蛋白质工程崛起教学设计.doc
1.4蛋白质工程的崛起教学设计
选修三《1.4蛋白质工程的崛起》教学设计彭妙君一、教材分析《蛋白质工程的崛起》是高中生物人教版选修3《现代生物科技专题》专题1《基因工程》的第四节的内容。
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。
本节内容较少，课程标准的要求也不高，对本节知识的处理要从挖掘教材文字上入手，让学生明白蛋白质工程与基因工程的区别与联系、蛋白质工程的操作过程、蛋白质工程目前的现状。
蛋白质工程成功的例子不多，主要是因为蛋白质发挥其功能需要依赖于正确的空间结构，而科学家目前对大多数蛋白质的空间结构了解很少。
这样的学习，可以使学生认识到科学探索之路的漫长、艰辛和永无止境。
二、学情分析学生在必修一和必修二的课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。
这是学习新知识的基础。
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。
结合课本中插图说明蛋白质工程的原理应该是中心法则的逆推。
三、教学目标：（一）知识与技能：1.举例说出蛋白质工程崛起的缘由。
2.简述蛋白质工程的原理。
3.尝试运用逆向思维分析和解决问题。
（二）过程与方法：1.通过实例了解蛋白质工程崛起的缘由2.利用逆向思维，通过让学生上讲台板书的方法来体现蛋白质工程的过程。
（三）情感态度价值观通过教学激发学生的想象力和创造力，培养学生探究科研的精神。
四、教学重点和难点：蛋白质工程的原理。
五、教学方法：讲授法、谈话法六、教学准备：让学生课前完成导学案七、教学过程：八、教学反思：在教学过程中，给学生自主阅读和思考的时间，指导学生加强与已有知识的联系，用逆向思维的方法解决新问题，把课堂的大部分时间还给学生，让学生通过自主学习、观察、讨论来学习。
区别基因工程和蛋白质工程的不同，认同蛋白质工程是第二代基因工程。
课堂给学生上讲台展示的机会，能够锻炼学生的胆量，提高学生自主学习的兴趣，增强学生信心。
感谢您的阅读，祝您生活愉快。
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《蛋白质工程的崛起》教学设计
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《蛋白质工程的崛起》教学设计
1.4蛋白质工程的崛起
1教材分析
《蛋白质工程的崛起》是高中生物人教版选修3专题1基因工程中第4节内容，是基因工程的延伸和发展。
由于蛋白质工程刚刚起步：学习内容较少。
如何学得充实，又让学生悟出些终身学习的道理，建议采用问题探究新问题再探究的教学模式。
[来源:学科网ZXXK]
2学情分析
学生经过学习业已掌握基因工程的原理，知道也只是实现了世界上现有基因在转基因生物中的表达。
通过对中心法则的熟练掌握并加以运用，处理好本节内容。
因此在教学过程中，一要启发学生发挥创新能力，二要锻炼学生利用逆向思维的方法解决新问题的能力。
人教版选修三1.4蛋白质工程的崛起教案(2)
1.4 蛋白质工程的崛起教案【教学目标】1、知识与技能（1）举例说出蛋白质工程崛起的缘由；（2）简述蛋白质工程的原理。
2、过程与方法（1）分析有关蛋白质工程方面的资料，进行整理、分析和交流；（2）尝试运用逆向思维分析和解决问题。
3、情感态度与价值观（1）参与小组合作交流，体验合作学习的乐趣；（2）认同蛋白质工程理论研究与技术开发之间的关系。
【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。
【课时安排】1 课时【教具准备】教学课件【教学过程】一、新课导入【情景导入】这是两把尺子，左边的尺子一端没有开一个小孔，在户外工作不便携带，一番调研后，技术人员对模具稍加改进，便有了改进后的尺子（右边），方便了人们的使用。
基因工程的应用，克服了远缘杂交的障碍，取得了丰硕成果，例如：大肠杆菌为人类生产出了胰岛素，牛的乳腺生物反应器为人类制造出了蛋白质类药物,, 人们实现了世界上现有基因在转基因生物中的表达。
