人教版高中生物选修三课件：专题一基因工程（共77张PPT）
文档属性
| 名称 | 人教版高中生物选修三课件：专题一基因工程（共77张PPT） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 3.6MB | ||
| 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 | 2020-06-10 21:45:02 | ||
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文档简介
(共77张PPT)
基础理论和技术的发展催生了基因工程
DNA是遗传物质的证明
DNA双螺旋结构和中心法则的确立
遗传密码的破译
基因转移载体的发现
工具酶的发明
DNA合成和测序技术的发明
DNA体外重组的实现
重组DNA表达实验的成功
第一例转基因动物问世
PCR技术的发明
1.1
DNA重组技术的基本工具
限制性核酸内切酶（限制酶）——“分子手术刀”
分布：主要在原核生物中。
作用特点：特异性，即识别特定核苷酸序列，切割特定切点。
化学键：磷酸二酯键
举例：EcoRI限制酶能识别GAATTC序列，并在G和A之间切开。
EcoRI
限制酶
重播
“黏性末端”和“平末端”
DNA连接酶——“分子缝合针”
连接酶有两种：一种是从大肠杆菌中分离得到的，称之为E·coliDNA连接酶。另一种是从T4噬菌体中分离得到，称为T4DNA连接酶。
E·coliDNA连接酶只能连接黏性末端；T4
DNA连接酶既连接可黏性末端，又可连接平末端。
DNA连接酶与DNA聚合酶一样吗？为什么？
DNA连接酶
……
……
……
……
……
……
……
……
……
……
……
……
基因的载体——“分子运输车”
常用的载体种类有：
质粒，λ噬菌体的衍生物，动植物病毒等。
质粒
质粒是基因工程最常用的运载体，它广泛地存在于细菌中，是细菌染色体外能够自主复制的很小的环状DNA分子，大小只有普通细菌拟核DNA的百分之一。
要对天然质粒进行人工改造
基因的载体——“分子运输车”
载体必须具备的条件：
1、能够在宿主细胞中自我复制并稳定保存；
2、有一个至多个限制酶切点，以便与外源基因连接；
3、有某些标记基因，便于进行鉴定和选择。（如抗菌素的抗性基因、产物具有颜色反应的基因等
）
4、对受体细胞无害且大小合适。
常用的载体种类有：
质粒，λ噬菌体的衍生物，动植物病毒等。
1.2
基因工程的基本操作程序
1.2
基因工程的基本操作程序
基因工程的基本操作程序
主要包括四个基本步骤：
一、目的基因的获取
二、基因表达载体的构建（核心）
三、将目的基因导入受体细胞
四、目的基因的检测与鉴定
用
种限制酶将供体细胞中的DNA切成许多片段，将这些片段分别载入运载体，然后通过运载体分别转入不同的受体菌，让这些外源DNA片段分别在各个受体菌中储存。建立
基因文库
基因组文库
部分基因文库
方法一、从基因文库中获取目的基因
多
如:鸟枪法（散弹射击法）
基
因
文
库
推测：由mRNA反转录形成互补DNA的过程。
部分基因文库如cDNA
方法二、利用PCR扩增目的基因
根据已知的氨基酸序列合成目的基因
根据已知蛋白质的氨基酸序列，推测出相应的信使RNA序列，然后按照碱基互补配对原则，推测出相应基因的核苷酸序列，再通过化学方法，以单个核苷酸为原料合成目的基因。
蛋白质的氨基酸序列
mRNA的核苷酸序列
基因的核苷酸序列
推测
推测
目的基因
化学合成
方法三、直接人工合成（适合于较小的基因）
转录
目的基因与运载体的结合过程，实际上是不同来源的基因重组的过程。
导入植物细胞
导入动物细胞
导入微生物细胞
农杆菌转化法
基因枪法
花粉管通道法
——显微注射法
——Ca2+处理成感受态细胞
将目的基因导入受体细胞------转化
原理:
借鉴细菌或病毒侵染细胞的途径。
