核外電子排布教學(xué)課件

魯科版普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書化學(xué)2（必修）第一章第一節(jié)核外電子排布魯科版普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書化學(xué)2（必修）第一章知識(shí)回顧原子原子核核外電子質(zhì)子中子1.構(gòu)成原子的微粒有（+）（+）（-）質(zhì)子、中子和電子知識(shí)回顧原子原子核核外電子質(zhì)子中子1.構(gòu)成原子的微粒有宏觀、微觀運(yùn)動(dòng)的不同宏觀物體微觀粒子質(zhì)量很大很小速度較小很大（接近光速）位移可測(cè)位移、能量不可同時(shí)測(cè)定能量可測(cè)軌跡可描述（畫圖或函數(shù)描述）用電子云描述（用出現(xiàn)機(jī)會(huì)的大小描述）宏觀、微觀運(yùn)動(dòng)的不同宏觀物體微觀粒子質(zhì)量很大很小速度較小很大【閱讀教材】填表電子層（）123457符號(hào)K離核遠(yuǎn)近能量高低【閱讀教材】填表電子層（）123457符號(hào)K離核遠(yuǎn)近能量高低二、核外電子排布1.電子運(yùn)動(dòng)區(qū)域：離核：近遠(yuǎn)能量：低高二、核外電子排布1.電子運(yùn)動(dòng)區(qū)域：離核：近核外電子分層排布依據(jù)：電子能量的高低（離核的遠(yuǎn)近）1234567KLMNOPQ由內(nèi)到外，能量逐漸升高核外電子分層排布依據(jù)：電子能量的高低（離核的遠(yuǎn)近）123452)每一層最多容納的電子數(shù)為2n23.核外電子排布規(guī)律：1）電子總是盡先排布在能量最低的電子層里2→8→32→18→50···→2n23）最外層不超過(guò)8個(gè)電子（當(dāng)K層為最外層時(shí)，不超過(guò)2個(gè)）4）次外層不超過(guò)18個(gè)電子望大家能熟練的書寫1-20號(hào)元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖2)每一層最多容納的電子數(shù)為2n23.核外電子排布規(guī)律：1原子結(jié)構(gòu)示意圖原子結(jié)構(gòu)示意圖3.原子最外層電子數(shù)與元素的性質(zhì)及化合價(jià)的關(guān)系.稀有氣體元素的原子最外層電子數(shù)為2或8,3.非金屬元素原子最外層電子數(shù)>4,2.金屬元素原子最外層電子數(shù)<4,元素的化學(xué)性質(zhì)主要由（）決定最外層電子數(shù)易失電子,表現(xiàn)還原性，易得電子,，表現(xiàn)氧化性是穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，化合價(jià)通常為0價(jià)通常顯正價(jià)，通常顯負(fù)價(jià)>4，=4，得電子傾向,即顯正價(jià)又顯負(fù)價(jià)3.原子最外層電子數(shù)與元素的性質(zhì)及化合.稀有氣體元素的原子最1.下列原子結(jié)構(gòu)示意圖中,正確的是2.某元素原子的原子核外有三個(gè)電子層,M層有4個(gè)電子,該原子核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)為A.14B.15C.16D.17A.B.C.D.【遷移與應(yīng)用】1.下列原子結(jié)構(gòu)示意圖中,正確的是2.某元素原子的原子核外有蛋白質(zhì)工程的崛起蛋白質(zhì)工程的崛起活動(dòng)1：如果想讓某一個(gè)生物的性狀在另外一個(gè)生物的身上表達(dá)，常用的方法有哪些？活動(dòng)1：如果想讓某一個(gè)生物的性狀在另外一個(gè)生物的身上表達(dá)，?；蚬こ坛晒S碩植物方面提高植物的抗蟲、抗病、抗逆性改良植物的品質(zhì)動(dòng)物方面提高動(dòng)物生長(zhǎng)速度改善畜產(chǎn)品的品質(zhì)用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生產(chǎn)藥物用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物作器官移植的供體研制藥物基因治療基因工程成果豐碩植物方面科學(xué)家面臨新的問(wèn)題在已研究過(guò)的幾千種酶中，只有極少數(shù)可以應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，絕大多數(shù)酶都不能應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，這些酶雖然在自然狀態(tài)下有活性，但在工業(yè)生產(chǎn)中沒(méi)有活性或活性很低?？