还剩46页未读，
继续阅读
成套系列资料，整套一键下载
生物选择性必修3第4节 蛋白质工程的原理和应用试讲课课件ppt
展开
这是一份生物选择性必修3第4节 蛋白质工程的原理和应用试讲课课件ppt，共54页。PPT课件主要包含了蛋白质工程，第二代基因工程，蛋白质工程崛起的缘由，玉米中赖氨酸含量较低，蛋白质工程的基本原理，蛋白质工程的应用，自主学习，延缓疗效，速效胰岛素，蛋白质工程被广泛用于等内容，欢迎下载使用。
Principles and Applicatins f Prtein Engineering
《生物技术与工程》 第三章 基因工程 第4节
利用基因工程技术将荧光蛋白基因导入细菌细胞
这些荧光蛋白在细胞内生命活动的检测、肿瘤的示踪研究等领域有着重要应用。
最早被发现的荧光蛋白是绿色荧光蛋白
绿色荧光蛋白来源于一种发光水母科学家通过改造绿色荧光蛋白获得了黄色荧光蛋白
科学家是怎样对蛋白质分子进行设计和改造的呢？
科学家解析了绿色荧光蛋白的晶体结构，并利用计算机进行辅助设计，在此基础上再采用定点突变的技术将绿色荧光蛋白发光基团正下方的第203位的苏氨酸替换为酪氨酸，从而获得了一种新的绿色荧光蛋白的衍生物——黄色荧光蛋白。
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，通过改造或合成基因，来改造现有蛋白质，或制造一种新的蛋白质，以满足人类生产和生活的需求。
蛋白质分子结构与生物功能的关系
为什么要进行蛋白质工程的研究？
将一种生物的基因转移到另一种生物的体内，后者可以产生它本不能产生的蛋白质 ，进而表现出新性状。
只能生产自然界中已经存在的蛋白质
天然蛋白质不一定完全符合人类生产和生活的需要
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生存的需要，却不一定完全符合人类生产和生活的需要。
352位苏氨酸变成异亮氨酸
104位天冬酰胺变成异亮氨酸
对天然的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？
思考：为什么蛋白质工程改造基因而不是直接改造蛋白质？
①蛋白质的高级结构十分复杂，直接改造难度大
②蛋白质是由基因编码的，改造了基因可以间接改造蛋白质
③基因可以遗传，蛋白质无法遗传
形成具有特定氨基酸序列的多肽链
形成具有高级结构的蛋白质
蛋白质工程与天然蛋白质合成的过程相反
Basic Principles f Prtein Engineering
某多肽链的一段氨基酸序列是：
1．如果知道一段蛋白质的氨基酸序列，如何推出其基因中的脱氧核苷酸序列？
参考：蛋白质的氨基酸序列→推测mRNA的密码子排序→推测双链DNA中脱氧核苷酸序列。
参考：不完全相同，因为密码子的简并，一种氨基酸可能对应一种或几种密码子。
2．不同人得出的序列完全相同吗？为什么？
3．请根据这一段肽链的氨基酸序列，推测相应DNA的碱基序列。
丙氨酸（GCU、GCC、GCA、GCG)色氨酸(UGG)赖氨酸(AAA、AAG）谷氨酸（GAA、GAG）苯丙氨酸（UUU、UUC）
（1）查密码子表得知：
（2）推知mRNA碱基序列
GCU（或C或A或G）UGG AAA（或G）GAA（或G）UUU（或C）
（3）进一步推知DNA碱基序列：
CGA（或G或T或C）ACC TTT（或C）CTT（或C）AAA（或G）
4．确定目的基因的碱基序列后，怎样才能合成或改造目的基因？
对基因的改造经常会用到基因定点突变技术来进行碱基的替换、增添等。
确定目的基因的碱基序列后，可以人工合成目的基因或从基因文库中获取目的基因。
定点突变是一种通过改变基因特定位点的核苷酸序列来改变所编码的氨基酸序列的方法。PCR法是常用的定点突变方法。
自主阅读课本P95相关内容，总结蛋白质工程可以应用于哪些领域，有哪些案例。
Autnmus learning
关键区域B链第20-29位氨基酸
B28位脯氨酸替换为天冬氨酸或将它与B29位的赖氨酸交换位置