方法
1、将目的基因导入植物细胞:
卵细胞
极
核
花粉粒
花粉粒萌发
花
粉
管
花粉管
精子
（2）
受精卵
受精极核
受
精
卵
（1）原核生物特点：繁殖快、单细胞、遗传物质少等。
（2）方法：
含目的基因的表达载体提纯
取卵（受精卵），显微注射
胚胎培养,发育成具有新性状的动物。
用Ca2+处理细胞成感受态细胞
表达载体
溶于缓冲液中与感受态细胞混合，一定温度下
感受态细胞吸收DNA分子。
2、将目的基因导入动物细胞:
3、将目的基因导入微生物细胞:
导入目的基因后需要检测哪些方面？检测方法？
个体水平鉴定：
（有时）
①
检测转基因生物染色体上是否插入目的基因
②
检测目的基因是否转录出了mRNA
③
检测目的基因是否翻译成蛋白质
方法:
DNA分子杂交技术
分
子
水
平
检
测
DNA分子杂交示意图
采用一定的技术手段，将两种生物的DNA分子的单链放在一起，如果这两个单链具有互补的碱基序列，那么，互补的碱基序列就会结合在一起，形成杂合双链区；在没有互补碱基序列的部位，仍然是两条游离的单链。
DNA
附着在膜上
硝化纤维素
加探针
报告基因（含荧光素分子）
变性
DNA杂交
（如检测SARS病毒等）
a
b
c
d
导入目的基因后需要检测哪些方面？检测方法？
个体水平鉴定：
（有时）
①
检测转基因生物染色体上是否插入目的基因
②
检测目的基因是否转录出了mRNA
③
检测目的基因是否翻译成蛋白质
抗虫或抗病接种实验、活性比较等。
方法:
DNA分子杂交技术
方法:
DNA
－
RNA分子杂交技术
方法:
抗原－抗体杂交
分
子
水
平
检
测
一、原核细胞的基因结构：
编码区
能转录,并编码蛋白质的序列。
能转录,但不编码蛋白质的序列。
启动子
（RNA聚合酶结合位点）
终止子
编码区上游
编码区下游
内含子：
外显子：
编码区
启动子
（RNA聚合酶结合位点）
终止子
二、真核细胞的基因结构：
编码蛋白质的序列
补充知识
非编码区
非编码区
非编码区
非编码区
编码区上游
编码区下游
编码区下游
编码区上游
(成熟的)mRNA
转录
剪切、拼接
初级转录产物
真核细胞基因的表达
基因工程的成果与发展前景
动物基因工程
用于转基因动物做器官移植供体
用于提高动物生长速度
用转基因动物生产药物
用于改良畜产品的品质
基因治疗
基因工程药物
1、基因工程又叫做_________技术。
2、分子手术刀是____
_，简称__
__，它切割的是两个核苷酸间的___
___键。
3、分子缝合针是__
___，它与DNA聚合酶的区别有___
_、__
__。（任意写出两点即可）
4、基因工程的操作步骤有：一、_
_
__；二、__
__；三、__
__；四、__
__；其中____是基因工程的核心。
5、基因文库包括____、____两大类；PCR技术的原理是_
__,结果是_
__；若基因较小且序列已知可用______方法获取目的基因。
6、将目的基因导入植物细胞可采取的方法有：_____、______、________；导入动物细胞的方法有________；将目的基因导入微生物细胞可采取的方法有________。
7、检测目的基因是否插入受体细胞染色体的方法是_______技术；检测目的基因是否翻译为蛋白质可用_______技术。
8、β—珠蛋白是血红蛋白的重要组成成分，当它结构异常时动物可能患镰刀型细胞贫血症。利用基因工程的方法使大肠杆菌生产出鼠的β—珠蛋白，该如何设计？（提示：分步写，可以参考基因工程的操作步骤）
2009江苏高考34题
(2)图中②表示HindIII与Bam
I酶切、DNA连接酶连接的过程，此过程可获得
种重组质粒
。
如果换用Bst
l与BamH
l酶切，目的基因与质粒连接后可获得
种重组质粒。
1.4
蛋白质工程的崛起
蛋白质是生命活动的
。
主要承担者
蛋白质是生命活动的
。
结构蛋白
催化-酶
运输-血红蛋白
