選修三1.4蛋白質(zhì)工程的崛起上課

第4節(jié)蛋白質(zhì)工程的崛起精選ppt一、蛋白質(zhì)工程的崛起的緣由1、基因工程產(chǎn)物基因工程在原那么上只能生產(chǎn)自然界已存在的蛋白質(zhì)。這些天然蛋白質(zhì)是生物在長期進(jìn)化過程中形成的,它們的結(jié)構(gòu)和功能符合特定物種生存的需要,卻不一定完全符合人類生產(chǎn)和生活的需要。精選ppt滿足人類生產(chǎn)和生活的需要2.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)倍精選ppt3:工業(yè)用酶許多工業(yè)用酶是在改變天然酶的特性后，才使之適應(yīng)生產(chǎn)和使用需要的。精選ppt在已研究過的幾千種酶中，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)中沒有活性或活性很低。這是因?yàn)楣I(yè)生產(chǎn)中每一步的反響體系中常常會有酸、堿或有機(jī)溶劑存在，反響溫度較高，在這種條件下，大多數(shù)酶會很快變性失活。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。一般來說，提高蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性包括：延長酶的半衰期，提高酶的熱穩(wěn)定性，延長藥用蛋白的保存期，抵御由于重要氨基酸氧化引起的活性喪失等。精選ppt二、蛋白質(zhì)工程的根本原理1、蛋白質(zhì)工程的目標(biāo)P26根據(jù)人們對蛋白質(zhì)功能的特定需求，對蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分子設(shè)計(jì)。2、天然蛋白質(zhì)的合成過程DNA（基因）轉(zhuǎn)錄mRNA翻譯蛋白質(zhì)基因→表達(dá)〔轉(zhuǎn)錄和翻譯〕→形成氨基酸序列的多肽鏈→形成具有高級結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)→行使生物功能精選ppt３、蛋白質(zhì)工程的根本途徑預(yù)期的蛋白質(zhì)功能設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)推測應(yīng)有的氨基酸序列找到相對應(yīng)的脫氧核苷酸序列〔基因〕精選ppt蛋白質(zhì)工程與正常基因表達(dá)比照精選ppt4、蛋白質(zhì)工程的概念是指以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其生物功能的關(guān)系作為根底，通過基因修飾或基因合成，對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類的生產(chǎn)和生活的需求。精選ppt三、蛋白質(zhì)工程的進(jìn)展和前景1、科學(xué)家通過對胰島素的改造，已使其成為速效型藥品。2、生物和材料科學(xué)家正積極探索將蛋白質(zhì)工程應(yīng)用于微電子方面。3、蛋白質(zhì)工程目前成功的例子不多,原因是對蛋白質(zhì)的高級結(jié)構(gòu)了解不夠。但隨著科學(xué)技術(shù)的深入開展，它將會給人類帶來更多的福音。精選ppt旁欄思考題

你知道人類蛋白質(zhì)組方案嗎？它與蛋白質(zhì)工程有什么關(guān)系？我國科學(xué)家承擔(dān)了什么任務(wù)？人類蛋白質(zhì)組方案是繼人類基因組方案之后，生命科學(xué)乃至自然科學(xué)領(lǐng)域一項(xiàng)重大的科學(xué)命題。2001年，國際人類蛋白質(zhì)組組織宣告成立。之后，該組織正式提出啟動了兩項(xiàng)重大國際合作行動：一項(xiàng)為哪一項(xiàng)由中國科學(xué)家牽頭執(zhí)行的“人類肝臟蛋白質(zhì)組方案〞；另一項(xiàng)為哪一項(xiàng)以美國科學(xué)家牽頭執(zhí)行的“人類血漿蛋白質(zhì)組方案〞，由此拉開了人類蛋白質(zhì)組方案的帷幕。精選ppt“人類肝臟蛋白質(zhì)組方案〞是國際上第一個(gè)人類組織／器官的蛋白質(zhì)組方案，由我國賀福初院士牽頭，這是中國科學(xué)家第一次領(lǐng)銜的重大國際科研協(xié)作方案，總部設(shè)在北京，目前有16個(gè)國家和地區(qū)的80多個(gè)實(shí)驗(yàn)室報(bào)名參加。