茖W(xué)家面臨新的問(wèn)題在已研究過(guò)的幾千種酶中，只有極少數(shù)可以應(yīng)用干擾素是由效應(yīng)T細(xì)胞產(chǎn)生的糖蛋白，可阻斷細(xì)胞分裂間期，抑制DNA復(fù)制，從而可用于治療疾病。但干擾素在體外很難保存。干擾素是由效應(yīng)T細(xì)胞產(chǎn)生的糖蛋白，可阻斷細(xì)胞分裂間期，抑制D玉米中賴氨酸的含量比較低玉米中賴氨酸的含量比較低在已研究過(guò)的幾千種酶中，只有極少數(shù)可以應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，絕大多數(shù)酶都不能應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，這些酶雖然在自然狀態(tài)下有活性，但在工業(yè)生產(chǎn)中沒(méi)有活性或活性很低。這是因?yàn)楣I(yè)生產(chǎn)中每一步的反應(yīng)體系中常常會(huì)有酸、堿或有機(jī)溶劑存在，反應(yīng)溫度較高，在這種條件下，大多數(shù)酶會(huì)很快變性失活。提高蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性是工業(yè)生產(chǎn)中一個(gè)非常重要的課題。一般來(lái)說(shuō)，提高蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性包括：延長(zhǎng)酶的半衰期，提高酶的熱穩(wěn)定性，延長(zhǎng)藥用蛋白的保存期，抵御由于重要氨基酸氧化引起的活性喪失等。在已研究過(guò)的幾千種酶中，只有極少數(shù)可以應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，絕大多干擾素是一種抗病毒、抗腫瘤的藥物。將人的干擾素的cDNA在大腸桿菌中進(jìn)行表達(dá)，產(chǎn)生的干擾素的抗病毒活性為106U/mg，只相當(dāng)于天然產(chǎn)品的十分之一，雖然在大腸桿菌中合成的β-干擾素量很多，但多數(shù)是以無(wú)活性的二聚體形式存在。為什么會(huì)這樣？如何改變這種狀況？研究發(fā)現(xiàn)，β-干擾素蛋白質(zhì)中有3個(gè)半胱氨酸（第17位、31位和141位），推測(cè)可能是有一個(gè)或幾個(gè)半胱氨酸形成了不正確的二硫鍵。研究人員將第17位的半胱氨酸，通過(guò)基因定點(diǎn)突變改變成絲氨酸，結(jié)果使大腸桿菌中生產(chǎn)的β-干擾素的抗病性活性提高到108U/mg，并且比天然β-干擾素的貯存穩(wěn)定性高很多。干擾素是一種抗病毒、抗腫瘤的藥物。將人的干擾素的cDNA在大例如：改造干擾素（半胱氨酸）體外很難保存干擾素（絲氨酸）體外可以保存半年玉米中賴氨酸含量比較低天冬氨酸激酶（352位的蘇氨酸）二氫吡啶二羧酸合成酶（104位的天冬酰胺）改造改造天冬氨酸激酶（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(shù)倍例如：改造干擾素（半胱氨酸）體外很難保存干擾素（絲氨酸）體外蛋白質(zhì)工程的概念

蛋白質(zhì)工程是指以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過(guò)基因修飾或基因合成，對(duì)現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類對(duì)生產(chǎn)和生活的需求。前提：了解蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能原理：改造基因（基因修飾或基因合成）目的：定向改造或制造蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)工程的概念