调节-某些激素
免疫-抗体
主要承担者
实例一：干扰素的保存
原因:干扰素易形成二聚体,变性使活性降低。
设计:如果将其分子上的一个半胱氨酸变成丝氨酸，那么在-70℃的条件下，可以保存半年。
蛋白质工程实例
一、蛋白质工程的崛起的缘由
基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质。
蛋白质工程能产生自然界原本不存在的新的蛋白质。
设计:如果对赖氨酸合成过程中的两个关键酶进行改造,可以使玉米叶片和种子中的游离赖氨酸分别提高5倍和2倍。
原因：赖氨酸合成过程中两个关键酶——天冬氨酸激酶和二氢吡啶二羧酸合成酶的活性，受细胞内赖氨酸浓度的影响。当赖氨酸浓度达到一定量时，就会抑制这两种酶的活性。
实例二：提高玉米中赖氨酸的含量
实例三：提高工业用酶的稳定性
许多工业用酶是在改变天然酶的特性后，才使之适应生产和使用需要的。
在已研究过的几千种酶中，绝大多数酶都不能应用于工业生产，这些酶虽然在自然状态下有活性，但在工业生产中没有活性或活性很低。这是因为工业生产中每一步的反应体系中常常会有酸、碱或有机溶剂存在，反应温度较高，在这种条件下，大多数酶会很快变性失活。提高蛋白质的稳定性是工业生产中一个非常重要的课题。
旁栏思考题
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？
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。之后，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。
二、蛋白质工程的基本原理
1、蛋白质工程的目标
根据人们对蛋白质功能的特定需求，对蛋白质的结构进行分子设计。
2、蛋白质工程的基本途径
预期的蛋白质功能
设计预期的蛋白质结构
推测应有的氨基酸序列
找到相对应的脱氧核苷酸序列（基因）
推测并合成
P27/“讨论”
3、蛋白质工程的概念
是指以蛋白质分子的结构规律及其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。
4、蛋白质工程与基因工程的关系
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。
P27/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。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。
三、蛋白质工程的进展和前景
1、药品改造——如：速效型胰岛素
2、材料科学——如：电子元件
3、蛋白质的高级结构有待深入研究
P28/思考与探究
1.蛋白质工程的崛起主要是工业生产和基础理论研究的需要。
2.基因工程是遵循中心法则，
从DNA→mRNA→蛋白质→折叠产生功能，基本上是生产出自然界已有的蛋白质。
蛋白质工程是按照以下思路进行的：
确定蛋白质的功能→蛋白质应有的高级结构→蛋白质应具备的折叠状态→应有的氨基酸序列→应有的碱基排列，
可以创造自然界不存在的蛋白质。
3.酶工程就是指将酶所具有的生物催化作用，借助工程学的手段，应用于生产、生活、医疗诊断和环境保护等方面的一门科学技术。
概括地说，酶工程是由酶制剂的生产和应用两方面组成的。酶工程的应用主要集中于食品工业、轻工业以及医药工业中。
α-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶和葡萄糖异构酶这三个酶连续作用于淀粉，就可以代替蔗糖生产出高果糖浆；蛋白酶用于皮革脱毛胶以及洗涤剂工业；固定化酶还可以治疗先天性缺酶病或是器官缺损引起的某些功能的衰竭等。至于我们日常生活中所见到的加酶洗衣粉、嫩肉粉等，就更是酶工程最直接的体现了。