延长干扰素体外保存时间
（-70℃可保存半年）
提高T4溶菌酶的热稳定性
降低人对小鼠单抗隆抗体的免疫反应
利用杂交瘤制备技术易产生免疫反应
将小鼠抗体上结合抗原的区域（即可变区）“嫁接”到人的抗体（即恒定区）上
降低抗体诱发免疫反应的强度
改造某些参与调控光合作用的酶
提高植物光合作用的速率
改造微生物蛋白质的结构
蛋白质工程是一项难度很大的工程
蛋白质的高级结构十分复杂
由计算机建立的血红蛋白三维结构模型
蛋白质发挥功能必须依赖于正确的高级结构，而这种高级结构往往十分复杂。
1.蛋白质工程可以说是基因工程的延伸。判断下列相关表述是否正确。(1) 基因工程需要在分子水平对基因进行操作，蛋白质工程不需要对基因进行操作（ ）(2) 蛋白质工程需要改变蛋白质分子的所有氨基酸序列。 （ ）(3) 蛋白质工程可以改造酶，提高酶的热稳定性。 （ ）
2.蛋白质工程是在深入了解蛋白质分子的结构与功能关系的基础上进行的，它最终要达到 的目的是 （ ） A.分析蛋白质的三维结构 B.研究蛋白质的氨基酸组成 C.获取编码蛋白质的基因序列信息 D.改造现有蛋白质或制造新的蛋白质，满 足人类的需求
3.水蛭素是一种蛋白质，可用于预防和治疗血栓。研究人员发现，用赖氨酸替换水蛭素第 47位的天冬酰胺可以提高它的抗凝血活性。在这 项替换研究中，目前可行的直接操作对象是 （ ） A.基因 B.氨基酸 C.多肽链 D.蛋白质
4.下列关于蛋白质工程的说法，错误的是 ( ) A.蛋白质工程能定向改造蛋白质的分子结构，使之更加符合人类的需要。 B.蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作，定向改变分子结构。 C.蛋白质工程能产生出自然界中不曾存在过的新型蛋白质分子。 D.蛋白质工程与基因工程密不可分，又称为第二代基因工程。
5.下图表示蛋白质工程的操作过程，相关叙述错误的是 （ ） A.蛋白质工程是以基因工程为基础的生物工程技术 B.蛋白质工程需要改变蛋白质分子的所有氨基酸序列 C.蛋白质工程中对蛋白质分子结构的了解是非常关键的工作 D.蛋白质工程可以改造现有蛋白质或制造一种新的蛋白质
胰岛素可以用于治疗糖尿病，但是胰岛素被注射到人体中后，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易被分解，因此，治疗效果受到影响。下图表示用蛋白质工程设计速效胰岛素的生产过程，据图回答下列问题：
（1）蛋白质工程的目标是根据人们对______________的特定需求，对蛋白质的_____进行设计改造。
（2）人工合成的新的胰岛素基因在导入受体细胞前要先构建_____________，其目的是使目的基因在_________中稳定存在，并且可以遗传给下一代，同时使目的基因能够_______________。在这个过程中需要__________________酶的参与。成熟的基因表达载体除了含有新的胰岛素基因外，还必须有启动子、终止子以及_______等。
（3）在将基因表达载体导入大肠杆菌时，一般要用__________________处理该菌，使之成为感受态细胞，以便吸收周围环境中的DNA分子。（4）在大肠杆菌中直接生产的胰岛素还不具有生物活性，原因是__________________________________________________________________
Principles and Applicatins f Prtein Engineering
《生物技术与工程》 第三章 基因工程 第4节
利用基因工程技术将荧光蛋白基因导入细菌细胞
这些荧光蛋白在细胞内生命活动的检测、肿瘤的示踪研究等领域有着重要应用。
最早被发现的荧光蛋白是绿色荧光蛋白
绿色荧光蛋白来源于一种发光水母科学家通过改造绿色荧光蛋白获得了黄色荧光蛋白
科学家是怎样对蛋白质分子进行设计和改造的呢？