蛋白質(zhì)工程是指以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與基因表達(dá)流程圖基因表達(dá)流程圖蛋白質(zhì)工程流程圖從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)推測(cè)應(yīng)有的氨基酸序列找到相應(yīng)的脫氧核苷酸序列蛋白質(zhì)工程流程圖從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)討論：1、怎樣得出決定這一段肽鏈的脫氧核苷酸序列？請(qǐng)把相應(yīng)的堿基序列寫出來(lái)。

活動(dòng)2某多肽鏈的一段氨基酸序列是：……-丙氨酸-色氨酸-賴氨酸-甲硫氨酸-苯丙氨酸-……丙氨酸：GCU、GCC、GCA、GCG色氨酸：UGG賴氨酸：AAA、AAG甲硫氨酸：AUG苯丙氨酸：UUU、UUC討論：活動(dòng)2某多肽鏈的一段氨基酸序列是：丙氨酸：GCU、G每種氨基酸都有對(duì)應(yīng)的三聯(lián)密碼子,只要查一下遺傳密碼子表,就可以將上述氨基酸序列的編碼序列查出來(lái)。但是由于上述氨基酸序列中有幾個(gè)氨基酸是由多個(gè)三聯(lián)密碼子編碼,因此其堿基排列組合起來(lái)就比較復(fù)雜,至少可以排列出16種。同學(xué)們可以根據(jù)學(xué)過(guò)的排列組合知識(shí)自己排列一下。首先應(yīng)該根據(jù)三聯(lián)密碼子推出mRNA序列為GCU（或C或A或G）UGGAAA（或G）AUGUUU（或C），再根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)規(guī)律推出脫氧核苷酸序列：CGA（或G或T或C）ACCTTT（或C）TACAAA（或G）。每種氨基酸都有對(duì)應(yīng)的三聯(lián)密碼子,只要查一下遺傳密碼子表,就可2、確定目的基因的堿基序列后，怎樣才能合成或改造目的基因（DNA）？可以通過(guò)人工合成的方法獲取或基因的定點(diǎn)誘變技術(shù)來(lái)改變。2、確定目的基因的堿基序列后，怎樣才能合可以通過(guò)人工合成的方基因會(huì)發(fā)生突變，突變可以自發(fā)，也可以誘發(fā)，這是每個(gè)稍有生物學(xué)知識(shí)的人都知道的常識(shí)。但在加拿大生物化學(xué)家M·史密斯（1932－2000）發(fā)明定點(diǎn)突變法之前，突變株的產(chǎn)生必須經(jīng)由自然界或用化學(xué)等方法誘使基因體突變。這類方法屬于隨機(jī)突變，突變株必須在生物性狀上有所改變，才能確定有突變發(fā)生，但除非用分子生物方法或遺傳方法找到此突變處，否則無(wú)法確定突變位置。也就是說(shuō)，這種突變是盲目的。而史密斯發(fā)明的定點(diǎn)突變法卻是有目的的，該法可經(jīng)由設(shè)計(jì)好的寡核苷酸，在任何一個(gè)基因片段上進(jìn)行隨意或設(shè)計(jì)好的突變，也就是說(shuō)，這種突變是預(yù)先設(shè)定好的，所以也有人將該法稱為“反遺傳法”。有意思的是這一給生命科學(xué)研究及應(yīng)用領(lǐng)域帶來(lái)革命性突破的方法竟然是史密斯和其同事在喝咖啡時(shí)閑聊出來(lái)的?，F(xiàn)在，幾乎每個(gè)生物實(shí)驗(yàn)室都會(huì)用定點(diǎn)突變法來(lái)研究基因或蛋白質(zhì)的功能?；驎?huì)發(fā)生突變，突變可以自發(fā)，也可以誘發(fā)，這是每個(gè)稍有生物學(xué)蛋白質(zhì)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(cè)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(zhì)的二維重組和三維晶體結(jié)構(gòu);（4）設(shè)計(jì)各種處理?xiàng)l件，了解蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)變化，包括折疊與去折疊等對(duì)其活性與功能的影響；（5）設(shè)計(jì)編碼該蛋白的基因改造方案，如定點(diǎn)突變；（6）分離、純化新蛋白，功能檢測(cè)后投入實(shí)際使用。蛋白質(zhì)工程的主要步驟通常包括：（4）設(shè)計(jì)各種處理?xiàng)l件，了解蛋核外電子排布教學(xué)課件（二）蛋白質(zhì)改造工程舉例1．水蛭素改造水蛭素是水蛭唾液腺分泌的凝血酶特異抑制劑，它有多種變異體，由65或66個(gè)氨基酸殘基組成。水蛭素在臨床上可作為抗栓藥物用于治療血栓疾病。