2013年高中生物新人教版选修3课件:1.4 《蛋白质工程的崛起》

时间:2025-07-10

专题1

基因工程

1.4 蛋白质工程的崛起

专题1

基因工程

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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 基因 1.. 基因工程的实质:将一种生物的 _____ 转 移到另一种生物体内,后者可以产生它本不

蛋白质 能产生的 _________ ,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。

专题1

基因工程

二、蛋白质工程的基本原理

1..蛋白质工程的目标蛋白质功能 根据人们对 _____________ 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。 ___________

专题1

基因工程

基因修饰或基因合成 (2)手段:______________________ 。 (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。 3.基本途径:从预期的蛋白质功能出发→设 蛋白质结构 →推测应有的氨基 计预期的____________ 酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列。

专题1

基因工程

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。

专题1

基因工程

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 体积小、耗电少和效率高 具有________________________ 的特点。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

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

2.设计中的困难:如何推测非编码区以及内含 子的脱氧核苷酸序列。

3.蛋白质工程的步骤

4.结果:生产出自然界从来没有的蛋白质。

专题1

基因工程

例1

胰岛素可以用于治疗糖尿病,但是

胰岛素被注射到人体后,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:

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?

专题1

基因工程

【解析】

(1)蛋白质工程首先要根据人们对

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。

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 程。

专题1

基因工程

(4)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苷酸 序列,然后利用DNA合成仪来合成出新的 胰岛素基因。

专题1

基因工程

【答案】 (2)载体

(1)胰岛素的预期功能 大肠杆菌等受体细胞 基因工程

(3)蛋白质工程

(4)根据新的胰岛素中氨基酸的序列,推测出 其基因中的脱氧核苷酸序列,然后利用DNA 合成仪合成出新的胰岛素基因。

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