程的不足
基因工程在原则上只能生产 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合特定物种 的需要，却不一定完全符合人类的 的需要。蛋白质生存自然界已存在的生产和生活满足人类生产和生活的需要实例：玉米中赖氨酸含量比较低天冬氨酸激酶
（第352位为苏氨酸）二氢吡啶二羧酸合成酶（第104位为天冬酰胺）天冬氨酸激酶
（第352位为异亮氨酸）二氢吡啶二羧酸合成酶（第104位为异亮氨酸）玉米中赖氨酸含量可提高数倍1、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？ 旁栏思考题 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一项重大的科学命题。2001年，国际人类蛋白质组组织宣告成立。2003年，该组织正式提出启动了两项重大国际合作行动：一项是由中国科学家牵头执行的“人类肝脏蛋白质组计划”；另一项是以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的重大
国际科研协作计划，总部设在北京，目前有16个国家和地区的80多个
实验室报名参加。它的科学目标是揭示并确认肝脏的蛋白质，为重大
肝病预防、诊断、治疗和新药研发的突破提供重要的科学基础。 人类蛋白质组计划的深入研究将是对蛋白质工程的有力推动和理论
支持。2.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？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：
（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。旁栏思考题 三、蛋白质工程的基本原理1、目标：根据人们对蛋白质 的特定需求，对蛋白质的 进行分子设计。
2、原理：改造基因（基因 或基因 ） 。
3、基本途径：
预期蛋白质功能→设计 →推测应有的 序列→找到对应的 序列。功能结构修饰合成预期的蛋白质结构氨基酸脱氧核苷酸蛋白质工程的流程天然蛋白质合成的过程：蛋白质工程的基本途径： 异想天开 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。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。 四、蛋白质工程的进展与前景1、科学家通过对胰岛素的改造，使其成为速效型药品。
2、改造酶结构，提高酶的热稳定性和催化活性。
3、生物制药——人—鼠嵌合抗体。
4、蛋白质工程用于微电子方面。 蛋白质工程汇集了当代分子生物学等学科的一些前沿领域的最新成就，它把核酸与蛋白质结合、蛋白质空间结构与生物功能结合起来研究。蛋白质工程将蛋白质与酶的研究推进到崭新的时代，为蛋白质和酶在工业、农业和医药方面的应用开拓了诱人的前景。蛋白质工程开创了按照人类意愿改造、创造符合人类需要的蛋白质的新时期。 蛋白质工程是一项难度很大的工程，目前成功的例子不多，主要是因为蛋白质发挥其功能需要依赖于正确的高级结构，而科学家目前对大多数蛋白质的高级结构了解很少。
B
B
C 蛋白质工程的基本流程正确的是
①蛋白质分子结构设计
②DNA合成
③预期蛋白质功能
④根据氨基酸序列推出脱氧核苷酸序列
A．①②③④ B．④②①③
C．③①④② D．③④①②Ｃ 关于蛋白质工程的进展和应用，下列说法不正确的是
A．科学家通过对胰岛素的改造，已使其成为速效药品
B．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
C．蛋白质工程技术已经非常成熟，目前正被大力推广应用
D．蛋白质工程是一项难度很大的工程，目前成功的例子不多C (1)饲料加工过程温度较高，要求植酸酶具有较好的高温稳定性。利用蛋白质工程技术对其进行改造时，首先必须了解植酸酶的 ，然后改变植酸酶的________，从而得到新的植酸酶。
(2)培育转植酸酶基因的大豆，可提高其作为饲料原料时磷的利用率。将植酸酶基因导入大豆细胞常用的方法是______________________。请简述获得转基因植株的完整过程：
分子结构及预期功能 基因农杆菌转化法首先将目的基因与质粒组合，构建基因表达载体，将含目的基因的表达载体导入植物细胞，通过植物组织培养获得表现新性状的植物(3)为了提高猪对饲料中磷的利用率，科学家将带有植酸酶基因的重组质粒通过 转入猪的受精卵中。该受精卵培养至一定时期可通过________方法，从而一次得到多个转基因猪个体。
(4)若这些转基因动、植物进入生态环境中，对生态环境有何影响？显微注射法胚胎分割转基因生物及其产品对生物多样性、生态环境可能产生的影响主要表现在以下几个方面：①转基因生物打破了物种的原有界限，改变了物质循环和能量流动，对生态系统的稳定性造成破坏；②重组DNA与微生物杂交，可能出现对动、植物和人类有害的病原微生物.
