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1.4蛋白质工程的崛起新课导入1965年生物科学界发生了一件震惊世界的大事！我国科学家人工合成了结晶牛胰岛素，这是第一次在实验室中用人工方法合成的蛋白质，实现了世界上首次人工合成蛋白质的壮举！人工合成牛胰岛素结晶学习目标1.通过小组讨论，资料分析，能够理解蛋白质工程与基因工程的关系。2.通过师生交流、阅读文本，能够描述蛋白质工程的基本原理。3.通过观察图像、查阅资料，能够举例阐述蛋白质工程的应用和发展。新知探究蛋白质工程的崛起缘由1、基因工程的应用（1）基因工程的实质：将一种生物的基因转移到另一种生物体内，使后者产生本不能产生的蛋白质，进而表现出新的性状。在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质。（2）基因工程的不足：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。2、天然蛋白质的不足3、蛋白质工程的目的生产符合人类生产和生活的需要的蛋白质。项目蛋白质工程基因工程蛋白质实质应用现状合成自然界不存在的蛋白质天然存在的蛋白质改造基因目的基因导入受体细胞并表达对现有蛋白质进行改造，对创造新的蛋白质还未成功已被广泛应用基因工程原则上只能生产自然界已存在的蛋白质。天然蛋白质符合特定物种生存需要。不一定符合人类生产、生活需要。干扰素治疗病毒感染、癌症。体外保存困难。改变分子结构：半胱氨酸丝氨酸-70℃保存半年产量提高赖氨酸含量低合成时需：天冬氨酸激酶；二氢吡啶二羧酸合成酶。浓度影响苏氨酸异亮氨酸天冬酰胺异亮氨酸基因工程原则上只能生产自然界已存在蛋白质。天然蛋白质不一定完全符合人类的需要。生产符合人们需要的并非自然界已存在蛋白质。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？蛋白质工程的基本原理蛋白质工程目标：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。通过对基因的操作来实现，因为基因决定蛋白质的合成。蛋白质三维结构氨基酸序列多肽链mRNA基因DNA转录翻译折叠生物功能分子设计预期功能DNA合成天然蛋白质合成蛋白质工程某多肽链的一段氨基酸序列是：……-丙氨酸-色氨酸-赖氨酸-甲硫氨酸-苯丙氨酸-……丙氨酸：GCU、GCC、GCA、GCG色氨酸：UGG赖氨酸：AAA、AAG甲硫氨酸：AUG苯丙氨酸：UUU、UUC1.怎样得出决定这一段肽链的脱氧核苷酸序列？请把相应的碱基序列写出来。首先应该根据三联密码子推出mRNA序列为：GCU（或C或A或G）UGGAAA（或G）AUGUUU（或C）；再根据碱基互补配对规律推出脱氧核苷酸序列：CGA（或G或T或C）ACCTTT（或C）TACAAA（或G）。根据人类的需要改造它，通过人工合成的方法或从基因库中获取。2.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（DNA）？蛋白质工程的进展和前景1、蛋白质工程的诞生是有其理论与技术条件的，它是随着分子生物学、晶体学以及计算机技术的发展而诞生的，与基因组学、蛋白质组学、生物信息学的发展等因素有关血红蛋白的结构蛋白质工程的进展和前景2、现状：成功的例子不多，主要是因为蛋白质发挥其功能需要依赖于正确的空间结构，而科学家目前对大多数蛋白质的空间结构了解很少。随堂测试1.关于生物体内存在的天然蛋白质，下列说法不正确的是（）A．是生物在长期进化过程中形成的B．它们的结构和功能符合特定物种生存的需要C．构成天然蛋白质的氨基酸目前发现的有20种D．一定完全符合人类生产和生活的需要D2.蛋白质工程是在基因工程基础上，延伸出来的第二代基因工程，其结果产生的蛋白质是（）A．氨基酸种类增多B．氨基酸种类减少C．仍为天然存在蛋白质D．可合成天然不存在蛋白质D3.关于基因工程和蛋白质工程的说法正确的是（）A．都是分子水平上的操作B．基因工程就是改造基因的分子结构C．蛋白质工程就是改造蛋白质的分子结构D．基因工程能产生自然界根本不存在的基因，蛋白质工程能产生自然界已存在的蛋白质A4.蛋白质工程的基本流程正确的是（）①蛋白质分子结构设计②DNA合成③预期蛋白质功能④据根氨基酸序列推出脱氧核苷酸序列A．①②③④B．④②①③C．③①④②D．③④①②C5.关于蛋白质工程的进展和应用，下列说法不正确的是（）A．科学家通过对胰岛素的改造，已使其成为速效药品B．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C．蛋白质工程技术已经非常成熟，目前正被大力推广应用D．蛋白质工程是一项难度很大的工程，目前成功的例子不多C退出