但是在生产实践中，人们又发现了新的问题。
二、新课学习【问题探讨】同学们阅读教材P26 内容，思考讨论解决下列问题：1.为什么要进行蛋白质工程研究呢?（基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质，这些天然的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。
）2.科学家如何实现干扰素的体外保存?（将其分子上的一个半胱氨酸变成丝氨酸，那么在—70 C的条件下可以保存半年）3.如何提高玉米中赖氨酸的含量?（将天冬氨酸激酶的第352 位的苏氨酸变成异亮氨酸，将二氢吡啶二羧酸合成酶的第104 位天冬酰氨酸变成异亮氨酸，可使玉米叶片和种子中的游离的赖氨酸分别5 倍和2 倍）4.你知道国际人类蛋白质组计划吗？它与蛋白质工程有什么联系？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后，生命科学乃至自然科学领域一项重大的科学命题。
《蛋白质工程的崛起》教案
《蛋白质工程的崛起》教案一、教学目标1. 让学生了解蛋白质工程的基本概念，理解其与传统蛋白质研究的区别。
2. 掌握蛋白质工程的基本原理，包括基因修饰、基因合成等。
3. 了解蛋白质工程在医药、农业、工业等领域的应用。
4. 培养学生对蛋白质工程的兴趣，提高其创新意识和实践能力。
二、教学内容1. 蛋白质工程的基本概念1.1 蛋白质的定义与结构1.2 蛋白质工程与传统蛋白质研究的区别2. 蛋白质工程的基本原理2.1 基因修饰2.2 基因合成3. 蛋白质工程的技术方法3.1 基因克隆与表达3.2 蛋白质结构预测与设计4. 蛋白质工程的应用领域4.1 医药领域4.2 农业领域4.3 工业领域5. 蛋白质工程的发展趋势与挑战三、教学过程1. 导入：通过播放一段关于蛋白质工程的视频，激发学生的兴趣，引出本节课的主题。
2. 讲解：分别讲解蛋白质工程的基本概念、基本原理、技术方法、应用领域和发展趋势。
3. 案例分析：分析一些典型的蛋白质工程案例，如药物研发、生物制药等，让学生更加深入地理解蛋白质工程的应用。
4. 讨论：组织学生分组讨论，思考蛋白质工程在现实生活中的意义和挑战，准备进行课堂分享。
5. 总结：对本次课程的内容进行梳理，强调蛋白质工程的重要性和发展前景。
四、教学评价1. 课堂问答：检查学生对蛋白质工程基本概念的理解。
2. 案例分析报告：评估学生对蛋白质工程应用领域的掌握程度。
3. 小组讨论：评价学生在讨论中的参与程度和创新思维。
五、教学资源1. 教材：蛋白质工程相关教材或科普书籍。
2. 视频：关于蛋白质工程的科普视频。
3. 网络资源：蛋白质工程相关的科研论文、新闻报道等。
4. 实验室设备：用于蛋白质工程实验的器材和试剂。
六、教学活动1. 互动游戏：设计一个关于蛋白质结构的互动游戏，让学生在游戏中加深对蛋白质结构的理解。
2. 实验演示：进行一次蛋白质工程实验的演示，让学生直观地感受蛋白质工程的操作过程。
3. 小组项目：让学生分组完成一个蛋白质工程的项目，培养学生的实践能力和团队合作精神。
生物选修人教版14蛋白质工程的崛起(教学设计)
《蛋白质工程的崛起》教学设计一、教学目标的确定蛋白质工程的诞生是有其理论与技术条件支撑的，正如课本中开头描述的，它是随着分子生物学、晶体学以及计算机技术的迅猛发展而诞生的，也与基因组学、蛋白质组学、生物信息学的发展等因素有关（本书"前沿动态"中有简要介绍）。
蛋白质工程目前的现状：成功的例子不多，主要是因为蛋白质发挥其功能需要依赖于正确的空间结构，而科学家目前对大多数蛋白质的空间结构了解很少。
这样学习，可以使学生认识到科学探索之路的漫长、艰辛和永无止境。
学生在必修课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。
这是学习新知识的基础。
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，可以较明确地说明这一点。
教学目标：1.举例说出蛋白质工程崛起的缘由。
2.简述蛋白质工程的原理。
3.尝试运用逆向思维分析和解决问题。
