1、,知識回顧,基因工程的實質是什么？,將一種生物的 轉移到另一種生物體內， 后者可以產生它本來不能產生的 ，進 而表現(xiàn)出新的 。,思考：,基因工程產生的蛋白質是否完全 符合人類生產和生活的需要？,基因,蛋白質,性狀,一、蛋白質工程崛起的緣由,1、基因工程的局限性： a、在原則上只能生產自然界已存在的 。 b、天然蛋白質的不足 天然蛋白質是生物在長期 過程中形成的，它們的 符合特定物種 的需要，卻不一定完全符合人類生產和生活的需要。 2、蛋白質工程的目的： 生產符合人類生產和生活的需要并非自然界已存在的 。,蛋白質,進化,結構和功能,生存,蛋白質,例如：,玉米中賴氨酸含量比較低,天冬氨酸激酶 （3

2、52位的蘇氨酸）,二氫吡啶二羧酸合成酶（104位的天冬酰胺）,天冬氨酸激酶 （異亮氨酸）,二氫吡啶二羧酸合成酶（異亮氨酸）,玉米中賴氨酸含量可提高數倍,二、蛋白質工程的基本原理,了解蛋白質的結構和功能,改造基因（基因修飾或基因合成）,定向改造或制造蛋白質,以蛋白質分子的結構規(guī)律及其與生物功能的關系作為基礎，通過基因修飾或基因合成，對現(xiàn)有蛋白質進行改造，或制造一種新的蛋白質，以滿足人類的生產和生活的需求。,對天然蛋白質進行改造，你認為直接對蛋白質分子進行操作，還是通過對基因的操作來實現(xiàn)？,3.蛋白質工程的實質：,是對編碼蛋白質的基因進行改造,蛋白質工程流程圖：,蛋白質 三維結構,氨基酸序列 多肽

3、鏈,基因 DNA,mRNA,從預期的蛋白質功能出發(fā) 設計預期的蛋白質結構 推測應有的氨基酸序列 找到相應的脫氧核苷酸序列,天然蛋白質的合成途徑：,二、蛋白質工程的基本原理,對照P27蛋白質工程流程圖，說出主要步驟。,蛋白質工程的主要步驟通常包括： （1）從生物體中分離純化目的蛋白； （2）測定其氨基酸序列； （3）借助核磁共振和X射線晶體衍射等手段，盡可能地了解蛋白質的二維結構和三維晶體結構;,（4）設計各種處理條件，了解蛋白質的結構變化，包括折疊與去折疊等對其活性與功能的影響； （5）設計編碼該蛋白的基因改造方案，如點突變； （6）分離、純化新蛋白，功能檢測后投入實際使用。,設計中的困難：

4、如何推測非編碼區(qū)以及內含子的脫氧核苷酸序列 蛋白質工程是一項 的工程，目前成功的例子不多，主要是因為蛋白質發(fā)揮功能必須依賴于正確的 。,難度很大,高級結構,三、蛋白質工程的進展和前景,1.進展：如科學家通過對胰島素的改造，已使其成為速效型藥品。,比較基因工程和蛋白質工程：,都要改造基因，都屬于分子水平,基因型，無新基因,基因（型）,原有的,新的,蛋白質工程以基因工程為基礎， 是基因工程的應用和延伸,課堂練習：,1、以下關于蛋白質工程的說法正確的是：( ) A. 蛋白質工程以基因工程為基礎 B. 蛋白質工程就是用蛋白酶對蛋白質進行改造 C. 蛋白質工程只能生產天然的蛋白質 D. 蛋白質工程的實質

5、是改造蛋白質,A,課堂練習：,2、蛋白質工程的基本流程正確的是：( ) 設計蛋白質分子結構 DNA合成 預期蛋白質功能 據氨基酸序列推出脫氧核苷酸序列 A. B. C. D. ,D,3蛋白質工程中直接需要進行操作的對象是 氨基酸結構 B蛋白質空間結構 C肽鏈結構 D基因結構,4下列關于蛋白質工程的說法錯誤的是（） A蛋白質工程能定向改造蛋白質分子的結構，使之更加符合人類的需要 B蛋白質工程是在分子水平上對蛋白質分子直接進行操作，定向改變分子的結構 C蛋白質工程能產生出自然界中不曾存在過的新型蛋白質分子 D蛋白質工程與基因工程密不可分，又被稱為第二代基因工程,5、關于蛋白質工程的進展和應用，下列

6、說法不正確的是（ ） A科學家通過對胰島素的改造，已使其成為速效藥品 B生物和材料科學家正積極探索將蛋白質工程應用于微電子方面 C蛋白質工程技術已經非常成熟，目前正被大力推廣應用 D蛋白質工程是一項難度很大的工程，目前成功的例子不多,C,6.蛋白質工程是指人們根據對蛋白質功能的特定需求，對蛋白質的結構進行分子設計、生產的過程。如圖是蛋白質工程的基本途徑，試回答下列有關問題：,(預期蛋白質功能)()(設計預期蛋白質結構)()(推測應有氨基酸序列)()(推測相應基因中脫氧核苷酸序列)()(生產相應蛋白質),(1)圖中過程的主要依據是每種氨基酸都有與其對應的_，后者位于_分子上，其上的核苷酸序列與基

7、因中的脫氧核苷酸序列之間存在著_ 關系。,密碼子,mRNA,堿基互補配對,6.蛋白質工程是指人們根據對蛋白質功能的特定需求，對蛋白質的結構進行分子設計、生產的過程。如圖是蛋白質工程的基本途徑，試回答下列有關問題：,(預期蛋白質功能)()(設計預期蛋白質結構)()(推測應有氨基酸序列)()(推測相應基因中脫氧核苷酸序列)()(生產相應蛋白質),(2)通過過程獲得的脫氧核苷酸序列不是完整的基因，要使這一序列能夠表達、發(fā)揮作用，還必須在序列的上、下游加上_和_，在這個過程中需要_酶的參與。 (3)完成過程需要涉及_技術。,啟動子,終止子,DNA連接,基因工程,基因定點誘變技術的示意圖,基因定點誘變技術的理解(蘇教版),后代中半數為誘變的分子,脫氧核苷酸,聚合酶和連接酶,含突變順序的分子片段,空間結構完全清楚的蛋白質,思考：基因定點誘變技術與基因突變的比較