科学家解析了绿色荧光蛋白的晶体结构，并利用计算机进行辅助设计，在此基础上再采用定点突变的技术将绿色荧光蛋白发光基团正下方的第203位的苏氨酸替换为酪氨酸，从而获得了一种新的绿色荧光蛋白的衍生物——黄色荧光蛋白。
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，通过改造或合成基因，来改造现有蛋白质，或制造一种新的蛋白质，以满足人类生产和生活的需求。
蛋白质分子结构与生物功能的关系
为什么要进行蛋白质工程的研究？
将一种生物的基因转移到另一种生物的体内，后者可以产生它本不能产生的蛋白质 ，进而表现出新性状。
只能生产自然界中已经存在的蛋白质
天然蛋白质不一定完全符合人类生产和生活的需要
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生存的需要，却不一定完全符合人类生产和生活的需要。
352位苏氨酸变成异亮氨酸
104位天冬酰胺变成异亮氨酸
对天然的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？
思考：为什么蛋白质工程改造基因而不是直接改造蛋白质？
①蛋白质的高级结构十分复杂，直接改造难度大
②蛋白质是由基因编码的，改造了基因可以间接改造蛋白质
③基因可以遗传，蛋白质无法遗传
形成具有特定氨基酸序列的多肽链
形成具有高级结构的蛋白质
蛋白质工程与天然蛋白质合成的过程相反
Basic Principles f Prtein Engineering
某多肽链的一段氨基酸序列是：
1．如果知道一段蛋白质的氨基酸序列，如何推出其基因中的脱氧核苷酸序列？
参考：蛋白质的氨基酸序列→推测mRNA的密码子排序→推测双链DNA中脱氧核苷酸序列。
参考：不完全相同，因为密码子的简并，一种氨基酸可能对应一种或几种密码子。
2．不同人得出的序列完全相同吗？为什么？
3．请根据这一段肽链的氨基酸序列，推测相应DNA的碱基序列。
丙氨酸（GCU、GCC、GCA、GCG)色氨酸(UGG)赖氨酸(AAA、AAG）谷氨酸（GAA、GAG）苯丙氨酸（UUU、UUC）
（1）查密码子表得知：
（2）推知mRNA碱基序列
GCU（或C或A或G）UGG AAA（或G）GAA（或G）UUU（或C）
（3）进一步推知DNA碱基序列：
CGA（或G或T或C）ACC TTT（或C）CTT（或C）AAA（或G）
4．确定目的基因的碱基序列后，怎样才能合成或改造目的基因？
对基因的改造经常会用到基因定点突变技术来进行碱基的替换、增添等。
确定目的基因的碱基序列后，可以人工合成目的基因或从基因文库中获取目的基因。
定点突变是一种通过改变基因特定位点的核苷酸序列来改变所编码的氨基酸序列的方法。PCR法是常用的定点突变方法。
自主阅读课本P95相关内容，总结蛋白质工程可以应用于哪些领域，有哪些案例。
Autnmus learning
关键区域B链第20-29位氨基酸
B28位脯氨酸替换为天冬氨酸或将它与B29位的赖氨酸交换位置
延长干扰素体外保存时间
（-70℃可保存半年）
提高T4溶菌酶的热稳定性
降低人对小鼠单抗隆抗体的免疫反应
利用杂交瘤制备技术易产生免疫反应
将小鼠抗体上结合抗原的区域（即可变区）“嫁接”到人的抗体（即恒定区）上
降低抗体诱发免疫反应的强度
改造某些参与调控光合作用的酶
提高植物光合作用的速率
改造微生物蛋白质的结构
蛋白质工程是一项难度很大的工程
蛋白质的高级结构十分复杂
由计算机建立的血红蛋白三维结构模型
蛋白质发挥功能必须依赖于正确的高级结构，而这种高级结构往往十分复杂。
1.蛋白质工程可以说是基因工程的延伸。判断下列相关表述是否正确。(1) 基因工程需要在分子水平对基因进行操作，蛋白质工程不需要对基因进行操作（ ）(2) 蛋白质工程需要改变蛋白质分子的所有氨基酸序列。 （ ）(3) 蛋白质工程可以改造酶，提高酶的热稳定性。 （ ）
