蛋白质工程崛起的原因
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1.4蛋白质工程的崛起1.4 蛋白质工程的崛起█[目标与重难点]1知识目标、举例说出蛋白质工程崛起的缘由。
2能力目标、简述蛋白质工程的基本原理及基本途径。
3情感目标、尝试运用逆向思维分析和解决问题。
[教学重点和难点]1、教学重点——(1)为什么要开展蛋白质工程的研究?(2)蛋白质工程的原理2、教学难点——蛋白质工程的原理█[教学关键句段]一、蛋白质工程崛起的缘由:1、基因工程的实质:将一种生物的转移到另一处生物体内,后者产生它本不能产的,从而产生新性状。
2.蛋白质工程目的:生产符合人们生活需要的并非自然界已存在的。
二.蛋白质工程基本原理1.目标:根据人们对功能的特定需求,对结构进行分析设计。
2.原理:基因改造。
3.过程:预期蛋白质功能→设计结构→推测应有序列→找到对应的序列(基因)。
三、蛋白质工程的进展和前景例如:科学家通过对的改造,已使其成为速效型药品;用蛋白质工程方法制成的电子元件,具有、和的特点,因此有极为广阔的发展前景。
█【课堂流程】1、回顾已学习过中心法则及蛋白质具有复杂的空间结构等知识。
中心法则告诉我们遗传信息的流动方向如图所示。
遗传信息的流动方向那么,既然蛋白质的功能是由DNA决定的,那么要制造出新的蛋白质,就要改造DNA。
所以蛋白质工程的原理应该是中心法则的逆推。
(结合课本中插图)2、原理:中心法则的逆推天然蛋白质合成的过程是按照中心法则进行的:基因→表达(转录和翻译)→形成氨基酸序列的多肽链→形成具有高级结构的蛋白质→行使生物功能;而蛋白质工程却与之相反,它的基本途径是:从预期的蛋白质功能出发一设计预期的蛋白质结构一推测应有的氨基酸序列一找到相对应的脱氧核苷酸序列(基因)(如图3一l一3所示)。
蛋白质工程是先按照人们的意愿创造出满足人们需求的新基因,然后表达出具有不同功能的蛋白质。
3、蛋白质工程的主要步骤通常包括:(1)从生物体中分离纯化目的蛋白;(2)测定其氨基酸序列;(3)借助核磁共振和X射线晶体衍射等手段,尽可能地了解蛋白质的二维重组和三维晶体结构;(4)设计各种处理条件,了解蛋白质的结构变化,包括折叠与去折叠等对其活性与功能的影响;(5)设计编码该蛋白的基因改造方案,如点突变;(6)分离、纯化新蛋白,功能检测后投入实际使用4、蛋白质工程的概念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,通过基因修饰或基因合成,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。
蛋白质工程的崛起——研究性学习报告蛋白质工程崛起的缘由:通过基因工程能够大规模生产生物体内微量存在的活性物质,并借助转基因而改变动植物性状,得以在人类医疗保健中进行基因诊断和基因治疗。
在人类医疗保健中进行基因诊断和基因治疗。
然而在广泛利用自然界各种蛋白质的过程中就发现这些蛋白质只是适应生物自身的需要,而对开发它们进行产业化,开发往往不合意,需要加以改造。
蛋白质工程的目的:生产符合人类生产和生活需要的蛋白质。
对天然蛋白质进行改造,应该从对基因的操作来实现对天然蛋白质基因的改造。
主要原因如下:1、任何一种天然蛋白质都是由基因编码的,基因既对蛋白质进行了改造,而且改造过得蛋白质可以遗传下去。
如果对蛋白质直接改造,即使改造成功,被改造过的蛋白质分子还是无法遗传的。
2、对基因进行改造比对蛋白质直接改造要容易操作的多。
蛋白质工程的途径:天然蛋白质的合成途径:表达(转录或翻译)、基因表达链(转录或翻译)、形成具有高级结构的蛋白质、形成氨基酸序列的多肽、行使生物功能。
蛋白质工程的流程:DNA合成合成基因 DNA mRNA 转录翻译氨基酸系列多肽链折叠分子设计蛋白质三维结构预期功能生物功能蛋白质工程的概念:基础:蛋白质的结构和功能途径:基因修饰和基因合成目标:改造蛋白质或制造新的蛋白质,满足人类的生产和生活的需要。
蛋白质工程的实质:是对编码蛋白质的基因进行改造,蛋白质工程是在基因工程的基础上延伸出来的第二代基因工程。
蛋白质工程的主要步骤通常包括:1、从生物体中分离纯化目的蛋白。
2、测定其氨基酸序列;借助核磁共振和X射线晶体衍射等手段尽可能的了解蛋白质的二维结构和三维晶体结构。