為提高水蛭素活性，在綜合各變異體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上提出改造水蛭素主要變異體HV2的設(shè)計(jì)方案，將47位的Asn（天冬酰胺）變成Lys（賴氨酸），使其與分子內(nèi)第4或第5位Thr（蘇氨酸）間形成氫鍵來(lái)幫助水蛭素N端肽段的正確取向，從而提高凝血效率，試管試驗(yàn)活性提高4倍，在動(dòng)物模型上檢驗(yàn)抗血栓形成的效果，提高20倍。（二）蛋白質(zhì)改造工程舉例2．生長(zhǎng)激素改造生長(zhǎng)激素通過(guò)對(duì)它特異受體的作用促進(jìn)細(xì)胞和機(jī)體的生長(zhǎng)發(fā)育，然而它不僅可以結(jié)合生長(zhǎng)激素受體，還可以結(jié)合許多種不同類型細(xì)胞的催乳激素受體，引發(fā)其他生理過(guò)程。在治療過(guò)程中為減少副作用，需使人的重組生長(zhǎng)激素只與生長(zhǎng)激素受體結(jié)合，盡可能減少與其他激素受體的結(jié)合。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，二者受體結(jié)合區(qū)有一部分重疊，但并不完全相同，有可能通過(guò)改造加以區(qū)別。由于人的生長(zhǎng)激素和催乳激素受體結(jié)合需要鋅離子參與作用，而它與生長(zhǎng)激素受體結(jié)合則無(wú)需鋅離子參與，于是考慮取代充當(dāng)鋅離子配基的氨基酸側(cè)鏈，如第18和第21位His（組氨酸）和第17位Glu（谷氨酸）。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)先設(shè)想一致，但要開(kāi)發(fā)作為臨床用藥還有大量的工作要做。2．生長(zhǎng)激素改造3．胰島素改造天然胰島素制劑在儲(chǔ)存中易形成二聚體和六聚體，延緩胰島素從注射部位進(jìn)入血液，從而延緩了其降血糖作用，也增加了抗原性，這是胰島素B23-B28氨基酸殘基結(jié)構(gòu)所致。利用蛋白質(zhì)工程技術(shù)改變這些殘基，則可降低其聚合作用，使胰島素快速起作用。該速效胰島素已通過(guò)臨床實(shí)驗(yàn)。

3．胰島素改造4．治癌酶的改造癌癥的基因治療分二個(gè)方面：藥物作用于癌細(xì)胞，特異性地抑制或殺死癌細(xì)胞；藥物保護(hù)正常細(xì)胞免受化學(xué)藥物的侵害，可以提高化學(xué)治療的劑量。皰疹病毒（HSV）胸腺嘧啶激酶（TK）可以催化胸腺嘧啶和其它結(jié)構(gòu)類似物磷酸化而使這些堿基3’-OH缺乏,從而阻斷DNA的合成，殺死癌細(xì)胞。HSV—TK催化能力可以通過(guò)基因突變來(lái)提高。從大量的隨機(jī)突變中進(jìn)行篩選出一種酶,在酶活性部位附近有6個(gè)氨基酸被替換，催化能力20倍以上。蛋白質(zhì)工程除了用于改造天然蛋白質(zhì)或設(shè)計(jì)制造新的蛋白質(zhì)外，其本身還是研究蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)功能的一種強(qiáng)有力的工具，它在解決生物理論方面所起的作用，可以和任何重大的生物研究方法相提并論。4．治癌酶的改造蛋白質(zhì)工程的進(jìn)展與前景蛋白質(zhì)工程目前的現(xiàn)狀：成功的例子不多，主要是因?yàn)榈鞍踪|(zhì)發(fā)揮其功能需要依賴于正確的空間結(jié)構(gòu)，而科學(xué)家目前對(duì)大多數(shù)蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)了解很少。蛋白質(zhì)工程的進(jìn)展與前景蛋白質(zhì)工程目前的現(xiàn)狀：成功的例子不多，活動(dòng)3比較基因工程和蛋白質(zhì)工程基因工程蛋白質(zhì)工程相同點(diǎn)都要改造基因，都屬于分子水平產(chǎn)生新的基因型，無(wú)新基因基因（型）產(chǎn)生的蛋白質(zhì)原有的新的聯(lián)系蛋白質(zhì)工程以基因工程為基礎(chǔ)，是基因工程的應(yīng)用和延伸活動(dòng)3比較基因工程和蛋白質(zhì)工程基因工程蛋白質(zhì)工程相同點(diǎn)都要魯科版普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書化學(xué)2（必修）第一章第一節(jié)核外電子排布魯科版普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書化學(xué)2（必修）第一章知識(shí)回顧原子原子核核外電子質(zhì)子中子1.