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。
教学方法：采用"问题-探究-新问题-再探究"的教学模式。
二、教学设计思路新课一开始，可以带领学生回忆原有知识：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，为克服这一远缘杂交的障碍问题，带来了新的希望。
于是取得了丰硕成果：大肠杆菌为人类生产出了胰岛素，牛的乳腺生物反应器为人类制造出了蛋白质类药物，烟草植物体内含有了某种药物蛋白……至此，人们也只是实现了世界上现有基因在转基因生物中的表达。
但一个新问题出现了，生物产生的天然蛋白质是在长期进化过程中形成的，它的结构、性能不能完全满足人类生产和生活的需要。
为了加深这一点的认识，可调动学生从书中找实例（干扰素例子、工业用酶的例子）加以佐证。
第4节蛋白质工程的崛起学案.doc
第4节蛋白质工程的崛起（学案）备课人：局二生物备课组自学检测单一、蛋白质工程崛起的缘由1.蛋白质工程的定义：是指以蛋白质分子的及其与的关系作为基础，通过修饰或,对现有蛋白质进行,或制造一种的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。
2.蛋白质工程的基础：____________________（1）基因工程的实质：将一种生物的转移到另一种生物体内，使后者产生它本不能产生的,从而产生新的 O（2）_____________________________________________________________________________ 基因工程的不足：（能/不能）产生新的蛋白质，因此在原则上______________________________________ =3.蛋白质工程崛起的原因：为了弥补天然蛋白质的不足天然蛋白质是长期进化过程中形成的，其和符合特定物种生存的需要。
却不一定完全符合人们的需要。
例如：（1）为了便于干扰素的保存，可将其分子上的一个变成;（2）将天冬氨酸激酶的第352位的变成,将二氢毗嚏二段酸合成酶中104位的变成,就可以使玉米叶片和种子中的游离赖氨酸分别提高5倍和2倍。
二、蛋白质工程的基本原理：1.原理：由预期的蛋白质找到相对应的 o2.流程：预期蛋白质功能一设计预期的结构一推测应有的-找到相对应的 ________________________三、蛋白质工程的进展和前景1.进展：如胰岛素速效型药品的生产。
2.前景诱人：用此技术制成的电子元件，具有体积小、耗电少和的特点。
3.难度很大：主要是目前科学家对大多数蛋白质的的了解还很不够。
巩固提升单1.下面各项中与蛋白质工程没有直接联系的是（）A.利用各种高科技手段分析蛋白质的分子结构B.研究并改变某种蛋白质相关基因的碱基序列C.设计和制造自然界中没有的人工蛋白质D.用基因替换的方法治疗人的某种遗传病2.当前医学上，第二代生物技术药物正逐渐取代第一代多肽蛋白质类替代治疗剂。
教学设计10：1.4 蛋白质工程的崛起
1.4 蛋白质工程的崛起一、设计理念本节课是选修3现代生物科技专题，专题1基因工程的第四节，由于本专题的内容都是当前发展非常迅速的领域，所以本节课的设计理念定位在开拓学生视野，培养并树立与时俱进的观念，培养学生现代信息素养，进一步提高学生的生物学素养四个方面，切实落实主体性教学，提高学生的学习能力，训练学生科学的思维方法，同时悟出终身学习的道理。
二、教材分析1.地位和作用“蛋白质工程的崛起”一节是新课程标准教材人教版生物选修3专题1基因工程第4节的内容，本节内容是基因工程的延伸和发展，是在前面学习了DNA重组技术的基本工具、基因工程的基本操作程序和基因工程的应用基础上学习的。
学生在充分了解基因工程应用累累硕果的基础之上，认识到社会的更高需求召唤着科学、技术的再创新——第二代基因工程的崛起。
本节内容培养并树立与时俱进观念，提高学生现代信息素养，感悟终身学习道理的极佳素材。
在教学中，通过发挥学生的主体作用，优化课堂结构，把知识的传授过程优化成一个科学的探究过程，能力提升的过程。
2.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。
