蛋白质工程的崛起教学设计

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教学基本信息



课题

普高生物选修3专题一第四节《蛋白质工程的崛起》



作者及工作单位

　**_*学 王某某



指导思想与理论依据







在新课程理念的指导下，我们要注重对学生能力的培养，不断提高学生的科学素养。在教学中一方面要注重对学生进行探究性学习的培养，引导学生积极思考、主动探究，另一方面还要有意识地渗透引导学习尝试通过所学知识来解决生产生活中的实际问题，使学生学得充实，并在学习中领悟终身学习的道理。　



















教材分析



　《蛋白质工程的崛起》是人教版普通高中课程标准实验教科书生物选修3《现代生物科技专题》中专题1基因工程第4节的内容。蛋白质工程与基因工程联系密切，被称为第二代基因工程，同时又与必修教材中已学习过中心法则及蛋白质具有复杂的空间结构等知识密不可分。　　

由于蛋白质工程是基因工程的延伸和发展，因此我采用“问题—探究—新问题—再探究”的教学模式，课时为一课时。　　











































学情分析



本节内容是基因工程的延伸和发展，学生已经在必修课中学习过基因工程以及中心法则和蛋白质具有复杂的空间结构等知识，再加上教师在授课时采用“问题---探究---新问题---再探究”的层层深入的教学模式，所以学生学习起来难度不大，再加上与实际生活联系紧密，增加了趣味性，更容易为学生接受。　



























 教学目标







知识目标：1.举例说出蛋白质工程崛起的缘由。

能力目标：2.简述蛋白质工程的原理。

情感目标：3.尝试运用逆向思维分析和解决问题。















教学重点和难点



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。

教学难点：蛋白质工程的原理。







教学流程示意







首先回忆前面所学的基因工程育种，根据其应用之一总结出基因工程生产出的蛋白质均是自然界本身就有的，但是无法满足人类的需要，由此引出蛋白质工程。根据蛋白质工程的实例采用“问题—探究—新问题—再探究”的教学模式，引导学生对蛋白质工程的流程及原理进行探究，并进行归纳总结。































教学过程



教学环节

通过问题引出本节内容：

一、蛋白质工程崛起的缘由

二、蛋白质工程的基本原理

三、蛋白质工程的应用和前景

课堂小结：

巩固练习：

教师活动

引言：要想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。基因工程的诞生。多媒体展示问题

1.基因工程的实质

2 基因工程生产的蛋白质的特点

3.天然蛋白质的不足

进行总结：此时蛋白质工程应运而生了，由此引出蛋白质工程崛起的缘由

引导学生阅读教材P26页相关内容，提出问题：为什么要开展蛋白质工程的研究？

借助多媒体展示两个实例：　　

实例一：“干扰素在体内难长时间保存”；实例2：“玉米中赖氨酸含量低”，引导学生概括出蛋白质工程崛起的缘由：基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质，这些蛋白质却不一定完全符合人类生产和生活的需要。　　

教师探究设问：既然基因工程所生产出的蛋白质并不完全符合人类生产和生活的需要，那么我们如果想改变这些蛋白质的结构，同学们认为应该从哪入手呢？是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？　　

教师引导：基因是如何控制蛋白质的合成的呢？下面让我们一起来回忆一下生物体内的蛋白质合成的过程。

教师进一步引导：同学们说的对！但蛋白质工程却与之

相反，它的基本途径是什么呢？

教师鼓励引导：下面让我们利用蛋白质工程原理来解决课本　　

27页讨论题。

—丙氨酸—色氨酸—赖氨酸—甲硫氨酸—苯丙氨酸—　　

教师：回答的很好。通过以上的讨论同学们能否尝试来

总结一下什么是蛋白质工程

教师引导：基于以上蛋白质工程的原理，能不能根据人

类需要的蛋白质的结构设计相应的基因，导入适合的细

菌中，让细菌生产人类需要的蛋白质食品呢？

1.在生物工程制药领域、蛋白质工程有着广泛的应用。例如修改与胰岛素分子间整合作用有关的表面残基使其更容易解离成有活性的单体分子，从而使这种胰岛素成为速效型药物。制备生长鼠－人嵌合抗体减少因机体高度过敏而引起的副作用。

2.蛋白质工程可通过改造酶的结构，有目的地提高酶的热稳定性。　　

3.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。　　

教师进而引导学生大胆想像：能不能根据人类需要的蛋白质的结构，设计相应的基因，导入合适的细菌中，让细菌生产人类所需要的蛋白质食品呢？为什么说蛋白质工程是一项认识科学探索难度很大的工程，目前要设计出更加符合人类需要的蛋白质之路永无止境，还需经过艰辛的探索和努力？　　

1.蛋白质工程操作程序的基本思路与基因工程有什么不同？　　

2.课下完成“思考与探究”相关习题　

预设学生行为

通过阅读课本及分析

得到问题的相关答案

阅读课本，讨论

讨论得出结论：：通过对基因的操作来实现，因为基因决定蛋白质的合成。

回忆回答：基因→ mRNA→ 形成氨基酸序列的多肽链 → 盘曲折叠成有一定空间结构的蛋白质→ 行使生

物功能。　　

　学生归纳：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→找到相应的脱氧核苷酸序列（基因）　

确定碱基排序再对其进行改造

学生规纳

阅读教材根据归纳：主要是蛋白质的高级结构非常

复杂，人类对蛋白质的高级结构和在生物体内如何行使

功能知之甚少。很难设计出一个崭新而具有生命功能作

用的蛋白质，而且一个崭新的蛋白质会带来什么危害也

是人们所担心的。　　

设计意图

让学生回忆旧知

以问题驱动学习,引导学生自主探究、讨论、分析。　　

培养学生的归纳能力，并对学生概括的结果及时进行补充和鼓励。　　

提出问题，诱导思考，探究解决。　　

回忆旧知识，　　

通过文字与插图的结合，使抽象的文字在直观的插图中得以体现。 　　

进而培养学生的逆向思维能力　

在解决问题中加强对基础知识的深层次理解。解决本节课的难点

培养学生的归纳能力。　

介绍胰岛素的相关内容，激发学生爱家乡的热情。　　

让学生认识到科学探究之路的漫长、艰辛和永无止境。　　

解决本课的难点课内与课外结合



板书设计



　 蛋白质工程的崛起

一． 蛋白质工程崛起的缘由

二． 蛋白质工程的原理

三． 蛋白质工程的进展和前景

















































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