通常所说的酶工程是用工程菌生产酶制剂，而没有经过由酶的功能来设计酶的分子结构，然后由酶的分子结构来确定相应基因的碱基序列等步骤。因此，酶工程的重点在于对已存酶的合理充分利用，而蛋白质工程的重点则在于对已存在的蛋白质分子的改造。当然，随着蛋白质工程的发展，其成果也会应用到酶工程中，使酶工程成为蛋白质工程的一部分。
基础理论和技术的发展催生了基因工程
DNA是遗传物质的证明
DNA双螺旋结构和中心法则的确立
遗传密码的破译
基因转移载体的发现
工具酶的发明
DNA合成和测序技术的发明
DNA体外重组的实现
重组DNA表达实验的成功
第一例转基因动物问世
PCR技术的发明
1.1
DNA重组技术的基本工具
限制性核酸内切酶（限制酶）——“分子手术刀”
分布：主要在原核生物中。
作用特点：特异性，即识别特定核苷酸序列，切割特定切点。
化学键：磷酸二酯键
举例：EcoRI限制酶能识别GAATTC序列，并在G和A之间切开。
EcoRI
限制酶
重播
“黏性末端”和“平末端”
DNA连接酶——“分子缝合针”
连接酶有两种：一种是从大肠杆菌中分离得到的，称之为E·coliDNA连接酶。另一种是从T4噬菌体中分离得到，称为T4DNA连接酶。
E·coliDNA连接酶只能连接黏性末端；T4
DNA连接酶既连接可黏性末端，又可连接平末端。
DNA连接酶与DNA聚合酶一样吗？为什么？
DNA连接酶
……
……
……
……
……
……
……
……
……
……
……
……
基因的载体——“分子运输车”
常用的载体种类有：
质粒，λ噬菌体的衍生物，动植物病毒等。
质粒
质粒是基因工程最常用的运载体，它广泛地存在于细菌中，是细菌染色体外能够自主复制的很小的环状DNA分子，大小只有普通细菌拟核DNA的百分之一。
要对天然质粒进行人工改造
基因的载体——“分子运输车”
载体必须具备的条件：
1、能够在宿主细胞中自我复制并稳定保存；
2、有一个至多个限制酶切点，以便与外源基因连接；
3、有某些标记基因，便于进行鉴定和选择。（如抗菌素的抗性基因、产物具有颜色反应的基因等
）
4、对受体细胞无害且大小合适。
常用的载体种类有：
质粒，λ噬菌体的衍生物，动植物病毒等。
1.2
基因工程的基本操作程序
1.2
基因工程的基本操作程序
基因工程的基本操作程序
主要包括四个基本步骤：
一、目的基因的获取
二、基因表达载体的构建（核心）
三、将目的基因导入受体细胞
四、目的基因的检测与鉴定
用
种限制酶将供体细胞中的DNA切成许多片段，将这些片段分别载入运载体，然后通过运载体分别转入不同的受体菌，让这些外源DNA片段分别在各个受体菌中储存。建立
基因文库
基因组文库
部分基因文库
方法一、从基因文库中获取目的基因
多
如:鸟枪法（散弹射击法）
基
因
文
库
推测：由mRNA反转录形成互补DNA的过程。
部分基因文库如cDNA
方法二、利用PCR扩增目的基因
根据已知的氨基酸序列合成目的基因
根据已知蛋白质的氨基酸序列，推测出相应的信使RNA序列，然后按照碱基互补配对原则，推测出相应基因的核苷酸序列，再通过化学方法，以单个核苷酸为原料合成目的基因。
蛋白质的氨基酸序列
mRNA的核苷酸序列
基因的核苷酸序列
推测
推测
目的基因
化学合成
方法三、直接人工合成（适合于较小的基因）
转录
目的基因与运载体的结合过程，实际上是不同来源的基因重组的过程。
导入植物细胞
导入动物细胞
导入微生物细胞
农杆菌转化法
基因枪法
花粉管通道法
——显微注射法
——Ca2+处理成感受态细胞
将目的基因导入受体细胞------转化
原理:
借鉴细菌或病毒侵染细胞的途径。
方法
1、将目的基因导入植物细胞:
卵细胞
极
核
花粉粒
花粉粒萌发
花
粉
管
花粉管
精子
（2）
受精卵
受精极核
受
精
卵
（1）原核生物特点：繁殖快、单细胞、遗传物质少等。
（2）方法：
含目的基因的表达载体提纯
取卵（受精卵），显微注射
胚胎培养,发育成具有新性状的动物。