三、学情分析学生在必修1中学习了生命活动的承担者—蛋白质一节内容，由于时间间隔长，有一些知识点存在遗忘的情况，所以本课中设计了旧知识回顾的环节，在日常学习过程中学生已养成了课前预习的学习习惯，高二（1）班作为理科班学生学习生物学的兴趣十分浓厚，能够积极参与资料收集等学习活动。
四、教学目标1.知识方面（1）举例说出蛋白质工程崛起的缘由（2）简述蛋白质工程的原理。
2．能力方面（1）尝试运用逆向思维分析和解决问题。
（2）通过进展追踪活动，提高收集资料、处理资料、撰写专题综述报告的能力。
3．情感态度与价值观方面关注蛋白质工程的进展。
五、教学模式根据主体性教学目标，以“自主性、探究性、合作性”为学生学习的三个基本维度，以培养学生的科学素质为指导，以侧重培养学生收集整理信息为归宿，本节课采用“问题—探究—新问题—再探究”的教学模式，融合讨论法、归纳法，并配以多媒体辅助教学，引导学生进行学习。
高中生物人教版选修3教案-1.4_蛋白质工程的崛起_教学设计_教案_3
教学准备1. 教学目标一知识与技能:1、举例说出蛋白质工程崛起的缘由2、简述蛋白质工程的原理3、尝试运用逆向思维分析和解决问题。
二过程与方法:1、通过实例了解蛋白质工程崛起的缘由2、利用逆向思维,通过举例的方法来体现蛋白质工程的过程三情感态度与价值观:通过教学让学生展开思维的翅膀,大胆想象,激发起学生的想象力与创造力,培养学生的吃苦耐劳和坚忍不拔的科研精神。
2. 教学重点/难点(1)蛋白质工程的原理。
(2)蛋白质工程的应用3. 教学用具4. 标签教学过程【导入】设问展示蛋白质的有关图片并设问:什么是蛋白质?蛋白质的结构和功能有哪些?学生回答,老师纠正讲解。
【讲授】过程1.天然蛋白质的优缺点2.蛋白质工程的崛起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一种新的蛋白质,以满足人类的生产和生活的需求这是一门从改变基因入手,定做新的蛋白质的技术。
故有人将其称为“第二代基因工程”3.蛋白质工程的历史4.蛋白质工程的研究方向简单介绍蛋白质组计划与基因组计划(三) 蛋白质工程的原理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。
②演示天然蛋白质的合成过程想一想: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? (基因)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)④基本步骤:分离纯化目的蛋白,使之结晶并作X晶体衍射分析,结合核磁共振等其他方法的分析结果,得到其空间结构的尽可能多的信息。
对目的蛋白的功能作详尽的研究,确定它的功能域。
通过对蛋白质的一级结构、空间结构和功能之间的相互关系的分析,找出关键的基团和结构。
在蛋白质结构与功能研究的基础上,借助于计算机图像显示和分子辅助设计,提出对目的蛋白分子的改建或构建方案,并用基因工程的方法去实施。
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《蛋白质工程的崛起》教学设计
程雪梅
一、教学目标的确定
蛋白质工程的诞生是有其理论与技术条件支撑的，正如课本中开头描述的，它是随着分子生物学、晶体学以及计算机技术的迅猛发展而诞生的，也与基因组学、
蛋白质组学、生物信息学的发展等因素有关（本书“前沿动态”中有简要介绍）。
蛋白质工程目前的现状：成功的例子不多，主要是因为蛋白质发挥其功能需要依赖
于正确的空间结构，而科学家目前对大多数蛋白质的空间结构了解很少。
可以使学生认识到科学探索之路的漫长、艰辛和永无止境。
学生在必修课中已学习
过中心法则及蛋白质具有复杂的空间结构等知识。
这是学习新知识的基础。
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 质工程的原理应该是中心法则的逆推。
结合课本中插图，可以较明确地说明教学目标：
1.举例说出蛋白质工程崛起的缘由。
2.简述蛋白质工程的原理。
