課程基本信息
學(xué)科
生物學(xué)
年級(jí)
高二年級(jí)
課題
蛋白質(zhì)工程的原理和應(yīng)用
教學(xué)目標(biāo)
（1）學(xué)生能夠闡述蛋白質(zhì)工程的重要性和崛起的背景，理解蛋白質(zhì)工程在生物學(xué)領(lǐng)域的作用。
（2）學(xué)生能夠詳細(xì)描述蛋白質(zhì)工程的基本原理，并通過(guò)實(shí)例分析掌握蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)改造的方法。
（3）學(xué)生能夠舉例說(shuō)明蛋白質(zhì)工程在工業(yè)、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用，并培養(yǎng)對(duì)科技創(chuàng)新和社會(huì)發(fā)展的積極情感態(tài)度。
教學(xué)重難點(diǎn)
（1）理解蛋白質(zhì)工程崛起的原因及意義。
（2）掌握蛋白質(zhì)工程基本原理中的操作對(duì)象及操作方式。
（3）明確依據(jù)人類(lèi)需求進(jìn)行蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)基因改造和目標(biāo)蛋白生產(chǎn)的過(guò)程。
教學(xué)過(guò)程
導(dǎo)入：【細(xì)菌與熒光蛋白】展示表達(dá)熒光蛋白基因的細(xì)菌在培養(yǎng)基上畫(huà)出的圖畫(huà)，引出基因工程的本質(zhì)是蛋白質(zhì)表達(dá)，同時(shí)提出問(wèn)題，如何通過(guò)綠色熒光蛋白制造出其他顏色的熒光蛋白，這些熒光蛋白在自然界中是否存在，能否通過(guò)我們之前學(xué)習(xí)的基因工程的相關(guān)過(guò)程制造出來(lái)？
（2）新課教學(xué)
1.蛋白質(zhì)工程崛起的緣由
了解基因工程的實(shí)質(zhì)和相關(guān)缺陷，即基因工程的本質(zhì)是通過(guò)引入其他生物已有基因以表達(dá)其他生物的目標(biāo)已有蛋白質(zhì)，通過(guò)玉米賴(lài)氨酸的案例明確蛋白質(zhì)工程的目標(biāo)是制造新蛋白質(zhì)。
2.蛋白質(zhì)工程的基本原理
理論引入：蛋白質(zhì)工程的核心在于對(duì)蛋白質(zhì)的精準(zhǔn)改造，但實(shí)際上，我們的操作對(duì)象并非蛋白質(zhì)本身，而是它們背后的【遺傳密碼】。并提出問(wèn)題：為什么蛋白質(zhì)工程改造基因而不是直接改造蛋白質(zhì)？
通過(guò)提問(wèn)：遺傳角度，結(jié)構(gòu)多樣性角度，影響方向角度，引導(dǎo)學(xué)生解答回答出三方面的答案。
①蛋白質(zhì)的高級(jí)結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，直接改造難度大；
②蛋白質(zhì)是由基因編碼的，改造了基因可以間接改造蛋白質(zhì)；
③基因可以遺傳，蛋白質(zhì)無(wú)法遺傳；
蛋白質(zhì)工程的基本思路和步驟
以教材94頁(yè)的部分氨基酸序列為例進(jìn)行分析，小組合作推測(cè)氨基酸序列所對(duì)應(yīng)的mRNA序列，同時(shí)根據(jù)教師提供的密碼子表寫(xiě)出mRNA和DNA序列。用基因表達(dá)過(guò)程逆向引導(dǎo)學(xué)生填寫(xiě)設(shè)計(jì)思路，使學(xué)生層層深入思考，辯證理解密碼子的簡(jiǎn)并性和偏好性，明確根據(jù)多肽鏈的氨基酸序列信息有可能推導(dǎo)出對(duì)應(yīng)唯一的DNA序列。接下來(lái)讓學(xué)生閱讀教材94頁(yè)，理解教材內(nèi)容并進(jìn)行知識(shí)遷移，用文字和箭頭的形式，以合成目的基因?yàn)槠瘘c(diǎn)，完善新蛋白的生產(chǎn)思路。通過(guò)構(gòu)建蛋白質(zhì)工程的基本流程,有助于學(xué)生運(yùn)用結(jié)構(gòu)的與功能觀認(rèn)識(shí)生命具有統(tǒng)一性、獨(dú)特性和復(fù)雜性，并以此為指導(dǎo)解決實(shí)際問(wèn)題。
依次思路為基礎(chǔ)，分析基因工程和蛋白質(zhì)工程的區(qū)別
3.蛋白質(zhì)工程的應(yīng)用
小組合作學(xué)習(xí)：
學(xué)生們分成小組，利用教材輔助材料，探討蛋白質(zhì)工程應(yīng)用的基本案例，嘗試描述和分享蛋白質(zhì)工程在醫(yī)藥和工農(nóng)業(yè)的應(yīng)用。
（3）課堂小結(jié)
思維拓展：
鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)揮創(chuàng)意，設(shè)想未來(lái)蛋白質(zhì)工程可能帶來(lái)的變革，比如定制化藥物、環(huán)境污染物降解新方法等。提醒學(xué)生，科技的進(jìn)步雖帶來(lái)巨大利益，但倫理和社會(huì)影響同樣值得深思。
（4）作業(yè)布置
完成給出的作業(yè)練習(xí)。

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第3節(jié) 基因工程的應(yīng)用

版本： 人教版 (2019)

年級(jí)： 選擇性必修3

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