第 3章3.4蛋白质工程的原理和应用教学设计 高中生物人教（2019）版选择性必修三.docx

蛋白质工程的原理和应用教学设计教学目标 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。 教学重难点 (1)为什么要开展蛋白质工程的研究？ (2)蛋白质工程的原理。1.创设情景，引入对蛋白质工程崛起的学习。师：通过“图片轮播”展示六幅细菌画可以带领学生了解：用发出不同颜色荧光的细菌“画"的美妙图案。问：细菌是怎样发出荧光的？生：因为在它们的体内导入了荧光蛋白的基因。师：最早被发现的荧光蛋白是绿色荧光蛋白，科学家通过改造它，获得了黄色荧光蛋白。那么，科学家是怎样对蛋白质分子进行设计和改造的呢？生：蛋白质工程师：那么科学家是怎样解读蛋白质工程的呢？现在我们观看一个视频“科学家谈蛋白质工程”。师：通过视频，我们已经大体了解了蛋白质工程。提问：蛋白质工程的概念是怎样的？生：回答2.学习"蛋白质工程的崛起的缘由"师：提问：“基因工程的实质和不足”，“蛋白质工程的崛起”（通过课件留空，让学生填写）师：PPT展示“玉米赖氨酸含量低的改进措施”实例。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。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。师：归纳的很好!我们刚才提到的玉米中赖氨酸的含量比较低，通过改造，可以明显通过赖氨酸的含量。那么，蛋白质工程是怎样进行的呢？3. 学习"蛋白质工程的基本原理" 师：提问：“蛋白质工程的目标”，“方法”分别是什么？（通过课件留空，让学生填写）生：回答。师：既然蛋白质工程要对蛋白质的结构进行设计改造，那么蛋白质的高级结构是怎样的呢？下面通过一个视频来了解一下。播放视频“蛋白质的四级结构”。师：大家都知道蛋白质的功能是 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。请同学到黑板写出中心法则生：利用希沃白板的“书写笔”进行书写。师：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：但蛋白质工程却与之相反，它的基本途径是什么呢?（同桌之间互相讨论，回答）生：到展台完成活动：“选词填空”，并通过按钮自主检测答案是否正确。师：点评同学的完成情况。师：我们一起来看一下蛋白质工程的流程（屏幕展示）师：小组合作讨论下面我们利用蛋白质工程原理来解决课本 27页讨论题。3生：进行小组合作讨论，并展示。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。师：我们要改造蛋白质，有三种改造方式，其中小改，就是进行基因的定点突变技术，现在我们来看一下如何进行该技术。播放视频：“如何在特定的位置进行点突变”。师：学习到这里，我们就明确了蛋白质工程的概念和原理，现在我们来比较一下蛋白质工程和基因工程。生：回答。师：很好。那么蛋白质工程有哪些应用呢？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?学生讨论。4.学习"蛋白质工程的应用"师：蛋白质工程取得的进展向人们展示了诱人的前景。（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）、农业方面:改造某些参与调控光合作用的酶,提高植物光合作用的效率。改造微生物蛋白质的结构,增强防治病虫害的效果。师：既然蛋白质工程有这么多应用，那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?（学生讨论。）生：回答师：回答很好，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?目前要设计出之路永无止境更加符合人类需要的蛋白质还需经过艰辛的探索和努力?生：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。当堂检测：学生通过活动“分组对抗判断对错”，来检测对本节知识的掌握情况。总结提升：师生共同总结作业布置：完成学案中课后延伸：板书设计： 1、蛋白质工程的概念2、蛋白质工程的崛起3、蛋白质工程的原理