需要
干扰素（半胱氨酸） 改造 干扰素（丝氨酸）
体外很难保存
体外可以保存半年
玉米中赖氨酸含量比较低
玉米中赖氨酸含量可提高数倍
天冬氨酸激酶
改造
（352位的苏氨酸）
天冬氨酸激酶 （异亮氨酸）
二氢吡啶二羧酸合成酶 改造 二氢吡啶二羧酸合成酶
（104位的天冬酰胺）
（异亮氨酸）
自 主 学 习
任务：阅读教材第26页第三段 时间：3分钟 问题：
作 应该从对基因的操作来实现对天然蛋 白质改造，主要原因如下：
探 究
（1）任何一种天然蛋白质都是由基因编码 的，改造了基因即对蛋白质进行了改造， 而且改造过的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，难度要小得多。
1.蛋白质工程的目标是什么？ 2.蛋白质工程的原理？思考26页第二个问号 3. 蛋白质工程的基本途径是什么？ 4.总结出什么是蛋白质工程？
问 二、蛋白质工程的基本原理
1、目标：
题
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。
2、原理：
归
纳
合 思考：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？
蛋白质工程的崛起
创
胰岛素改造
设 情 境
天然胰岛素制剂在储存中易形成二聚 体和六聚体，延缓胰岛素从注射部位进 入血液，从而延缓了其降血糖作用，这 是胰岛素B23-B28氨基酸残基结构所致。 利用蛋白质工程技术改变这些残基，则 可降低其聚合作用，使胰岛素快速起作 用。该速效胰岛素已通过临床实验。这 种制剂的形成正是利用了蛋白质工程技 术。
作 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、UUC
探 讨论：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
究 出来。
mRNA序列 GCU（或C或A或G）UGGAAA（或G）AUGUUU（或C）
CGA (或G或T或C) ACCTTT（或C)TACAAA (或G) 脱氧核苷酸
翻译 肽链
折叠 等
具有空间结 构的蛋白质
纳 遵循中心法则，并需经过高级空间结构的转变
问 ３. 途径:
预期的蛋白质功能
题
设计预期的蛋白质结构
归
推测应有的氨基酸序列
纳 找到相对应的脱氧核苷酸序列（基因）
DNA合成 基因 DNA 转录 mRNA翻译
分子 设计
氨基酸序 列多肽链
折叠
蛋白质 三维结构
图1-29蛋白质工程流程图
归
（2）基因工程的不足：
纳 在原则上只能生产自然界已存 在的蛋白质。
问 2、天然蛋白质的不足
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
题 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。
归 纳
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。
ห้องสมุดไป่ตู้ 例如：
满足人类生 产和生活的
练 2．蛋白质工程中直接需要进行操作的对象是
Ｄ Ａ．氨基酸结构 B．蛋白质空间结构
习 C．肽链结构 D．基因结构
反 ❖ 3．下列关于蛋白质工程的说法错误的是
（
）
Ｂ
❖ A．蛋白质工程能定向改造蛋白质分子的结
馈 构，使之更加符合人类的需要
❖ B．蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分 子直接进行操作，定向改变分子的结构
Ｃ ❖ 5、蛋白质工程的基本流程正确的是（ ）
练 ❖ ①蛋白质分子结构设计②DNA合成③预期蛋 白质功能④根据氨基酸序列推出脱氧核苷酸序 列
习 ❖ A．①②③④ ❖ C．③①④②
B．④②①③ D．③④①②
反 馈 练
❖ 6、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（
布
置
练习册及报纸相关习题
作 业
序列
GCT (或C或A或G) TGGAAA (或G)ATGTTT (或C)
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）？
确定目的基因的碱基序列后，就可以根据人
类的缘由
堂 小 结
2、蛋白质工程的原理： 中心法则的逆推
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 找到相应的脱氧核苷酸序列 3、蛋白质工程的进展和前景
反 馈
1 ．关于生物体内存在的天然蛋白质，下列说 法不正确的是（ ）
D 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
问 二、蛋白质工程的基本原理
1、目标：
题 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。 2、原理：
归 改造基因（基因修饰或基因合成）
纳
问 题
复制
复制
转录
DNA
逆转录
翻译
RNA
蛋白质
归 纳
天然蛋白质的合成遵循中心法则
问 天然蛋白质的合成过程
题 归
DNA 转录
RNA
表达生物特有 的功能或性状
练 ❖ C．蛋白质工程能产生出自然界中不曾存在 过的新型蛋白质分子
❖ D．蛋白质工程与基因工程密不可分，又被
习 称为第二代基因工程
反 ❖ 4、以下关于蛋白质工程的说法正确的是（ )
❖ A、蛋白质工程以基因工程为基础 ❖ B、蛋白质工程就是酶工程的延伸
Ａ
馈❖ C、蛋白质工程就是用蛋白酶对蛋白质进行改造 ❖ D、蛋白质工程只能生产天然的蛋白质
自 主 学 习
任务：阅读教材第26页第二段 时间：3分钟 问题：
1.基因工程的实质是什么？ 2.基因工程的不足是什么？ 3.天然蛋白质的不足是什么？ 4.蛋白质工程的目的是什么？
问 一、蛋白质工程崛起的缘由
1、基因工程的应用 （1）基因工程的实质：
题 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。
）
❖ A．氨基酸种类增多
Ｄ
❖ 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
习
反 馈 练 习
7、关于蛋白质工程的进展和应用，下列说
C 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
1.进展 胰岛素速效型药品
题 2.前景 应用于微电子方面 制作电子元件
归
具有 体积小 、耗电少和 效率高 的特点 3.现状
蛋白质工程目前成功的例子不多,原因是对蛋白质的
高级结构了解不够。要设计出更加符合人类需求的蛋
纳 白质还需经过艰辛的探索。
合
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-
生物 预期 功能 功能
问 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
题 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。
归
蛋白质工程是在基因工程的基础上，
纳
延伸出来的第二代基因工程。
问 五、蛋白质工程的进展和前景