2019秋+金版学案设计+生物·选修3(人教版)练习：专题1+1.4蛋白质工程的崛起+Word版含解

第4课时蛋白质工程的崛起[目标导读] 1.举例说出蛋白质工程崛起的缘由。

2.结合教材P27图1－29，简述蛋白质工程的基本原理。

3.概述蛋白质工程的应用。

[重难点击] 蛋白质工程的原理。

1．基因工程的基本操作程序目的基因的获取↓基因表达载体的构建↓将目的基因导入受体细胞↓目的基因的检测与鉴定2．基因工程的实质将一种生物的基因转移到另一种生物体内，后者可以产生它本来不能产生的蛋白质，进而表现出新的性状。

3．中心法则告诉我们遗传信息的流动方向如下：蛋白质具有复杂的空间结构，不同种类的蛋白质具有不同的结构和功能。

蛋白质结构的多样性是由构成蛋白质的氨基酸种类、数目、排列顺序和空间结构来决定的，而其结构多样性的根本原因则是由于控制蛋白质合成的基因的多样性。

[课堂导入]基因工程只能生产自然界中已经存在的蛋白质，不一定完全符合人们生活需要。

于是，人们开始设计蛋白质工程。

探究点一蛋白质工程崛起的缘由和基本原理1．基因工程的不足在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质。

天然蛋白质的结构和功能符合特定物种生存的需要，却不一定完全符合人类生产和生活的需要。

2．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？答案应该通过对基因的操作来实现对天然蛋白质的改造，主要原因如下：(1)任何一种天然蛋白质都是由基因编码的，改造了基因即对蛋白质进行了改造，而且改造过的蛋白质可以遗传下去。

如果对蛋白质直接改造，即使改造成功，但被改造过的蛋白质分子也是无法遗传的。

(2)对基因进行改造比对蛋白质直接改造要容易操作，难度要小得多。

3．蛋白质工程的基本原理(1)概念①基础：蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系。

②手段：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。

③目的：获得满足人类的生产和生活需求的蛋白质。

(2)原理：由预期的蛋白质找到相对应的基因。

即中心法则的逆推。

(3)流程预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相应的脱氧核苷酸序列(基因)→合成DNA→表达出蛋白质。

《蛋白质工程的崛起》作业设计方案（第一课时）一、作业目标：1. 理解和掌握蛋白质工程的基本概念和原理。

2. 能够分析蛋白质工程在生物科技领域的应用。

3. 培养批判性思维和问题解决能力，通过实践操作提高科学素养。

二、作业内容：1. 阅读教材中关于蛋白质工程的章节，并回答以下问题：a. 什么是蛋白质工程？b. 蛋白质工程与基因工程、细胞工程的关系是什么？c. 蛋白质工程的主要应用领域有哪些？2. 小组讨论：a. 举例说明蛋白质工程在生产生活中的实际应用。

b. 讨论蛋白质工程可能面临的技术难题和伦理问题。

3. 完成一份课程论文：a. 论蛋白质工程在未来生物科技领域的发展趋势。

b. 结合实例阐述蛋白质工程对人类生活的影响。

三、作业要求：1. 独立完成阅读和回答问题，小组讨论时积极参与，共同协作完成论文。

2. 论文要求观点明确、逻辑清晰、语言准确，字数不少于800字。

3. 作业应在规定时间内提交，并确保内容真实有效。

四、作业评价：1. 评价标准包括：回答问题准确性、小组讨论贡献、论文质量及提交时间。

2. 评价结果将作为平时成绩的参考，同时也鼓励学生积极参与讨论和独立思考。

五、作业反馈：1. 鼓励学生在完成作业后及时提交，并在提交时附上遇到的问题和困惑，以便教师及时给予反馈和指导。

2. 教师将对作业进行批改，并针对学生的问题进行解答和指导，同时收集学生的问题和建议，以改进今后的教学。

3. 教师将定期组织线上或线下的作业反馈交流会，鼓励学生分享学习心得和收获，共同提高生物科学素养。

通过本次作业，学生将有机会深入了解蛋白质工程的基本概念和原理，并探讨其在生物科技领域的应用和未来发展趋势。

作业内容丰富，形式多样，旨在培养学生的批判性思维和问题解决能力，提高他们的科学素养。

通过阅读教材、小组讨论和课程论文的撰写，学生将有机会独立思考、团队协作和语言表达，从而全面提升自己的综合素质。

同时，作业评价标准将客观公正，注重过程性和结果性的评价相结合，既关注学生的知识掌握情况，也关注他们的学习态度和创新能力。

姓名，年级：时间：专题评估检测（四）（时间：60分钟满分：100分）1．（10分）目前，科学家正致力于应用生物技术进行一些疾病的治疗，如器官移植、基因治疗等.请回答下列问题。

