教材版本
人教版
科目
生物
課題
蛋白質(zhì)工程的原理和應(yīng)用
作者
課時(shí)
1課時(shí)
授課類(lèi)型
新授課
一、教材內(nèi)容分析
本節(jié)課《蛋白質(zhì)工程的原理和應(yīng)用》是人教版（2019）高中生物學(xué)選擇性必修三第3章第4節(jié)的內(nèi)容。教材使用細(xì)菌在培養(yǎng)基上作畫(huà)的例子，科學(xué)家通過(guò)對(duì)綠色熒光蛋白的改造，獲得了黃色熒光蛋白，正文直接對(duì)蛋白質(zhì)工程的概念進(jìn)行闡述。以基因工程存在的缺陷引出進(jìn)行蛋白質(zhì)工程的必要性，并論述蛋白質(zhì)工程的基本原理以及在不同領(lǐng)域的應(yīng)用。教材中提供了豐富的案例，但是并沒(méi)有將某一個(gè)案例進(jìn)行深入的探討和具體過(guò)程的分析，不利于學(xué)生對(duì)于蛋白質(zhì)工程基本原理和過(guò)程的掌握。
本節(jié)課需1個(gè)課時(shí)，以胰島素為例，貼近學(xué)生生活，闡述胰島素合成的發(fā)展歷程，復(fù)習(xí)基因工程的原理和過(guò)程，指出其局限性，討論解決途徑，引出蛋白質(zhì)工程，學(xué)習(xí)其原理、流程和基因工程的差異。
二、學(xué)情分析
本課時(shí)是這個(gè)單元的最后一節(jié)，內(nèi)容建立在重組DNA技術(shù)的基本工具、基因工程的基本操作程序、以及基因工程的應(yīng)用的基礎(chǔ)之上。學(xué)生已經(jīng)懂得如何利用重組DNA技術(shù)的基本工具，通過(guò)基因工程的基本操作程序大量生產(chǎn)人胰島素。本節(jié)課延續(xù)本單元的主題情境：胰島素的生產(chǎn)和改造設(shè)計(jì)方案出發(fā)，根據(jù)學(xué)生的問(wèn)題解決邏輯進(jìn)行設(shè)計(jì)，依次從現(xiàn)象到方案再到依據(jù)，最后形成“人胰島素的改造設(shè)計(jì)方案”，對(duì)蛋白質(zhì)工程的基本原理和應(yīng)用進(jìn)行歸納。
學(xué)生在必修課中學(xué)習(xí)過(guò)酶的基本知識(shí)，也知道很多酶產(chǎn)品已經(jīng)進(jìn)人了我們的生活。本節(jié)“到社會(huì)中去”聯(lián)系學(xué)生這些已有的知識(shí)，讓他們結(jié)合查閱的資料和本節(jié)所學(xué)的內(nèi)容，分析蛋白質(zhì)工程在酶制劑產(chǎn)業(yè)中的作用，這是在引導(dǎo)他們學(xué)以致用以及讓他們感受到科學(xué)技術(shù)推動(dòng)了社會(huì)進(jìn)步，改善了人們的生活。
三、素養(yǎng)目標(biāo)
（1）運(yùn)用結(jié)構(gòu)與功能觀等觀點(diǎn)，結(jié)合中心法則有關(guān)知識(shí)，說(shuō)明蛋白質(zhì)工程的基本原理（生命觀念）。
（2）基于蛋白質(zhì)工程的實(shí)例，采用模型與建模、歸納與概括等方法，用文字圖示或模型的形式表示蛋白質(zhì)工程的基本思路（科學(xué)思維）。
（3）嘗試通過(guò)蛋白質(zhì)工程技術(shù)，根據(jù)人類(lèi)需要的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，運(yùn)用逆向思維設(shè)計(jì)或改造某一蛋白質(zhì)（人胰島素）的設(shè)計(jì)流程（科學(xué)探究）。
四、教學(xué)的重點(diǎn)、難點(diǎn)
教學(xué)重點(diǎn)：
①蛋白質(zhì)工程的基本原理。
②依據(jù)人類(lèi)需要對(duì)原有蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行基因改造、生產(chǎn)目標(biāo)蛋白的過(guò)程。
2、教學(xué)難點(diǎn)：
①蛋白質(zhì)工程的基本原理。
②依據(jù)人類(lèi)需要對(duì)原有蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行基因改造、生產(chǎn)目標(biāo)蛋白的過(guò)程。
教法學(xué)法
講授法、模型構(gòu)建、小組討論法
六、教學(xué)過(guò)程
