1、科目：生物課題：蛋白質(zhì)工程專題復(fù)習(xí)高中三年級專題復(fù)習(xí)科目：生物課題：蛋白質(zhì)工程專題復(fù)習(xí)學(xué)習(xí)目標(biāo)1.復(fù)習(xí)基因工程的應(yīng)用2.復(fù)習(xí)分子水平雜交的過程(拓展)3.說出蛋白質(zhì)工程崛起的緣由。4.簡述蛋白質(zhì)工程的基本原理及蛋白質(zhì)工程的進(jìn)展和前景。核心素養(yǎng)1.科學(xué)思維：嘗試運用逆向思維分析和解決問題。2.社會責(zé)任：通過學(xué)習(xí)蛋白質(zhì)工程，同學(xué)們要充分認(rèn)識發(fā)揮主觀能動性的重要性。學(xué)習(xí)目標(biāo)1.復(fù)習(xí)基因工程的應(yīng)用核心素養(yǎng)1.科學(xué)思維：嘗試運用復(fù)習(xí)鞏固基因工程的應(yīng)用溫故知新分子水平雜交拓展復(fù)習(xí)鞏固基因工程的應(yīng)用溫故分子水平雜交拓展基因工程的應(yīng)用導(dǎo)入基因工程的應(yīng)用導(dǎo)入目的基因的檢測與鑒定目的基因的檢測與鑒定目的基因DNA

2、分子雜交分子雜交目的DNA分子雜交分子雜交抗原-抗體雜交抗原-抗體雜交1.基因探針，即核酸探針，是一段帶有檢測標(biāo)記，且順序已知的，與目標(biāo)核酸互補的單鏈核酸序列。2.基因探針作用：基因探針通過分子雜交與目標(biāo)結(jié)合，產(chǎn)生雜交信號，能從浩瀚的核酸分子中把目標(biāo)核酸顯示出來。基因芯片3.基因探針需具備的條件：應(yīng)是單鏈，若為雙鏈，必須先行變性處理。應(yīng)帶有容易被檢測的標(biāo)記。與目標(biāo)核酸序列互補(全部或一部分)課本P24 拓展視野1.基因探針，即核酸探針，是一段帶有檢測標(biāo)記，且順序已知的，4.基因芯片：基因芯片定義：通過微加工技術(shù)，將數(shù)以萬計、乃至百萬計的特定序列的DNA片段(基因探針)，有規(guī)律地排列固定于2cm

3、2的硅片、玻片等支持物上，構(gòu)成的一個二維DNA探針陣列。即多種DNA探針的集成芯片。課本P24 拓展視野4.基因芯片：基因芯片定義：通過微加工技術(shù)，將數(shù)以萬計、乃4.基因芯片：基因芯片原理：讓芯片上的成千上萬的探針分子，與被檢測的帶有標(biāo)記的基因樣品，按堿基配對原理進(jìn)行雜交。然后通過信號檢測系統(tǒng)進(jìn)行掃描，再利用計算機系統(tǒng)對每一探針上的信號進(jìn)行比較和檢測，從而迅速得出所需要的信號。課本P24 拓展視野4.基因芯片：基因芯片原理：讓芯片上的成千上萬的探針分子，4.基因芯片：基因芯片用途：基因檢測，如遺傳病檢測、惡性腫瘤檢測、進(jìn)化分析等。特點：檢測過程快速、高效、自動化。課本P24 拓展視野4.基因芯

4、片：基因芯片用途：基因檢測，如遺傳病檢測、惡性腫基因檢測(基因診斷) 安吉麗娜朱莉是好萊塢的電影明星，通過一次血液檢測被確定患乳腺癌的幾率很高，為了降低患癌風(fēng)險，她在三年內(nèi)分別切除了雙側(cè)乳腺、卵巢和輸卵管。 她用的檢測手段就是基因診斷，檢測出攜帶遺傳缺陷基因BRCA-1基因，是乳腺癌1號基因，是抑癌基因，如果發(fā)生突變，乳腺癌、卵巢癌的發(fā)生率會大大提高。安吉麗娜朱莉做手術(shù)重建乳房基因檢測(基因診斷) 安吉麗娜朱莉是好萊塢的電影1、SRY基因SRYPCR胚胎鑒定技術(shù)雄性的性別決定基因，指Y染色體上具體決定生物雄性性別的基因片段。2、原理先從被測胚胎中取出幾個細(xì)胞，提取DNA，然后用位于Y染色體上的