它的科學(xué)目標(biāo)是揭示并確認(rèn)肝臟的蛋白質(zhì)，為重大肝病預(yù)防、診斷、治療和新藥研發(fā)的突破提供重要的科學(xué)根底。人類蛋白質(zhì)組方案的深入研究將是對蛋白質(zhì)工程的有力推動和理論支持。精選ppt思考：對天然蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，你認(rèn)為應(yīng)該直接對蛋白質(zhì)分子進(jìn)行操作，還是通過對基因的操作來實(shí)現(xiàn)？應(yīng)該從對基因的操作來實(shí)現(xiàn)對天然蛋白質(zhì)改造，主要原因如下：〔1〕任何一種天然蛋白質(zhì)都是由基因編碼的，改造了基因即對蛋白質(zhì)進(jìn)行了改造，而且改造過的蛋白質(zhì)可以遺傳下去。如果對蛋白質(zhì)直接改造，即使改造成功，被改造過的蛋白質(zhì)分子還是無法遺傳的。〔2〕對基因進(jìn)行改造比對蛋白質(zhì)直接改造要容易操作，難度要小得多。精選ppt討論：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—…〔1〕怎樣得出決定這一段肽鏈的脫氧核苷酸序列？請把相應(yīng)的堿基序列寫出來。首先應(yīng)該根據(jù)三聯(lián)密碼子推出mRNA序列，每種氨基酸都有對應(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。再根據(jù)堿基互補(bǔ)配對規(guī)律推出脫氧核苷酸序列。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就比較復(fù)雜，至少可以排列出16種。精選pptGCU〔或C或A或G〕UGGAAA〔或G〕AUGUUU〔或C〕mRNA序列脫氧核苷酸序列GCT(或C或A或G)TGGAAA(或G)ATGTTT(或C)CGA(或G或T或C)ACCTTT（或C)TACAAA(或G)〔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〕？確定目的基因的堿基序列后，就可以根據(jù)人類的需要改造它，通過人工合成的方法或從基因庫中獲取。精選ppt異想天開:能不能根據(jù)人類需要的蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)相應(yīng)的基因，導(dǎo)入適宜的細(xì)菌中，讓細(xì)菌生產(chǎn)人類所需要的蛋白質(zhì)食品呢？理論上講可以，但目前還沒有真正成功的例子。一些報(bào)道利用細(xì)菌生產(chǎn)人類需要的蛋白質(zhì)往往都是自然界已經(jīng)存在的蛋白質(zhì)，并非完全是人工設(shè)計(jì)出來而自然不存在的蛋白質(zhì)。主要原因是蛋白質(zhì)的高級結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，人類對蛋白質(zhì)的高級結(jié)構(gòu)和在生物體內(nèi)如何行使功能知之甚少，很難設(shè)計(jì)出一個(gè)嶄新而又具有生命功能作用的蛋白質(zhì)，而且一個(gè)嶄新的蛋白質(zhì)會帶來什么危害也是人們所擔(dān)憂的。精選ppt在根底理論研究方面，蛋白質(zhì)工程是研究多種蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能、蛋白質(zhì)折疊、蛋白質(zhì)分子設(shè)計(jì)等一系列分子生物學(xué)根本問題的一種新型的、強(qiáng)有力的手段。通過對蛋白質(zhì)工程的研究，可以深入地揭示生命現(xiàn)象的本質(zhì)和生命活動的規(guī)律。精選ppt2.基因工程是遵循中心法那么，從DNA→mRNA→蛋白質(zhì)→折疊產(chǎn)生功能，根本上是生產(chǎn)出自然界已有的蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)工程是按照以下思路進(jìn)行的：確定蛋白質(zhì)的功能→蛋白質(zhì)應(yīng)有的高級結(jié)構(gòu)→蛋白質(zhì)應(yīng)具備的折疊狀態(tài)→應(yīng)有的氨基酸序列→應(yīng)有的堿基排列，可以創(chuàng)造自然界不存在的蛋白質(zhì)。精選ppt3.通常所說的酶工程是用工程菌生產(chǎn)酶制劑，而沒有經(jīng)過由酶的功能來設(shè)計(jì)酶的分子結(jié)構(gòu)，然后由酶的分子結(jié)構(gòu)來確定相應(yīng)基因的堿基序列等步驟。因此，酶工程的重點(diǎn)在于對已存酶的合理充分利用，而蛋白質(zhì)工程的重點(diǎn)那么在于對已存在的蛋白質(zhì)分子的改造。當(dāng)然，隨著蛋白質(zhì)工程的開展，其成果也會應(yīng)用到酶工程中，使酶工程成為蛋白質(zhì)工程的一局部。精選ppt蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)血紅蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)

