人教版教学课件第一章.ppt

怎样让一种生物的性状在另一种生物中 表达？ 在种内可以用常规的杂交育种的办法实现， 但要使有生殖隔离的种间生物实现基因交 流，就显得力不从心了 , 则应采用什么技术？ 杂交育种 基因工程 思考 ? 生物产生的天然蛋白质是在长期进化过程 中产生的，它的结构和性能不能完全满足 人类生产生活的需要。 例如：干扰素是动物体内的一种蛋白质是一种抗 病毒抗肿瘤的药物，但在体外保存相当困难。于 是我们要对现有的蛋白质进行改造，制造出目前 从天然蛋白质中找不到的蛋白质。这样人们由开 始了新一轮的探索，蛋白质工程应运而生了。 你知道人类蛋白质组计 划吗？它与蛋白质工程有什 么关系？我国科学家承担了 什么任务？ 人类蛋白质组计划是继人类基因组计划 之后，生命科学乃至自然科学领域中的一项 重大的科学命题。 2001 年，国际人类蛋白质 组组织宣告成立。之后，该组织正是提出启 动两项重大国际合作行为：一项是有中国科 学家牵头执行的 “人类肝脏蛋白质组计划” ； 另一项是以美国科学家牵头执行的 “人类血 浆蛋白质组计划” 。 “ 人类肝脏蛋白质组计划”是国际上第一 个人类组织／器官的蛋白质组计划，由我国贺 福初院士牵头，这是中国科学家第一次领衔的 重大国际科研协作计划，总部设在北京，目前 有 16 个国家和地区的 80 多个实验室报名参加。 它的科学 目标是揭示并确认肝脏的蛋白质 ， 为 重大肝病预防 、 诊断 、 治疗和新药研发的突破 提供重要的科学基础 。 人类蛋白质组计划的深入研究将是对蛋白 质工程的有力推动和理论支持 。 ? 蛋白质工程就是在对蛋白质的化学、晶体学、 动力学等结构与功能认识的基础上，对蛋白质 人工改造与合成的产品。 ? “后基因组时代”将是“蛋白质组学时代”， 即从对基因信息的研究转向对蛋白质信息的研 究，包括研究蛋白质结构、功能与应用及蛋白 质相互关系和作用。 一、蛋白质工程崛起的缘由 满足人类 生产和生 活的需要 例如： 改造 干扰素（半胱氨酸） 体外很难保存 干扰素（丝氨酸） 体外可以保存半年 玉米中赖氨酸含量比较低 天冬氨酸激酶 （ 352 位的苏氨酸） 二氢吡啶二羧酸合成酶 （ 104 位的天冬酰胺） 天冬氨酸激酶 （异亮氨酸） 二氢吡啶二羧酸合成酶 （异亮氨酸） 玉米中赖氨酸含量可提高数倍 改造 改造 二、蛋白质工程的基本原理 对天然蛋白质进行改造， 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？ 1 、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。 2 、蛋白质工程的原理：基因改造 3 、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） . 蛋白质工程操作程序的基本思路与基因工 程有什么不同？ ? 答：基因工程是遵循中心法则， DNA→mRNA→ 蛋白质 → 折叠产生功能， 基本上是生产出自然界已有的蛋白质 。 ? 蛋白质工程是按照以下思路进行的： ? 确定蛋白质的功能 → 蛋白质应有的高级结 构 → 蛋白质应具备的折叠状态 → 应有的氨 基酸序列 → 应有的碱基排列，可以创造自 然界不存在的蛋白质 蛋白质的一级结构 蛋白质的二级结构 胰 岛 素 的 三 级 结 构 血红蛋白质的四级结构 血红蛋白分子 就是由二个由 141 个氨基酸残 基组成的 α 亚基 和二个由 146 个 氨基酸残基组 成的 β 亚基按特 定的接触和排 列组成的一个 球状蛋白质分 子，每个亚基 中各有一个含 亚铁离子的血 红素辅基。 讨论：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 —…… （ 1 ）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。有多少种？ （ 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 ）？ （ 1 ） mRNA 序列为： GCU （或 C 或 A 或 G ） UGGAAA （或 G ） AUGUUU （或 C ） 脱氧核苷酸序列： CGA （或 G 或 T 或 C ） ACCTTT （或 C ） TACAAA （或 G ） （ 2 ）确定目的基因的碱基序列后，就可以根据人 类的需要改造它