人教版生物选修三1.4 蛋白质工程的崛起 教学设计
文档属性
| 名称 | 人教版生物选修三1.4 蛋白质工程的崛起 教学设计 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 14.6KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2016-11-11 20:10:01 | ||
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文档简介
1.4 蛋白质工程的崛起 教学设计
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。
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。
3 教学目标
3.1 知识目标
举例说出蛋白质工程崛起的缘由。
3.2 能力目标
简述蛋白质工程的基本原理及基本途径。
3.3 情感态度与价值观
尝试运用逆向思维分析和解决问题。
4 教学重点与难点
4.1 教学重点
⑴为什么要开展蛋白质工程的研究？
⑵蛋白质工程的原理。
4.2 教学难点
蛋白质工程的原理。
5 教学过程
教学过程
教学内容
教学手段与方法
预期目标
1．创设情景，引入对蛋白质工程崛起的学习。
师：怎样让一种生物的性状在另一种生物中表达？生：杂交育种师：很好！在种内可以用常规的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。生：那就采用基因工程。师：很好！基因工程的诞生为克服远源杂交的障碍问题带来了新的希望，于是取得了丰硕的成果：大肠杆菌生产出了胰岛素。但是一个新的问题出现了，生物产生的天然蛋白质是在长期进化过程中产生的，它的结构和性能不能完全满足人类生产生活的需要。师：例如：干扰素是动物体内的一种蛋白质是一种抗病毒抗肿瘤的药物，但在体外保存相当困难。于是我们要对现有的蛋白质进行改造，制造出目前从天然蛋白质中找不到的蛋白质。这样人们由开始了新一轮的探索，蛋白质工程应运而生了。
学生讨论 赞扬也是教育的一种方式。 举例
联系旧知识使学生回忆基因工程的有关内容。 引起学生对蛋白质工程的感性认识。
2．学习“蛋白质工程的崛起的缘由”
师：大家都知道“人类基因组计划”，那么你们知道国际人类蛋白质组计划吗？它与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组织宣告成立。2003年该组织正式提出启动了两项重大国际合作行动：一项是由中国科学家牵头执行的“人类肝脏蛋白质组计划”；另一项是以美国科学家牵头执行的“人类蛋白质组计划”，由此拉开了蛋白质组计划的帷幕。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，因为基因决定蛋白质的合成。
介绍一些比较前沿的知识。 这部分知识较新，学生了解的较少，一教师讲述为主。 学生归纳 及时鼓励学生。 学生讨论
进一步激发学生学习本节内容的兴趣。 使学生认识到我国科学技术的迅猛发展。 培养学生的归纳能力。 提出问题，诱导思考，解决困难。
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。（中心法则） 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造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。师：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。
让文字与插图结合，使抽象的文字在直观的插图中得以体现。培养学生的逆向思维能力 在解决问题中加强对基础知识的深层次理解。解决本节课的难点 培养学生的归纳能力。 培养学生的创新思维能力。
4．学习“蛋白质工程的进展和前景”
师：蛋白质工程已经取得了很大的进展，例如科学家通过对胰岛素的改造，已使其成为速效型药品。师：但是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！
学生看书。
让学生认识到科学探究之路的漫长、艰辛和永无止境。
5．作业
完成“思考与探究”
课内与课外结合。
6 教学反思
固旧知，练思维，一石两鸟。
通过回顾已学习过中心法则及蛋白质具有复杂的空间结构等知识，我们知道，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。天然蛋白质合成的过程是按照中心法则进行的：基因→表达（转录和翻译） →形成氨基酸序列的多肽链→形成具有高级结构的蛋白质→行使生物功能；而蛋白质工程却与之相反，它的基本途径是：从预期的蛋白质功能出发一设计预期的蛋白质结构一推测应有的氨基酸序列一找到相对应的脱氧核苷酸序列（基因）。我们应当敢于“反其道而思之”，自觉地运用逆向思维方法，创造更多的奇迹。
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。
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。
3 教学目标
3.1 知识目标
举例说出蛋白质工程崛起的缘由。
3.2 能力目标
简述蛋白质工程的基本原理及基本途径。
3.3 情感态度与价值观
尝试运用逆向思维分析和解决问题。
4 教学重点与难点
4.1 教学重点
⑴为什么要开展蛋白质工程的研究？
⑵蛋白质工程的原理。
4.2 教学难点
蛋白质工程的原理。
5 教学过程
教学过程
教学内容
教学手段与方法
预期目标
1．创设情景，引入对蛋白质工程崛起的学习。
师：怎样让一种生物的性状在另一种生物中表达？生：杂交育种师：很好！在种内可以用常规的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。生：那就采用基因工程。师：很好！基因工程的诞生为克服远源杂交的障碍问题带来了新的希望，于是取得了丰硕的成果：大肠杆菌生产出了胰岛素。但是一个新的问题出现了，生物产生的天然蛋白质是在长期进化过程中产生的，它的结构和性能不能完全满足人类生产生活的需要。师：例如：干扰素是动物体内的一种蛋白质是一种抗病毒抗肿瘤的药物，但在体外保存相当困难。于是我们要对现有的蛋白质进行改造，制造出目前从天然蛋白质中找不到的蛋白质。这样人们由开始了新一轮的探索，蛋白质工程应运而生了。
学生讨论 赞扬也是教育的一种方式。 举例
联系旧知识使学生回忆基因工程的有关内容。 引起学生对蛋白质工程的感性认识。
2．学习“蛋白质工程的崛起的缘由”
师：大家都知道“人类基因组计划”，那么你们知道国际人类蛋白质组计划吗？它与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组织宣告成立。2003年该组织正式提出启动了两项重大国际合作行动：一项是由中国科学家牵头执行的“人类肝脏蛋白质组计划”；另一项是以美国科学家牵头执行的“人类蛋白质组计划”，由此拉开了蛋白质组计划的帷幕。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，因为基因决定蛋白质的合成。
介绍一些比较前沿的知识。 这部分知识较新，学生了解的较少，一教师讲述为主。 学生归纳 及时鼓励学生。 学生讨论
进一步激发学生学习本节内容的兴趣。 使学生认识到我国科学技术的迅猛发展。 培养学生的归纳能力。 提出问题，诱导思考，解决困难。
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。（中心法则） 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造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。师：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。
让文字与插图结合，使抽象的文字在直观的插图中得以体现。培养学生的逆向思维能力 在解决问题中加强对基础知识的深层次理解。解决本节课的难点 培养学生的归纳能力。 培养学生的创新思维能力。
4．学习“蛋白质工程的进展和前景”
师：蛋白质工程已经取得了很大的进展，例如科学家通过对胰岛素的改造，已使其成为速效型药品。师：但是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！
学生看书。
让学生认识到科学探究之路的漫长、艰辛和永无止境。
5．作业
完成“思考与探究”
课内与课外结合。
6 教学反思
固旧知，练思维，一石两鸟。
通过回顾已学习过中心法则及蛋白质具有复杂的空间结构等知识，我们知道，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。天然蛋白质合成的过程是按照中心法则进行的：基因→表达（转录和翻译） →形成氨基酸序列的多肽链→形成具有高级结构的蛋白质→行使生物功能；而蛋白质工程却与之相反，它的基本途径是：从预期的蛋白质功能出发一设计预期的蛋白质结构一推测应有的氨基酸序列一找到相对应的脱氧核苷酸序列（基因）。我们应当敢于“反其道而思之”，自觉地运用逆向思维方法，创造更多的奇迹。