構(gòu)成原子的微粒有（+）（+）（-）質(zhì)子、中子和電子知識(shí)回顧原子原子核核外電子質(zhì)子中子1.構(gòu)成原子的微粒有宏觀、微觀運(yùn)動(dòng)的不同宏觀物體微觀粒子質(zhì)量很大很小速度較小很大（接近光速）位移可測(cè)位移、能量不可同時(shí)測(cè)定能量可測(cè)軌跡可描述（畫圖或函數(shù)描述）用電子云描述（用出現(xiàn)機(jī)會(huì)的大小描述）宏觀、微觀運(yùn)動(dòng)的不同宏觀物體微觀粒子質(zhì)量很大很小速度較小很大【閱讀教材】填表電子層（）123457符號(hào)K離核遠(yuǎn)近能量高低【閱讀教材】填表電子層（）123457符號(hào)K離核遠(yuǎn)近能量高低二、核外電子排布1.電子運(yùn)動(dòng)區(qū)域：離核：近遠(yuǎn)能量：低高二、核外電子排布1.電子運(yùn)動(dòng)區(qū)域：離核：近核外電子分層排布依據(jù)：電子能量的高低（離核的遠(yuǎn)近）1234567KLMNOPQ由內(nèi)到外，能量逐漸升高核外電子分層排布依據(jù)：電子能量的高低（離核的遠(yuǎn)近）123452)每一層最多容納的電子數(shù)為2n23.核外電子排布規(guī)律：1）電子總是盡先排布在能量最低的電子層里2→8→32→18→50···→2n23）最外層不超過(guò)8個(gè)電子（當(dāng)K層為最外層時(shí)，不超過(guò)2個(gè)）4）次外層不超過(guò)18個(gè)電子望大家能熟練的書寫1-20號(hào)元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖2)每一層最多容納的電子數(shù)為2n23.核外電子排布規(guī)律：1原子結(jié)構(gòu)示意圖原子結(jié)構(gòu)示意圖3.原子最外層電子數(shù)與元素的性質(zhì)及化合價(jià)的關(guān)系.稀有氣體元素的原子最外層電子數(shù)為2或8,3.非金屬元素原子最外層電子數(shù)>4,2.金屬元素原子最外層電子數(shù)<4,元素的化學(xué)性質(zhì)主要由（）決定最外層電子數(shù)易失電子,表現(xiàn)還原性，易得電子,，表現(xiàn)氧化性是穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，化合價(jià)通常為0價(jià)通常顯正價(jià)，通常顯負(fù)價(jià)>4，=4，得電子傾向,即顯正價(jià)又顯負(fù)價(jià)3.原子最外層電子數(shù)與元素的性質(zhì)及化合.稀有氣體元素的原子最1.下列原子結(jié)構(gòu)示意圖中,正確的是2.某元素原子的原子核外有三個(gè)電子層,M層有4個(gè)電子,該原子核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)為A.14B.15C.16D.17A.B.C.D.【遷移與應(yīng)用】1.下列原子結(jié)構(gòu)示意圖中,正確的是2.某元素原子的原子核外有蛋白質(zhì)工程的崛起蛋白質(zhì)工程的崛起活動(dòng)1：如果想讓某一個(gè)生物的性狀在另外一個(gè)生物的身上表達(dá)，常用的方法有哪些？活動(dòng)1：如果想讓某一個(gè)生物的性狀在另外一個(gè)生物的身上表達(dá)，?；蚬こ坛晒S碩植物方面提高植物的抗蟲、抗病、抗逆性改良植物的品質(zhì)動(dòng)物方面提高動(dòng)物生長(zhǎng)速度改善畜產(chǎn)品的品質(zhì)用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生產(chǎn)藥物用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物作器官移植的供體研制藥物基因治療基因工程成果豐碩植物方面科學(xué)家面臨新的問(wèn)題在已研究過(guò)的幾千種酶中，只有極少數(shù)可以應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，絕大多數(shù)酶都不能應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，這些酶雖然在自然狀態(tài)下有活性，但在工業(yè)生產(chǎn)中沒(méi)有活性或活性很低?？