5、性別決定基因，即SRY基因的一段堿基作引物，用胚胎細(xì)胞中的DNA為模板，進(jìn)行PCR擴增，最后用SRY特異性探針對擴增產(chǎn)物進(jìn)行檢測。出現(xiàn)陽性反應(yīng)者，胚胎為雄性；出現(xiàn)陰性反應(yīng)者，胚胎為雌性。這種方法準(zhǔn)確率高達(dá)90%以上。課本P82 拓展視野1、SRY基因SRYPCR胚胎鑒定技術(shù)雄性的性別決定基因，SRYPCR是對移植前的胚胎進(jìn)行性別鑒定的技術(shù)。（1）以Y染色體上SRY基因（性別決定基因）的一段序列作引物，用被測胚胎DNA作_進(jìn)行PCR擴增。根據(jù)SRY基因序列設(shè)計的引物長度一般為2024個核苷酸，其不宜過短的原因主要是_。兩種引物中GC的含量相差不宜過大，原因主要是_。（2）最后可用放射性同位素標(biāo)記

6、的含有SRY基因的特異性DNA序列作_，利用_技術(shù)檢測擴增產(chǎn)物。如果某早期胚胎檢測結(jié)果為陽性，則可判斷該胚胎發(fā)育成的個體性別是_。若該技術(shù)崗位上的操作人員為男性，要求一定要戴好手套、口罩和工作帽等，主要原因是_。防止引物隨機結(jié)合C、G含量差別大，低溫復(fù)性難統(tǒng)一探針DNA分子雜交雄性男操作員的SRY基因可能會污染樣品模板SRYPCR是對移植前的胚胎進(jìn)行性別鑒定的技術(shù)。防止引物隨2019-nCoV檢測試劑盒設(shè)計原理2.2020年1月9日確定為新型冠狀病毒3.2020年1月16日首批PCR試劑盒下發(fā)到省疾控中心1.檢測時間：病毒RNA裂解、提純23小時，RT-PCR23小時，復(fù)核4小時左右，共89小

7、時。目前新的診斷技術(shù)為3小時。4.開發(fā)試劑盒時間：病毒排查及RNA測序一周左右，引物設(shè)計3天左右，探針設(shè)計與特異性檢測3天，共2周左右時間。2019-nCoV檢測試劑盒設(shè)計原理2.2020年1月9日確2019-nCoV檢測：抗原-抗體檢測病毒蛋白的檢測依賴抗體。只要找到了親和力足夠高，特異性足夠好的抗體，就可以省去提取病毒RNA的繁瑣步驟，直接用發(fā)病期患者的血清或痰液進(jìn)行蛋白免疫分析，在3-5小時內(nèi)得到結(jié)果。甚至可以把總檢測時間縮短到30分鐘之內(nèi)?；诘鞍椎牟《緳z測開發(fā)難點在于抗體篩選生產(chǎn)。實驗用抗體的生產(chǎn)高度依賴動物（一般由鼠，兔，羊等動物生產(chǎn)）。注射抗原后數(shù)日，還需要對動物的免疫細(xì)胞進(jìn)行篩

8、查，找到能用來生產(chǎn)高特異性抗體的淋巴細(xì)胞，對其進(jìn)行擴增。即便是全速開動，也需要2-3周的時間才能得到初步可用的單克隆抗體。相比基于RNA的PCR試劑盒，蛋白檢測試劑盒所需的開發(fā)時間要更長，生產(chǎn)成本要更高。2019-nCoV檢測：抗原-抗體檢測病毒蛋白的檢測依賴抗體2020高考生物蛋白質(zhì)工程專題復(fù)習(xí)課件(共28張PPT)一、蛋白質(zhì)工程崛起的緣由DAN BAI ZHI GONG CHENG JUE QI DE YUAN YOU01一、蛋白質(zhì)工程崛起的緣由01干擾素（體外保存困難）改造后的干擾素（-70可保存半年）改造對天然干擾素的改造干擾素改造后的干擾素改造對天然干擾素的改造賴氨酸天冬氨酸激酶_（