血紅蛋白分子就是由二個(gè)由141個(gè)氨基酸殘基組成的α亞基和二個(gè)由146個(gè)氨基酸殘基組成的β亞基按特定的接觸和排列組成的一個(gè)球狀蛋白質(zhì)分子，每個(gè)亞基中各有一個(gè)含亞鐵離子的血紅素輔基。返回精選ppt1.與“限制性內(nèi)切酶〞作用部位完全相同的酶是：〔〕A．反轉(zhuǎn)錄酶B．RNA聚合酶C．DNA連接酶D．解旋酶2.除以下哪一項(xiàng)外，轉(zhuǎn)基因工程的運(yùn)載體必須具備的條件是：〔〕A．能在宿主細(xì)胞中復(fù)制并保存、B．具有多個(gè)限制酶切點(diǎn)，以便與外源基因連接C．具有標(biāo)記基因，便于進(jìn)行篩選D．是環(huán)狀形態(tài)的DNA分子CD精選ppt3.目的基因與運(yùn)載體結(jié)合所需的條件是：〔〕①同一種限制酶②具有標(biāo)記基因的質(zhì)粒③RNA聚合酶④目的基因⑤DNA連接酶⑥四種脫氧核苷酸⑦ATPA．①②③④⑤⑥⑦B．①②④⑤⑥⑦C．①②③④⑤⑦D．①②④⑤⑦D精選ppt4.能夠使植物體表達(dá)動物蛋白的育種方法是〔〕A．單倍體育種B．雜交育種C．基因工程育種D．多倍體育種5.科學(xué)家用納米技術(shù)制造出一種“生物導(dǎo)彈〞，可以攜帶DNA分子。把它注射入組織中，可以通過細(xì)胞的內(nèi)吞作用的方式進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，DNA被釋放出來，進(jìn)入到細(xì)胞核內(nèi)，最終整合到細(xì)胞染色體中，成為細(xì)胞基因組的一局部，DNA整合到細(xì)胞染色體中的過程，屬于()A．基因突變B．基因重組C．基因互換D．染色體變異CB精選ppt6.蘇云金芽孢桿菌的抗蟲基因?qū)朊藁?xì)胞是否已表達(dá)，其檢測方法是：〔〕A．是否有抗生素抗性B．是否能檢測到標(biāo)記基因C．是否有相應(yīng)的性狀D．是否能別離到目的基因C精選ppt7.如果科學(xué)家通過轉(zhuǎn)基因工程，成功地把一名女性血友病患者的造血干細(xì)胞進(jìn)行改造，使其凝血功能恢復(fù)正常。那么，她后來所生的兒子中：〔〕A．全部正常B．一半正常C．全部有病D．不能確定C精選ppt8.1987年，美國科學(xué)家將螢火蟲的螢光素基因轉(zhuǎn)入煙草植物細(xì)胞，獲得高水平的表達(dá)。長成的植物通體光亮，堪稱自然界的奇跡。這一研究成果說明：〔〕①螢火蟲與煙草植物的DNA結(jié)構(gòu)根本相同②螢火蟲與煙草植物共用一套遺傳密碼③煙草植物體內(nèi)合成了螢光素④螢火蟲和煙草植物合成蛋白質(zhì)的方式根本相同A．①和③ B．②和③ C．①和④ D．①②③④D精選ppt9.DNA探針能檢測到標(biāo)本上的：〔〕A．遺傳密碼B．遺傳信息C．蛋白質(zhì)序列D．細(xì)胞結(jié)構(gòu)10.切取牛的生長激素和人的生長激素基因，用顯微注射技術(shù)將它們分別注入小鼠的受精卵中，從而獲得了“超級鼠〞，此項(xiàng)技術(shù)遵循的原理是〔〕A．基因突變：DNA→RNA→蛋白質(zhì)B．基因工程：RNA→RNA→蛋白質(zhì)C．細(xì)胞工程：DNA→RNA→蛋白質(zhì)D．基因工程：DNA→RNA→蛋白質(zhì)BD精選ppt11．多聚酶鏈?zhǔn)椒错憽睵CR〕是一種體外迅速擴(kuò)增DNA片段的技術(shù)。PCR過程一般經(jīng)歷下述三十屢次循環(huán)：95℃下使模板DNA變性、解鏈→55℃下復(fù)性〔引物與DNA模板鏈結(jié)合〕→72℃下引物鏈延伸〔形成新的脫氧核苷酸鏈〕。以下有關(guān)PCR過程的表達(dá)中不正確的選項(xiàng)是：〔〕A．變性過程中破壞的是DNA分子內(nèi)堿基對之間的氫鍵，也可利用解旋酶實(shí)現(xiàn)B．復(fù)性過程中引物與DNA模板鏈的結(jié)合是依靠堿基互補(bǔ)配對原那么完成C．延伸過程中需要DNA聚合酶、ATP、四種核糖核苷酸D．PCR與細(xì)胞內(nèi)DNA復(fù)制相比所需要酶的最適溫度較高C精選ppt12.蛋白質(zhì)工程中直接