3.尝试运用逆向思维分析和解决问题。
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。
教学方法：采用“问题—探究—新问题—再探究”的教学模式。
二、教学设计思路
新课一开始，可以带领学生回忆原有知识：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，为克服这一远缘杂交的障碍问
题，带来了新的希望。
于是取得了丰硕成果：大肠杆菌为人类生产出了胰岛素，牛的乳腺生物反应器为人类制造出了蛋白质类药物，烟草植物体内含有了某种药物
蛋白至此，人们也只是实现了世界上现有基因在转基因生物中的表达。
但一个
三、教学实施的程序
教学过程教学内容教学手段
师：根据前面所学内容，试概括说出基因工程学生讨论
解决了哪些生活、生产中难以解决的问题。
1．创设情生：基因工程可以生产人类需要的药物，如胰
景，引入岛素、干扰素等，我们吃的，使
对蛋白质某些食品如番茄、土豆等农业中的抗虫棉、抗
工程崛起病毒烟草等，上述产品有些是常规方法难以生
的学习。
产或者生产成本过高。
赞扬也是教育
的一种方式。
师：基因工程的实质是将一种生物的基因转移
到另一种生物体内，使后者产生它本身不能
产生的蛋白质，进而表现出新的性状。
但基因
工程，人们也只是实现了世界上现有基因在
转基因生物中的表达。
即基因工程在原则上只
能生产自然界已存在的蛋白质。
一个新问题举例
出现了，生物产生的天然蛋白质是在长期进化
过程中形成的，它的结构、性能不能完全满足
人类生产和生活的需要。
我们该怎么办？
以满足人类
生：对现有蛋白质进行定向改造，
的生产和生活需要。
师：大家都知道“人类基因组计划”，那么你介绍一些比较
们知道国际人类蛋白质组计划吗？它与前沿的知识。
蛋白质工程有什么关系？
师：人类蛋白质组计划是继人类基因组计划
后，生命科学乃至自然科学领域一项重大
的科学命题。
2001 年国际人类蛋白质组这部分知识较2．学习组织宣告成立。
2003 年该组织正式提出新，学生了解的“蛋白质启动了两项重大国际合作行动：一项是由较少，一教师讲工程的崛中国科学家牵头执行的“人类肝脏蛋白质述为主。
起的缘组计划”；另一项是以美国科学家牵头执
由”行的“人类蛋白质组计划”，由此拉开了
蛋白质组计划的帷幕。
学生归纳师：通过上面的学习我们已经大概了解了蛋白
质工程崛起的理由。
及时鼓励学生。
生：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。
学生讨论
师：归纳的很好！我们刚才提到的干扰素在体外
保存相当困难，如果将其分子上的一个
半胱氨酸变成丝氨酸，那么在— 70 度的条件下
可以保存半年。
师：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？
生：通过对基因的操作来实现，因为基因决定
3．学习“蛋白质工程的基本原理”师：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。
生：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
师：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？
生：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）
师：下面我们利用蛋白质工程原理来解决课本
27页讨。
论题。
生：—丙氨酸—色氨酸—赖氨酸—甲硫氨酸—
苯丙氨酸—
mRNA ： GCU( 或 C 或 A 或 G)UGGAAA（或G）
AUGUUU （或 C ）
DNA 的一条链： CGA（或G 或 T 或 C ）ACCTTT
（或 C） TACAAA （或 G）
确定了基因的碱基序列后，就可以根据人类
的需要改造它，通过人工合成的方法或从基
因库中获取。
师：回答的很好。
通过以上的讨论我们来总学生讨论。
结一下什么是蛋白质工程。
生：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。