3.4 蛋白质工程的原理和应用（1课时）(课件1份+教案1份)

中小学教育资源及组卷应用平台 课题名称 3.4 蛋白质工程的原理和应用（1课时） 课堂类型： 新课 □复习课 □习题课 □实验课 □试卷讲评课 □其他： 学习者 分析 在学习本节内容之前，学生已经掌握了在必修课中已经学习过的中心法则、蛋白质具有复杂的空间结构等知识，以及刚学过的基因工程的基本原理和操作步骤，比较清楚地利用转基因技术在受体生物和受体细胞中表达目的基因的原理和方法，知道基因工程实现了世界上现有基因在转基因生物中的表达。这些都是学习本节内容知识的支点。但学生对于复杂蛋白质的转基因技术生产，以及通过认为手段改变基因结构，从而生产自然界不存在的蛋白质这些技术流程并不了解。学生通过案例分析、问题探讨、资料查阅等活动，应用科学思维解决具体问题，对基因工程、蛋白质结构与功能的关系，以及基因控制蛋白质的合成等概念有更加深入的理解。 教学目标 与本节内容对应的课程标准的“内容要求”是：概述人们根据基因工程原理，进行蛋白质设计和改造，可以获得性状和功能更符合人类需求的蛋白质；举例说明人类需要对原有蛋白质结构进行基因改造、生产目标蛋白的过程。结合教材内容，确定本节的教学目标如下： 说出蛋白质工程崛起的缘由； 概述蛋白质工程的原理； 举例说明对现有蛋白质的编码基因进行改造，获得人类所需要的蛋白质的过程。 教学重点 蛋白质工程的基本原理； 依据人类需要对原有蛋白质结构进行基因改造、生产目标蛋白的过程。 落实教学重点的方法： 小组讨论完成思考·讨论部分问题； 教师板画流程图解。 教学难点 1、蛋白质工程的基本原理； 2、依据人类需要对原有蛋白质结构进行基因改造、生产目标蛋白的过程。 突破教学难点的方法： 小组讨论完成思考·讨论部分问题； 教师板画流程图解。 教学资源 选择 教师用书、教材、题单、天天练 技术手段的使用： 电子白板、板书、多媒体 课时： 1课时 核心问题 蛋白质工程的基本原理是什么？蛋白质工程已有哪些实际的应用？ 教学过程设计 问题情境 教学活动设计 （学习活动设计） 设计意图 创设情境，导入新课 我们都知道现在重组人胰岛素是世界上第一个基因工程药物；重组人干扰素是我国第一个基因工程药物，随着基因工程技术的日益成熟，越来越多生物的性状被定向改变，其中基因工程药物胰岛素也是大家比较熟悉的。我们知道胰岛素通过促进组织细胞加速摄取、利用和储存葡萄糖来降低血糖的浓度，常用于治疗糖尿病，但实际上目前天然胰岛素的使用存在一个问题，教师展示资料：天然胰岛素制剂容易形成二聚体或六聚体，皮下注射胰岛素后往往要经历一个逐渐解离成单体的过程，这在一定程度上延缓了疗效。结合基因工程的内容，请大家思考并回答下列几个问题： 基因工程的实质是什么？———基因重组 基因工程能不能产生自然界不存在的蛋白质呢？———不能 基因工程生产的天然蛋白质是都完全符合人类生产和生活的需要？———不一定 因此，科学家希望对胰岛素进行改造从而降低它的聚合作用，研究人员通过解析人胰岛素的晶体结构发现，人胰岛素由A链和B链构成，其中B链的第20-29位氨基酸是胰岛素分子相互作用形成多聚体的关键区域，改变这个区域氨基酸的组成就有可能降低胰岛素分子间的作用力。目前，科学家已经通过改造胰岛素基因实现了对相应氨基酸序列的改造，从而有效抑制了胰岛素的聚合，由此研发出速效胰岛素类似物产品。 由此可见，对蛋白质分子的设计和改造仅靠基因工程无法实现，需要通过蛋白质工程实现。蛋白质工程指的是：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，通过改造或合成基因，来改造现有蛋白质，或制造一种新的蛋白质，以满足人类生产和生活的需求。 结合学生已有的知识储备和生活经验，认同基因工程只能 ... ...