【高中生物】高中生物-1.4蛋白质工程的崛起教案-新人教版选修3.doc

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1、【优化设计】2015-2016学年高中生物 1.4蛋白质工程的崛起教案 新人教版选修3教学建议1.建议采用“问题探究新问题再探究”的教学模式。本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。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

2、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。于是要对现有蛋白质进行改造,制造出目前从天然蛋白质中找不到的蛋白质。这样人们又开始了新一轮的探索,蛋白质工程应运而生了。2.建议加强与已有知识的联系,用逆向思维的方法解决新问题。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。中心法则告诉我们遗传信息的流动方向如下图所

3、示。遗传信息的流动方向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。结合课本中蛋白质工程流程图,可以较明确地说明这一点。3.建议以与基因工程比较的方式进行课堂小结。从操作场所、操作起点、操作对象、基本过程、目的、实质等几个方面对蛋白质工程和基因工程的异同进行扫描式梳理,既巩固了学生对蛋白质工程的理解,又促进了新旧知识间的融会贯通。参考资料蛋白质工程研究的核心内容1.结构分析蛋白质工程的核心内容之一就是收集大量的蛋白质分子结构的信息,以便建立结构与功能之间关系的数据库,为蛋白质结构与功能之间关系的理论研究

4、奠定基础。三维空间结构的测定是验证蛋白质设计的假设即证明是新结构改变了原有生物功能的必需手段。晶体学的技术在确定蛋白质结构方面有了很大发展,最明显的不足是需要分离出足够量的纯蛋白质(几毫克至几十毫克),制备出单晶体,然后再进行繁杂的数据收集、计算和分析。另外,蛋白质的晶体状态与自然状态也不尽相同,在分析的时候要考虑到这个问题。2.结构、功能的设计和预测根据对天然蛋白质结构与功能分析建立起来的数据库里的数据,可以预测一定氨基酸序列的肽链的空间结构和生物功能;反之也可以根据特定的生物功能,设计蛋白质的氨基酸序列和空间结构。通过基因重组等实验可以直接分析结构与功能之间的关系;也可以通过分子动力学、分

5、子热力学等,分析计算蛋白质分子的立体结构和生物功能。这方面的工作尚在起步阶段。3.蛋白质改造的方法蛋白质的改造有多种方法。物理化学法:对蛋白质进行变性、复性处理,修饰蛋白质侧链官能团,分割肽链,改变表面电荷分布促进蛋白质形成一定的立体结构等;生物化学法:使用蛋白酶选择性地分割蛋白质,利用转糖苷酶、酯酶、酰酶等去除或连接不同化学基团,利用转酰胺酶使蛋白质发生胶连等。以上方法只能对相同或相似的基团或化学键发生作用,缺乏特异性,不能针对特定的部位起作用。采用基因重组技术或人工合成DNA,不但可以改造蛋白质,而且可以实现从头合成全新的蛋白质。氨基酸序列是蛋白质的一级结构,它决定着蛋白质的空间结构和生物

6、功能。而氨基酸序列是由合成蛋白质的基因的碱基序列决定的,改变基因的碱基序列就可以改变蛋白质的氨基酸序列,实现蛋白质的可调控生物合成。 高中生物答题技巧有哪些高中生物答题技巧：选择题做题的速度不宜过快对于没有把握的题要随时标记，以便复查。（1）读题，标出关键词：如“正确或错误”“可或可能”“一定”“主要”等。（2）读完所有的选项：一是防止遗漏，一是进一步验证所选答案。（3）不确定的先随意选一个，做需要做标记：一防涂卡出现错误，二是有时间后可以快速找到不确定的试题重新检查。（4）做完所有选择题，就转涂好答题卡。这一点特别重要，因为理综选择21个共126分，若最后涂卡，可能会因为心急造成的紧张导致涂

7、卡出现严重的错误。高中生物答题技巧：图表题1、借助示意图这一截体，能让学生更深刻的理解某些生物学原理，同时可以有效地考查学生识图、分析和综合等方面的能力。因此解答此类题目时要注意:(1)首先要读懂题干文字，要充分利用题干文字给予的提示和说明;(2)要仔细审读图示中的各个细节部分包括图示标题、计量单位、指示线及标注名称、箭头或连线、题注说明等;(3)严密分析设问，有针对性的从图示中寻找有关信息，并应用生物学基本概念和基本原理回答问题。2、表格是标书生物学内容的常用方式，它具有信息密集、比较性和条理性强的特点。在解答此类是提示要注意一下技巧：(1)弄清楚表格材料的描述对象或范围，包括看清题干的文字

8、说明，看清表格名称，看清表格的第一行和第一列，看清有关说明等;(2)筛选信息，就是根据解决问题的需要，有选择的注意表格中的相关内容;(3)信息的处理和转换，即对表格中的数据进行整理，包括求总和、平均值、最大值、最小值、处理频率的高或低的数值等，有时可对表格中数据进行信息转换，如作图等，以便使结果更加清晰。高中生物答题技巧：简答类大题(1)文字信息迁移题：解题时要认真阅读材料，针对材料提出的设问认真推敲，把握有效信息，找出真实内涵，揭示材料与设问之间的关系。答题时要紧扣题意，观点准确，要点全面。(2)曲线信息迁移题：解题时要通过阅读和分析图像，正确识标、明点和析线，理解图像中所表达的生物学内涵，将提取的有效信息转换为可利用的信息，最终迁移到新情境中去回答问题。(3)图示信息迁移题：一要认真阅读，弄清图示的内涵和外延;二要挖掘图示中的隐含条件，找出解题所需条件;三要运用已有生物学知识进行辨析，以获得准确答案。(4)表格信息迁移题：首先要看表格的名称、数据和备注等内容，明确解题所需的知识要点;再通过对表格中列举的数据进行全方位的比较，找到解决问题的突破口;最后分析原因，找到解决问题的方法。解答此类试题的关键在于分析表格中已存在的文字信息，然后根据所示信息，利用设问中的关键语句，搜索相应的信息，提取问题的答案。