高中生物同步课件：1.4蛋白质工程的崛起(新人教版.

1、专题1基因工程1. 4蛋白质工程的崛起专题1基因工程学习导航1举例说出蛋白质工程崛起的缘由。2理解蛋白质工程的原理。重点3了解蛋白质工程的应用。难点专题1基因工程新知初探思维启动一、蛋白质工程崛起的缘由 1基因工程的实质：将一种生物的连因_转移 到另一种生物体内，后者可以产生它本不能 产生的 蛋白质，进而表现出新的性状。2基因工程的不足：原则上只能生产 自然界已存在的蛋白质。厂栏目专题1基因工程二、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 对概念的理解(1)基础：蛋白质分子的结构规律及其与 生物功能的关系。手段： 基因修饰或基

2、因合成 。(3)目的：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。基因工程3基本途径：从预期的蛋白质功能出发一设 计预期的蛋白质结构一推测应有的氨基酸 序列f找到相对应的脱氧核昔酸序列。专题1想一想对天然蛋白质进行改造，是直接对蛋白质分子进行操作来实现的吗？【提示】不是，由于基因决定蛋白质，因 此要对蛋白质的结构进行设计改造，最终必 须通过基因改造来完成。三、蛋白质工程的进展和前景 1进展：如科学家通过对胰岛素的改造，已 使其成为速效型药品。2前景：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。制成的电子元件 具有 体积小、耗电少和效率高的轄点。3

3、面临困难：对蛋白质发挥功能必须依赖的高级结构了解不够。专题1基因工程专题1基因工程专题1基因工程要点突破讲练互动要点一蛋白质工程的基本原理和途径1原理：根据中心法则逆向推理。图示如下:专题1基因工程专题1基因工程物 特有的功 碗性状 预期功能厂栏目专题1基因工程2设计中的困难：如何推测非编码区以及内含 子的脱氧核昔酸序列。3 蛋白质工程的步骤预期功喘诃生物竝蛋口质三也结构折登DNA合成翻译mRNA转录 并因(DNA)4结果：生产出自然界从来没有的蛋白质。专题1基因工程竝 胰岛素可以用于治疗糖尿病，但是 胰需素被注射到人体后，会堆积在皮下，要 经过较长的时间才能进入血液，而进入血液 的胰岛素又容

4、易分解，因此，治疗效果受到影响。如图是用蛋白质工程设计速效胰岛素 的生产过程，请据图回答有关问题：生化欝岂折懣.时甸X射线品体營新的胰岛索岛级结构在大肠杆劇或其计算机设他细胞中表达计及作图人丄合成DNA,j 一j1新的视罔瑕快螯专题1基因工程专题1基因工程(1)构建新的蛋白质模型是蛋白质工程的关键, 图中构建新的胰岛素模型的主要依据是(2)通过DNA合成形成的新基因应与结合后转移到中才能得到准确表达。专题1基因工程(3)若要利用大肠杆菌生产速效胰岛素，需用到的生物工程有、和发酵工程。(4)图解中从新的胰岛素模型到新的胰岛素基因的合成的基本思路是什么？Dr.专题1基因工程【解析】(1)蛋白质工程

5、首先要根据人们对 蛋白质功能的特定需求，对蛋白质的结构进 行分子设计，因此，图中构建新的胰岛素模 型的主要依据是预期胰岛素的功能，即速效 胰岛素。(2) 合成的目的基因应与载体结合，构建基因 表达载体后导入受体细胞中才能表达。栏目#91专题1基因工程(3) 利用蛋白质工程生产速效胰岛素，需合成 新的胰岛素基因，改造好的目的基因需要通 过基因工程来生产基因产物，并在生产中要 借助工程菌，所以还需要发酵过程，因此，此过程涉及蛋白质工程、基因工程、发酵工专题1基因工程专题1基因工程由新的胰岛素模型到构建新的胰岛素基 因，其基本思路是根据新的胰岛素中氨基 酸的序列，推测出其基因中的脱氧核昔酸 序列，然

6、后利用DNA合成仪来合成出新的 胰岛素基因。MB专题1基因工程【答案】(1)胰岛素的预期功能(2)载体大肠杆菌等受体细胞(3)蛋白质工程基因工程根据新的胰岛素中氨基酸的序列，推测出 其基因中的脱氧核昔酸序列，然后利用DNA 合成仪合成出新的胰岛素基因。专题1基因工程互动探究(1) 结合本题分析：蛋白质工程直接操作的对 象是什么？(2) 比较分析：本题构建形成的胰岛素基因与 人体内的胰岛素基因相同吗？【提示】基因。(2)不同，由于遗传密码的简并性(一个氨基酸 可有多个密码子对应)，因此经反转录形成的DNA不再是原来的DNAo严栏目专题1基因工程专题1基因工程专题1基因工程要点二基因工程和蛋白质工

7、程的比较专题1基因工程操作环境(场所)操作起点基因工程 生物体外 目的基因蛋白质工程生物体外预期的蛋白质功能基本过程剪切f拼接f导入f表达实质定向改造或生 产人类所需的确定蛋白质功能f应有的高级结构一应具备的折叠状态f应有氨基酸序列f应有的碱基序列f改造的蛋白质定向改造生物的遗传特性，以结果蛋白质生产自然界已存在的蛋白获得人类所需的生物类型或生物产品(基因的异体表达)可以创造出自然界不存在的蛋白质严栏目专题1基因工程特别提醒蛋白质工程最终还是回到基因 工程上来，因为蛋白质的合成由基因控制， 所以说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。（2）基因工程中的 目的基因一般为自然存

8、在的基因，而蛋白质 工程中的目的基因不是自然存在的。栏目#91专题1基因工程越I完成下列一组填空。蛋白质工程是以为基础，通过或,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。专题1基因工程基因工程是遵循中心法则的，即fff 折叠产生有一定功能的蛋白质，它主要是生产自然界中(填“存在”或“不存在”)的蛋白质。(3) 蛋白质工程操作程序的基本思路是：，它可以创造自然界中填“存在”或“不存在”)的蛋白质。专题1基因工程专题1基因工程专题1基因工程(4) 假如预期到某种酶的功能，要设计相应的 基因。预期蛋白质三DNA合成基因功能维结构DNA上述图示中，是,是专题1基因工程

9、专题1基因工程栏目另引专题1基因工程专题1基因工程【解析】本题考査对基础知识的理解和应 用,天然蛋白质的合成，遵循中心法则进行： 基因f表达f形成具有一定氨基酸序列的多 肽链f产生具有高级结构的蛋白质f行使生 物功能，而蛋白质工程正好与之相反。栏目辱引专题1基因工程【答案】(1)蛋白质分了的结构规律及其与 生物功能的关系 基因修饰 基因合成DNA mRNA多肽链存在(3)预期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 核昔酸序列不存在(4)分子设计氨基酸序列(多肽链)栏目辱引专题1基因工程变式训练（2012 江苏启东中学高二检测）下列关于基因工 程和蛋白质工程的说法正确的是（）A. 蛋白质工程和基因工程的目的都是获得人 类需要的蛋白质，所以二者没有区别B. 基因工程是蛋白质工程的关键技术C. 通过蛋白质工程改造后的蛋白质有的仍然 是天然的蛋白质基因工程D. 蛋白质工程是在蛋白质分子水平上直接改 造蛋白质的专题1解析：选B。木