生产符合人类生产和生活的需要的 。二、蛋白质工程崛起的缘由1、基因工程的不足
基因工程在原则上只能生产 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合特定物种 的需要，却不一定完全符合人类的 的需要。蛋白质生存自然界已存在的生产和生活满足人类生产和生活的需要实例：玉米中赖氨酸含量比较低天冬氨酸激酶
（第352位为苏氨酸）二氢吡啶二羧酸合成酶（第104位为天冬酰胺）天冬氨酸激酶
（第352位为异亮氨酸）二氢吡啶二羧酸合成酶（第104位为异亮氨酸）玉米中赖氨酸含量可提高数倍1、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？ 旁栏思考题 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一项重大的科学命题。2001年，国际人类蛋白质组组织宣告成立。2003年，该组织正式提出启动了两项重大国际合作行动：一项是由中国科学家牵头执行的“人类肝脏蛋白质组计划”；另一项是以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的重大
国际科研协作计划，总部设在北京，目前有16个国家和地区的80多个
实验室报名参加。它的科学目标是揭示并确认肝脏的蛋白质，为重大
肝病预防、诊断、治疗和新药研发的突破提供重要的科学基础。 人类蛋白质组计划的深入研究将是对蛋白质工程的有力推动和理论
支持。2.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？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：
（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。旁栏思考题 三、蛋白质工程的基本原理1、目标：根据人们对蛋白质 的特定需求，对蛋白质的 进行分子设计。
2、原理：改造基因（基因 或基因 ） 。
3、基本途径：
预期蛋白质功能→设计 →推测应有的 序列→找到对应的 序列。功能结构修饰合成预期的蛋白质结构氨基酸脱氧核苷酸蛋白质工程的流程天然蛋白质合成的过程：蛋白质工程的基本途径： 异想天开 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。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。 四、蛋白质工程的进展与前景1、科学家通过对胰岛素的改造，使其成为速效型药品。
2、改造酶结构，提高酶的热稳定性和催化活性。
3、生物制药——人—鼠嵌合抗体。
4、蛋白质工程用于微电子方面。 蛋白质工程汇集了当代分子生物学等学科的一些前沿领域的最新成就，它把核酸与蛋白质结合、蛋白质空间结构与生物功能结合起来研究。蛋白质工程将蛋白质与酶的研究推进到崭新的时代，为蛋白质和酶在工业、农业和医药方面的应用开拓了诱人的前景。蛋白质工程开创了按照人类意愿改造、创造符合人类需要的蛋白质的新时期。 蛋白质工程是一项难度很大的工程，目前成功的例子不多，主要是因为蛋白质发挥其功能需要依赖于正确的高级结构，而科学家目前对大多数蛋白质的高级结构了解很少。
B
B
C 蛋白质工程的基本流程正确的是
①蛋白质分子结构设计
②DNA合成
③预期蛋白质功能
④根据氨基酸序列推出脱氧核苷酸序列
A．①②③④ B．④②①③
C．③①④② D．③④①②Ｃ 关于蛋白质工程的进展和应用，下列说法不正确的是
A．科学家通过对胰岛素的改造，已使其成为速效药品
B．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
C．蛋白质工程技术已经非常成熟，目前正被大力推广应用
D．蛋白质工程是一项难度很大的工程，目前成功的例子不多C (1)饲料加工过程温度较高，要求植酸酶具有较好的高温稳定性。利用蛋白质工程技术对其进行改造时，首先必须了解植酸酶的 ，然后改变植酸酶的________，从而得到新的植酸酶。
(2)培育转植酸酶基因的大豆，可提高其作为饲料原料时磷的利用率。将植酸酶基因导入大豆细胞常用的方法是______________________。请简述获得转基因植株的完整过程：
分子结构及预期功能 基因农杆菌转化法首先将目的基因与质粒组合，构建基因表达载体，将含目的基因的表达载体导入植物细胞，通过植物组织培养获得表现新性状的植物(3)为了提高猪对饲料中磷的利用率，科学家将带有植酸酶基因的重组质粒通过 转入猪的受精卵中。该受精卵培养至一定时期可通过________方法，从而一次得到多个转基因猪个体。
(4)若这些转基因动、植物进入生态环境中，对生态环境有何影响？显微注射法胚胎分割转基因生物及其产品对生物多样性、生态环境可能产生的影响主要表现在以下几个方面：①转基因生物打破了物种的原有界限，改变了物质循环和能量流动，对生态系统的稳定性造成破坏；②重组DNA与微生物杂交，可能出现对动、植物和人类有害的病原微生物.