2.蛋白质工程是在深入了解蛋白质分子的结构与功能关系的基础上进行的，它最终要达到 的目的是 （ ） A.分析蛋白质的三维结构 B.研究蛋白质的氨基酸组成 C.获取编码蛋白质的基因序列信息 D.改造现有蛋白质或制造新的蛋白质，满 足人类的需求
3.水蛭素是一种蛋白质，可用于预防和治疗血栓。研究人员发现，用赖氨酸替换水蛭素第 47位的天冬酰胺可以提高它的抗凝血活性。在这 项替换研究中，目前可行的直接操作对象是 （ ） A.基因 B.氨基酸 C.多肽链 D.蛋白质
4.下列关于蛋白质工程的说法，错误的是 ( ) A.蛋白质工程能定向改造蛋白质的分子结构，使之更加符合人类的需要。 B.蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作，定向改变分子结构。 C.蛋白质工程能产生出自然界中不曾存在过的新型蛋白质分子。 D.蛋白质工程与基因工程密不可分，又称为第二代基因工程。
5.下图表示蛋白质工程的操作过程，相关叙述错误的是 （ ） A.蛋白质工程是以基因工程为基础的生物工程技术 B.蛋白质工程需要改变蛋白质分子的所有氨基酸序列 C.蛋白质工程中对蛋白质分子结构的了解是非常关键的工作 D.蛋白质工程可以改造现有蛋白质或制造一种新的蛋白质
胰岛素可以用于治疗糖尿病，但是胰岛素被注射到人体中后，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易被分解，因此，治疗效果受到影响。下图表示用蛋白质工程设计速效胰岛素的生产过程，据图回答下列问题：
（1）蛋白质工程的目标是根据人们对______________的特定需求，对蛋白质的_____进行设计改造。
（2）人工合成的新的胰岛素基因在导入受体细胞前要先构建_____________，其目的是使目的基因在_________中稳定存在，并且可以遗传给下一代，同时使目的基因能够_______________。在这个过程中需要__________________酶的参与。成熟的基因表达载体除了含有新的胰岛素基因外，还必须有启动子、终止子以及_______等。
（3）在将基因表达载体导入大肠杆菌时，一般要用__________________处理该菌，使之成为感受态细胞，以便吸收周围环境中的DNA分子。（4）在大肠杆菌中直接生产的胰岛素还不具有生物活性，原因是__________________________________________________________________
相关课件
人教版 (2019)选择性必修3二 胚胎工程技术及其应用优质ppt课件： 这是一份人教版 (2019)选择性必修3<a href="/sw/tb_c4008682_t3/?tag_id=26" target="_blank">二 胚胎工程技术及其应用优质ppt课件</a>，共60页。PPT课件主要包含了胚胎工程技术及其应用，体外受精，卵母细胞采集，精子的获取，胚胎移植，两次处理，两次检查，胚胎移入的基础，胚胎收集的基础，胚胎移植实质等内容，欢迎下载使用。
高中生物第3节 发酵工程及其应用优秀ppt课件： 这是一份高中生物<a href="/sw/tb_c4008667_t3/?tag_id=26" target="_blank">第3节 发酵工程及其应用优秀ppt课件</a>，共60页。PPT课件主要包含了价格贵如金，价格贱如水，●单一菌种发酵，发酵工程的基本环节，茅台镇，提高质量和产量，加速发酵过程，优良菌种，缩短生产周期，发酵工程的关键等内容，欢迎下载使用。
人教版 (2019)选择性必修3第1节 传统发酵技术的应用优秀课件ppt： 这是一份人教版 (2019)选择性必修3<a href="/sw/tb_c4008662_t3/?tag_id=26" target="_blank">第1节 传统发酵技术的应用优秀课件ppt</a>，共60页。PPT课件主要包含了《生物技术与工程》，从传统发酵到发酵工程，历史悠久，酵母菌，什么是发酵，发酵是微生物引起的，需氧发酵和厌氧发酵，腐乳制作，蛋白质，微生物发酵等内容，欢迎下载使用。