教學(xué)過(guò)程
教師活動(dòng)
學(xué)生活動(dòng)
教學(xué)用時(shí)
設(shè)計(jì)意圖
創(chuàng)設(shè)情境，導(dǎo)入新課
展示用細(xì)菌“畫(huà)”的畫(huà)圖片，結(jié)合教材“從社會(huì)中來(lái)”欄目中的情境，提出問(wèn)題
思考、回答
2min
創(chuàng)設(shè)情境，組織學(xué)生回顧基因工程的本質(zhì)，引入蛋白質(zhì)工程的概念，并對(duì)蛋白質(zhì)工程的概念進(jìn)行分析、理解。
蛋白質(zhì)工程崛起的緣由
帶領(lǐng)學(xué)生閱讀并分析教材中介紹的改造玉米中的天冬氨酸激酶和二氫吡啶 二羧酸合成酶，以提高玉米賴(lài)氨酸含量的實(shí)例
閱讀教材
8min
引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)到進(jìn)行蛋白質(zhì)工程
研究的必要性。
蛋白質(zhì)工程的基本原理
提出問(wèn)題：對(duì)天然蛋白質(zhì)分子進(jìn)行改造，是以蛋白質(zhì)分子為操作對(duì)象，還是基因?
為什么蛋白質(zhì)工程改造基因而不是直接改造蛋白質(zhì)?
回顧天然蛋白質(zhì)合成的過(guò)程，即中心法則，引入蛋白質(zhì)工程的基因流程圖。
指出兩者過(guò)程相反。
通過(guò)教材的思考? 討論，加強(qiáng)對(duì)蛋白質(zhì)工程的原理的理解。
思考、回答
基因
20min
讓學(xué)生通過(guò)回顧基因 工程的知識(shí)來(lái)初步了解蛋白質(zhì)工程的基本原理。
讓學(xué)生感悟蛋白質(zhì)工程的發(fā)展離不開(kāi)多種技術(shù)的支持，體會(huì)學(xué)科交叉對(duì)生物學(xué)發(fā)展的影響。
蛋白質(zhì)工程的應(yīng)用
帶領(lǐng)學(xué)生分析 多個(gè)蛋白質(zhì)工程應(yīng)用的實(shí)例，
閱讀教材，了解蛋白質(zhì)工程在工業(yè)、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用。
10min
讓學(xué)生體會(huì)蛋白質(zhì)工程發(fā)展對(duì)社會(huì)發(fā)展的積極意
義以及蛋白質(zhì)工程發(fā)展的現(xiàn)狀，感受科技探索之路充滿挑戰(zhàn)。
七、作業(yè)設(shè)計(jì)（體現(xiàn)分層作業(yè)）
1、歸納蛋白質(zhì)工程的概念、原理、實(shí)質(zhì)、流程；列表歸納蛋白質(zhì)工程與基因工程的區(qū)別
項(xiàng)目
蛋白質(zhì)工程
基因工程
過(guò)程
原理
結(jié)果
2、完成教材P96“拓展應(yīng)用”欄目相關(guān)問(wèn)題。
八、板書(shū)設(shè)計(jì)
九、教學(xué)活動(dòng)建議
從的局限性引出蛋白質(zhì)工程，以賴(lài)脯胰島素為例，闡述蛋白質(zhì)工程合成賴(lài)脯胰島素的過(guò)程。
2、對(duì)賴(lài)脯胰島素的合成過(guò)程進(jìn)行總結(jié)，歸納出蛋白質(zhì)工程的概念、目標(biāo)、實(shí)質(zhì)、流程、原理，以及和基因工程的比較。
3、展示蛋白質(zhì)工程在不同領(lǐng)域中的應(yīng)用實(shí)例，如醫(yī)藥領(lǐng)域、農(nóng)業(yè)領(lǐng)域、工業(yè)領(lǐng)域中遇到的困難和解決思路，讓學(xué)生理解蛋白質(zhì)工程的優(yōu)勢(shì)。
十、教學(xué)反思
1、以胰島素類(lèi)似物的合成案例較為完整；但其他案例的闡述還不夠具體詳細(xì)。
2、蛋白質(zhì)工程的局限性如何突破還沒(méi)有找到更好的解決辦法，需要關(guān)注科技前沿。
3、課堂給學(xué)生自主參與知識(shí)體系構(gòu)建的時(shí)間不夠

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第4節(jié) 蛋白質(zhì)工程的原理和應(yīng)用

版本： 人教版 (2019)

年級(jí)： 選擇性必修3

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