用Ca2+处理细胞成感受态细胞
表达载体
溶于缓冲液中与感受态细胞混合，一定温度下
感受态细胞吸收DNA分子。
2、将目的基因导入动物细胞:
3、将目的基因导入微生物细胞:
导入目的基因后需要检测哪些方面？检测方法？
个体水平鉴定：
（有时）
①
检测转基因生物染色体上是否插入目的基因
②
检测目的基因是否转录出了mRNA
③
检测目的基因是否翻译成蛋白质
方法:
DNA分子杂交技术
分
子
水
平
检
测
DNA分子杂交示意图
采用一定的技术手段，将两种生物的DNA分子的单链放在一起，如果这两个单链具有互补的碱基序列，那么，互补的碱基序列就会结合在一起，形成杂合双链区；在没有互补碱基序列的部位，仍然是两条游离的单链。
DNA
附着在膜上
硝化纤维素
加探针
报告基因（含荧光素分子）
变性
DNA杂交
（如检测SARS病毒等）
a
b
c
d
导入目的基因后需要检测哪些方面？检测方法？
个体水平鉴定：
（有时）
①
检测转基因生物染色体上是否插入目的基因
②
检测目的基因是否转录出了mRNA
③
检测目的基因是否翻译成蛋白质
抗虫或抗病接种实验、活性比较等。
方法:
DNA分子杂交技术
方法:
DNA
－
RNA分子杂交技术
方法:
抗原－抗体杂交
分
子
水
平
检
测
一、原核细胞的基因结构：
编码区
能转录,并编码蛋白质的序列。
能转录,但不编码蛋白质的序列。
启动子
（RNA聚合酶结合位点）
终止子
编码区上游
编码区下游
内含子：
外显子：
编码区
启动子
（RNA聚合酶结合位点）
终止子
二、真核细胞的基因结构：
编码蛋白质的序列
补充知识
非编码区
非编码区
非编码区
非编码区
编码区上游
编码区下游
编码区下游
编码区上游
(成熟的)mRNA
转录
剪切、拼接
初级转录产物
真核细胞基因的表达
基因工程的成果与发展前景
动物基因工程
用于转基因动物做器官移植供体
用于提高动物生长速度
用转基因动物生产药物
用于改良畜产品的品质
基因治疗
基因工程药物
1、基因工程又叫做_________技术。
2、分子手术刀是____
_，简称__
__，它切割的是两个核苷酸间的___
___键。
3、分子缝合针是__
___，它与DNA聚合酶的区别有___
_、__
__。（任意写出两点即可）
4、基因工程的操作步骤有：一、_
_
__；二、__
__；三、__
__；四、__
__；其中____是基因工程的核心。
5、基因文库包括____、____两大类；PCR技术的原理是_
__,结果是_
__；若基因较小且序列已知可用______方法获取目的基因。
6、将目的基因导入植物细胞可采取的方法有：_____、______、________；导入动物细胞的方法有________；将目的基因导入微生物细胞可采取的方法有________。
7、检测目的基因是否插入受体细胞染色体的方法是_______技术；检测目的基因是否翻译为蛋白质可用_______技术。
8、β—珠蛋白是血红蛋白的重要组成成分，当它结构异常时动物可能患镰刀型细胞贫血症。利用基因工程的方法使大肠杆菌生产出鼠的β—珠蛋白，该如何设计？（提示：分步写，可以参考基因工程的操作步骤）
2009江苏高考34题
(2)图中②表示HindIII与Bam
I酶切、DNA连接酶连接的过程，此过程可获得
种重组质粒
。
如果换用Bst
l与BamH
l酶切，目的基因与质粒连接后可获得
种重组质粒。
1.4
蛋白质工程的崛起
蛋白质是生命活动的
。
主要承担者
蛋白质是生命活动的
。
结构蛋白
催化-酶
运输-血红蛋白
调节-某些激素
免疫-抗体
主要承担者
实例一：干扰素的保存
原因:干扰素易形成二聚体,变性使活性降低。
设计:如果将其分子上的一个半胱氨酸变成丝氨酸，那么在-70℃的条件下，可以保存半年。
蛋白质工程实例
一、蛋白质工程的崛起的缘由