茖W(xué)家面臨新的問(wèn)題在已研究過(guò)的幾千種酶中，只有極少數(shù)可以應(yīng)用干擾素是由效應(yīng)T細(xì)胞產(chǎn)生的糖蛋白，可阻斷細(xì)胞分裂間期，抑制DNA復(fù)制，從而可用于治療疾病。但干擾素在體外很難保存。干擾素是由效應(yīng)T細(xì)胞產(chǎn)生的糖蛋白，可阻斷細(xì)胞分裂間期，抑制D玉米中賴氨酸的含量比較低玉米中賴氨酸的含量比較低在已研究過(guò)的幾千種酶中，只有極少數(shù)可以應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，絕大多數(shù)酶都不能應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，這些酶雖然在自然狀態(tài)下有活性，但在工業(yè)生產(chǎn)中沒(méi)有活性或活性很低。這是因?yàn)楣I(yè)生產(chǎn)中每一步的反應(yīng)體系中常常會(huì)有酸、堿或有機(jī)溶劑存在，反應(yīng)溫度較高，在這種條件下，大多數(shù)酶會(huì)很快變性失活。提高蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性是工業(yè)生產(chǎn)中一個(gè)非常重要的課題。一般來(lái)說(shuō)，提高蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性包括：延長(zhǎng)酶的半衰期，提高酶的熱穩(wěn)定性，延長(zhǎng)藥用蛋白的保存期，抵御由于重要氨基酸氧化引起的活性喪失等。在已研究過(guò)的幾千種酶中，只有極少數(shù)可以應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，絕大多干擾素是一種抗病毒、抗腫瘤的藥物。將人的干擾素的cDNA在大腸桿菌中進(jìn)行表達(dá)，產(chǎn)生的干擾素的抗病毒活性為106U/mg，只相當(dāng)于天然產(chǎn)品的十分之一，雖然在大腸桿菌中合成的β-干擾素量很多，但多數(shù)是以無(wú)活性的二聚體形式存在。為什么會(huì)這樣？如何改變這種狀況？研究發(fā)現(xiàn)，β-干擾素蛋白質(zhì)中有3個(gè)半胱氨酸（第17位、31位和141位），推測(cè)可能是有一個(gè)或幾個(gè)半胱氨酸形成了不正確的二硫鍵。研究人員將第17位的半胱氨酸，通過(guò)基因定點(diǎn)突變改變成絲氨酸，結(jié)果使大腸桿菌中生產(chǎn)的β-干擾素的抗病性活性提高到108U/mg，并且比天然β-干擾素的貯存穩(wěn)定性高很多。干擾素是一種抗病毒、抗腫瘤的藥物。將人的干擾素的cDNA在大例如：改造干擾素（半胱氨酸）體外很難保存干擾素（絲氨酸）體外可以保存半年玉米中賴氨酸含量比較低天冬氨酸激酶（352位的蘇氨酸）二氫吡啶二羧酸合成酶（104位的天冬酰胺）改造改造天冬氨酸激酶（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(shù)倍例如：改造干擾素（半胱氨酸）體外很難保存干擾素（絲氨酸）體外蛋白質(zhì)工程的概念

蛋白質(zhì)工程是指以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過(guò)基因修飾或基因合成，對(duì)現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類對(duì)生產(chǎn)和生活的需求。前提：了解蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能原理：改造基因（基因修飾或基因合成）目的：定向改造或制造蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)工程的概念

蛋白質(zhì)工程是指以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與基因表達(dá)流程圖基因表達(dá)流程圖蛋白質(zhì)工程流程圖從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)推測(cè)應(yīng)有的氨基酸序列找到相應(yīng)的脫氧核苷酸序列蛋白質(zhì)工程流程圖從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)討論：1、怎樣得出決定這一段肽鏈的脫氧核苷酸序列？請(qǐng)把相應(yīng)的堿基序列寫出來(lái)。