3、设计各种处理条件。
4、了解蛋白质的结构变化,包括折叠等对其活性与功能的影响。
5、设计编码该蛋白质的基因改造方案6、分离、纯化新蛋白,功能检测后投入实际应用。
高二12班李艺。
该知识点包括蛋白质工程崛起的缘由、蛋白质工程的基本原理、蛋白质工程的进展和前景等几个要点知识。
1.蛋白质工程崛起的缘由:蛋白质工程的崛起主要是工业生产和基础理论研究的需要。
而结构生物学对大量蛋白质分子的精确立体结构及其复杂的生物功能的分析结果,为设计改造天然蛋白质提供了蓝图。
分子遗传学的以定点突变为中心的基因操作技术为蛋白质工程提供了手段。
蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础,通过基因修饰或基因合成,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。
(基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质)2.蛋白质工程的基本原理:它可以根据人的需求来设计蛋白质的结构,又称为第二代基因工程。
基本途径:从预期的蛋白质功能出发,设计预期的蛋白质结构,推测应有的氨基酸序列,找到相对应的脱氧核苷酸序列(基因)。
以上是蛋白质工程特有的途径;以下按照基因工程的一般步骤进行。
(注意:目的基因只能用人工合成的方法)流程图:3.蛋白质工程的进展和前景:蛋白质工程的进展向人们展示出诱人的前景,如:通过对胰岛素的改造,使其成为一种速效性药品,再如:将蛋白质工程应用于微电子方面,制成电子元件,具有体积小、耗电少、效率高等优点。
但是由于蛋白质发挥功能必须依赖于它的高级结构(空间结构),这是相当复杂的,所以,目前成功的例子还不多,还需要人们的努力。
总之,蛋白质工程的前景是光明的,道路是曲折的。
【蛋白质工程的崛起考点分析】在平常测试中,该知识点比例不大,多以选择题的形式出现。
通常考查蛋白质工程的概念、基本原理、流程及应用等内容,难度不大。
有关蛋白质工程的内容极少出现在高考试题中,即使有也是依附在基因工程的试题中,有1-2个空。
所以同学们记住基础知识即可。
【蛋白质工程的崛起知识点误区】有关蛋白质工程的易错点:①对蛋白质分子进行改造,其本质是改变其基因组成。
如果对蛋白质直接改造,即使改造成功,被改造的蛋白质分子还是无法遗传。
蛋白质工程的崛起——研究性学习报告
蛋白质工程崛起的缘由:
通过基因工程能够大规模生产生物体内微量存在的活性物质,并借助转基因而改变动植物性状,得以在人类医疗保健中进行基因诊断和基因治疗。
在人类医疗保健中进行基因诊断和基因治疗。
然而在广泛利用自然界各种蛋白质的过程中就发现这些蛋白质只是适应生物自身的需要,而对开发它们进行产业化,开发往往不合意,需要加以改造。
蛋白质工程的目的:
生产符合人类生产和生活需要的蛋白质。
对天然蛋白质进行改造,应该从对基因的操作来实现对天然蛋白质基因的改造。
主要原因如下:1、任何一种天然蛋白质都是由基因编码的,基因既对蛋白质进行了改造,而且改造过得蛋白质可以遗传下去。
如果对蛋白质直接改造,即使改造成功,被改造过的蛋白质分子还是无法遗传的。
2、对基因进行改造比对蛋白质直接改造要容易操作的多。
蛋白质工程的途径:
天然蛋白质的合成途径:表达(转录或翻译)、基因表达链(转录或翻译)、形成具有高级结构的蛋白质、形成氨基酸序列的多肽、行使生物功能。
蛋白质工程的流程:
DNA合成合成基因DNA mRNA 转录翻译氨基酸系列多肽链折叠分子设计蛋白质三维结构预期功能生物功能
蛋白质工程的概念:
基础:蛋白质的结构和功能
途径:基因修饰和基因合成
目标:改造蛋白质或制造新的蛋白质,满足人类的生产和生活的需要。
蛋白质工程的实质:
是对编码蛋白质的基因进行改造,蛋白质工程是在基因工程的基础上延伸出来的第二代基因工程。
蛋白质工程的主要步骤通常包括:
1、从生物体中分离纯化目的蛋白。
2、测定其氨基酸序列;借助核磁共振和X射线晶体衍射等手段尽可能的了解蛋白质的二维
结构和三维晶体结构。
3、设计各种处理条件。
4、了解蛋白质的结构变化,包括折叠等对其活性与功能的影响。
5、设计编码该蛋白质的基因改造方案
6、分离、纯化新蛋白,功能检测后投入实际应用。
高二12班
李艺。