9、含量低）二氫吡啶二羧酸合成酶玉米異亮氨酸（104位）天冬酰胺（104位）變?yōu)楦脑焯於彼峒っ府惲涟彼幔?52位）蘇氨酸（352位）變?yōu)橛衩踪嚢彼幔ê刻岣?倍）改造二氫吡啶二羧酸合成酶（含量提高2倍）賴氨酸玉米+對天然酶的改造賴氨酸天冬氨酸激酶_（含量低）二氫吡啶二羧酸合成酶玉米1、基因工程在原則上只能產(chǎn)生自然界已存在的蛋白質(zhì)（天然蛋白）2、天然蛋白有時不完全符合人類生產(chǎn)和生活需要3、需要對天然蛋白進(jìn)行改造產(chǎn)生更符合人類需要的蛋白質(zhì)思考：分子生物學(xué)、晶體學(xué)以及計算機技術(shù)是改造蛋白的基礎(chǔ)，對天然蛋白質(zhì)的改造應(yīng)該是直接對蛋白質(zhì)分子改造還是通過改造基因進(jìn)而達(dá)到改造蛋白質(zhì)的目的呢？蛋白質(zhì)工程崛起的緣由

10、1、基因工程在原則上只能產(chǎn)生自然界已存在的蛋白質(zhì)（天然蛋白）二、蛋白質(zhì)工程的基本原理、進(jìn)展和前景 DAN BAI ZHI GONG CHENG DE JI BEN YUAN LI 、JIN ZHAN HE QIAN JING02二、蛋白質(zhì)工程的基本原理、進(jìn)展和前景02蛋白質(zhì)工程的基本原理1、蛋白質(zhì)工程的目標(biāo)：根據(jù)人們對蛋白質(zhì)功能的特定需求，對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分子設(shè)計。設(shè)計創(chuàng)造出自然界原本沒有的全新蛋白質(zhì)如何實現(xiàn)最終目標(biāo)呢？蛋白質(zhì)功能決定蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)決定蛋白質(zhì)氨基酸序列決定mRNA堿基序列決定基因堿基序列(1)基礎(chǔ)：蛋白質(zhì)分子的 及其與 的關(guān)系。結(jié)構(gòu)規(guī)律生物功能(2)手段：通過 或 ，對現(xiàn)有蛋白

11、質(zhì)進(jìn)行改造，或制造一種新的蛋白質(zhì)?；蛐揎椈蚝铣傻鞍踪|(zhì)工程的基本原理1、蛋白質(zhì)工程的目標(biāo)：根據(jù)人們對蛋白質(zhì)功2、蛋白質(zhì)工程流程圖蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)預(yù)期功能生物功能氨基酸序列多肽鏈分子設(shè)計折疊基因DNADNA合成翻譯mRNA轉(zhuǎn)錄速效胰島素B鏈中28號與29號氨基酸對換速效胰島素兩條多肽鏈氨基酸序列速效胰島素基因轉(zhuǎn)錄速效胰島素mRNA翻譯折疊蛋白質(zhì)工程的基本原理2、蛋白質(zhì)工程流程圖蛋白質(zhì)預(yù)期功能生物功能氨基酸序列分子設(shè)計3、蛋白質(zhì)工程的定義：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)，通過基因修飾或基因合成，對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，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。思考：蛋白質(zhì)工程為什么不直接改造蛋白質(zhì)？參考答案：改造基因易于操作且改造后可遺傳。蛋白質(zhì)工程的基本原理3、蛋白質(zhì)工程的定義：以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的4、基因工程與蛋白質(zhì)工程的比較項目基因工程蛋白質(zhì)工程區(qū)別過程結(jié)果聯(lián)系獲取目的基因構(gòu)建基因表達(dá)載體將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞目的基因的檢測與鑒定預(yù)期蛋白質(zhì)功能設(shè)計蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)推測氨基酸序列推測相應(yīng)核苷酸序列合成DNA表達(dá)出蛋白質(zhì)生產(chǎn)自然界中沒有的蛋白質(zhì)生產(chǎn)自然界中已有的蛋白質(zhì)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二者都是通過基因表達(dá)產(chǎn)生特定的蛋白質(zhì)。