活動(dòng)2某多肽鏈的一段氨基酸序列是：……-丙氨酸-色氨酸-賴氨酸-甲硫氨酸-苯丙氨酸-……丙氨酸：GCU、GCC、GCA、GCG色氨酸：UGG賴氨酸：AAA、AAG甲硫氨酸：AUG苯丙氨酸：UUU、UUC討論：活動(dòng)2某多肽鏈的一段氨基酸序列是：丙氨酸：GCU、G每種氨基酸都有對(duì)應(yīng)的三聯(lián)密碼子,只要查一下遺傳密碼子表,就可以將上述氨基酸序列的編碼序列查出來(lái)。但是由于上述氨基酸序列中有幾個(gè)氨基酸是由多個(gè)三聯(lián)密碼子編碼,因此其堿基排列組合起來(lái)就比較復(fù)雜,至少可以排列出16種。同學(xué)們可以根據(jù)學(xué)過(guò)的排列組合知識(shí)自己排列一下。首先應(yīng)該根據(jù)三聯(lián)密碼子推出mRNA序列為GCU（或C或A或G）UGGAAA（或G）AUGUUU（或C），再根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)規(guī)律推出脫氧核苷酸序列：CGA（或G或T或C）ACCTTT（或C）TACAAA（或G）。每種氨基酸都有對(duì)應(yīng)的三聯(lián)密碼子,只要查一下遺傳密碼子表,就可2、確定目的基因的堿基序列后，怎樣才能合成或改造目的基因（DNA）？可以通過(guò)人工合成的方法獲取或基因的定點(diǎn)誘變技術(shù)來(lái)改變。2、確定目的基因的堿基序列后，怎樣才能合可以通過(guò)人工合成的方基因會(huì)發(fā)生突變，突變可以自發(fā)，也可以誘發(fā)，這是每個(gè)稍有生物學(xué)知識(shí)的人都知道的常識(shí)。但在加拿大生物化學(xué)家M·史密斯（1932－2000）發(fā)明定點(diǎn)突變法之前，突變株的產(chǎn)生必須經(jīng)由自然界或用化學(xué)等方法誘使基因體突變。這類方法屬于隨機(jī)突變，突變株必須在生物性狀上有所改變，才能確定有突變發(fā)生，但除非用分子生物方法或遺傳方法找到此突變處，否則無(wú)法確定突變位置。也就是說(shuō)，這種突變是盲目的。而史密斯發(fā)明的定點(diǎn)突變法卻是有目的的，該法可經(jīng)由設(shè)計(jì)好的寡核苷酸，在任何一個(gè)基因片段上進(jìn)行隨意或設(shè)計(jì)好的突變，也就是說(shuō)，這種突變是預(yù)先設(shè)定好的，所以也有人將該法稱為“反遺傳法”。有意思的是這一給生命科學(xué)研究及應(yīng)用領(lǐng)域帶來(lái)革命性突破的方法竟然是史密斯和其同事在喝咖啡時(shí)閑聊出來(lái)的。現(xiàn)在，幾乎每個(gè)生物實(shí)驗(yàn)室都會(huì)用定點(diǎn)突變法來(lái)研究基因或蛋白質(zhì)的功能。基因會(huì)發(fā)生突變，突變可以自發(fā)，也可以誘發(fā)，這是每個(gè)稍有生物學(xué)蛋白質(zhì)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(cè)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(zhì)的二維重組和三維晶體結(jié)構(gòu);（4）設(shè)計(jì)各種處理?xiàng)l件，了解蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)變化，包括折疊與去折疊等對(duì)其活性與功能的影響；（5）設(shè)計(jì)編碼該蛋白的基因改造方案，如定點(diǎn)突變；（6）分離、純化新蛋白，功能檢測(cè)后投入實(shí)際使用。蛋白質(zhì)工程的主要步驟通常包括：（4）設(shè)計(jì)各種處理?xiàng)l件，了解蛋核外電子排布教學(xué)課件（二）蛋白質(zhì)改造工程舉例1．水蛭素改造水蛭素是水蛭唾液腺分泌的凝血酶特異抑制劑，它有多種變異體，由65或66個(gè)氨基酸殘基組成。水蛭素在臨床上可作為抗栓藥物用于治療血栓疾病。為提高水蛭素活性，在綜合各變異體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上提出改造水蛭素主要變異體HV2的設(shè)計(jì)方案，將47位的Asn（天冬酰胺）變成Lys（賴氨酸），使其與分子內(nèi)第4或第5位Thr（蘇氨酸）間形成氫鍵來(lái)幫助水蛭素N端肽段的正確取向，從而提高凝血效率，試管試驗(yàn)活性提高4倍，在動(dòng)物模型上檢驗(yàn)抗血栓形成的效果，提高20倍。（二）蛋白質(zhì)改造工程舉例2．生長(zhǎng)