基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质。
蛋白质工程能产生自然界原本不存在的新的蛋白质。
设计:如果对赖氨酸合成过程中的两个关键酶进行改造,可以使玉米叶片和种子中的游离赖氨酸分别提高5倍和2倍。
原因：赖氨酸合成过程中两个关键酶——天冬氨酸激酶和二氢吡啶二羧酸合成酶的活性，受细胞内赖氨酸浓度的影响。当赖氨酸浓度达到一定量时，就会抑制这两种酶的活性。
实例二：提高玉米中赖氨酸的含量
实例三：提高工业用酶的稳定性
许多工业用酶是在改变天然酶的特性后，才使之适应生产和使用需要的。
在已研究过的几千种酶中，绝大多数酶都不能应用于工业生产，这些酶虽然在自然状态下有活性，但在工业生产中没有活性或活性很低。这是因为工业生产中每一步的反应体系中常常会有酸、碱或有机溶剂存在，反应温度较高，在这种条件下，大多数酶会很快变性失活。提高蛋白质的稳定性是工业生产中一个非常重要的课题。
旁栏思考题
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？
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。之后，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。
二、蛋白质工程的基本原理
1、蛋白质工程的目标
根据人们对蛋白质功能的特定需求，对蛋白质的结构进行分子设计。
2、蛋白质工程的基本途径
预期的蛋白质功能
设计预期的蛋白质结构
推测应有的氨基酸序列
找到相对应的脱氧核苷酸序列（基因）
推测并合成
P27/“讨论”
3、蛋白质工程的概念
是指以蛋白质分子的结构规律及其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。
4、蛋白质工程与基因工程的关系
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。
P27/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。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。
三、蛋白质工程的进展和前景
1、药品改造——如：速效型胰岛素
2、材料科学——如：电子元件
3、蛋白质的高级结构有待深入研究
P28/思考与探究
1.蛋白质工程的崛起主要是工业生产和基础理论研究的需要。
2.基因工程是遵循中心法则，
从DNA→mRNA→蛋白质→折叠产生功能，基本上是生产出自然界已有的蛋白质。
蛋白质工程是按照以下思路进行的：
确定蛋白质的功能→蛋白质应有的高级结构→蛋白质应具备的折叠状态→应有的氨基酸序列→应有的碱基排列，
可以创造自然界不存在的蛋白质。
3.酶工程就是指将酶所具有的生物催化作用，借助工程学的手段，应用于生产、生活、医疗诊断和环境保护等方面的一门科学技术。
概括地说，酶工程是由酶制剂的生产和应用两方面组成的。酶工程的应用主要集中于食品工业、轻工业以及医药工业中。
α-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶和葡萄糖异构酶这三个酶连续作用于淀粉，就可以代替蔗糖生产出高果糖浆；蛋白酶用于皮革脱毛胶以及洗涤剂工业；固定化酶还可以治疗先天性缺酶病或是器官缺损引起的某些功能的衰竭等。至于我们日常生活中所见到的加酶洗衣粉、嫩肉粉等，就更是酶工程最直接的体现了。
通常所说的酶工程是用工程菌生产酶制剂，而没有经过由酶的功能来设计酶的分子结构，然后由酶的分子结构来确定相应基因的碱基序列等步骤。因此，酶工程的重点在于对已存酶的合理充分利用，而蛋白质工程的重点则在于对已存在的蛋白质分子的改造。当然，随着蛋白质工程的发展，其成果也会应用到酶工程中，使酶工程成为蛋白质工程的一部分。