（1)人体器官移植面临的主要问题有_________和_____________等，目前临床通过使用免疫抑制剂抑制T细胞的增殖来提高器官移植的成活率.（2）EK细胞来源于____________________细胞或原始性腺,也可以通过________技术得到重组细胞后再进行相应处理获得.通过对患者的EK细胞进行________，可培育出特定人造组织器官，进而解决免疫排斥问题。

（3）基因工程技术还可以用于基因诊断和基因治疗，基因治疗包括________________________________________两种方法。

（4)人们发现小型猪的器官可用来替代人体器官进行移植，但小型猪器官表面的某些抗原仍可引起免疫排斥。

目前，科学家正试图利用基因工程对小型猪的器官进行改造，在改造中导入小型猪基因组中的一些调节因子属于基因工程中的________，作用是___________________________________________________________________。

(5）克隆技术在带来巨大社会效益和经济效益的同时，也对人们的传统观念造成极大冲击，我国政府的态度是禁止________性克隆人。

解析：(1)器官移植最大的问题是免疫排斥,所以要用免疫抑制剂来降低免疫力，以减少排斥反应。

(2）胚胎干细胞简称EK细胞，是早期胚胎（囊体中几乎所有的细胞类型。

利用患者的EK细胞分化成的器官进行移植，由于遗传物质完全相同，所以不会发生免疫排斥反应。

(3)体外基因治疗：从患者体内提取某种细胞进行培养，在体外完成基因转移，再重新输入患者体内。

体内基因治疗：直接向患者组织细胞中转移基因治疗疾病。

（4)引起免疫排斥反应的是小型猪器官表面的某些抗原，所以应该用抑制抗原表达的基因作为目的基因。

1．4 蛋白质工程的崛起（P26-28）【学习要求】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．利用结构与功能相适应的的观点，尝试运用逆向思维分析和解决问题。

【学习重、难点】蛋白质工程的原理。

学习活动一蛋白质工程崛起的缘由【自主学习】阅读教材P26页，思考下列问题：1．基因工程的实质（优势）：将一种生物的基因转移到另一种生物体内，后者可以产生它本不能产生的______ ，进而表现出_____ 。

2.蛋白质工程(1)崛起缘由：基因工程在原则上只能生产的蛋白质。

这些天然蛋白质是生物在______ 过程中形成的，却不一定完全符合人类生产和生活的需要。

基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质。

蛋白质工程的目的:生产符合人们生活所需要的并非自然界已存在的________。

(2)实例改造干扰素(丝氨酸)①干扰素(半胱氨酸)――→体外很难保存体外－70 ℃下可以保存半年②提高玉米赖氨酸含量改造天冬氨酸激酶(异亮氨酸)天冬氨酸激酶(352位的苏氨酸)――→改造二氢吡啶二羧酸合成酶(104位的天冬酰胺)――→二氢吡啶二羧酸合成酶(异亮氨酸)(改造后玉米叶片和种子中游离赖氨酸含量分别提高5倍和2倍) 【合作探究】1．基因工程的优势、不足？蛋白质工程的实质是什么？2.举例说明蛋白质工程崛起的理由。

【正误判断】1.杂交育种和基因工程可以实现一种生物的性状在另一种生物体内表达。

（）2.基因工程的实质是产生新基因。

（）3.蛋白质工程的实质是制造天然蛋白质。

（）学习活动二蛋白质工程的基本原理【自主学习】阅读教材P26-27页，思考下列问题：1．蛋白质工程的原理：2.分析下面蛋白质工程流程图：向右表示天然蛋白质的合成过程，其中A表示___________，B表示__________，向左表示蛋白质工程的基本途径，它与天然蛋白质的合成过程________。

【合作探究】1．蛋白质工程为什么需直接改造基因，而不直接改造蛋白质？蛋白质工程中是否需要限制酶和DNA连接酶？2．基因工程和蛋白质工程是否都遵循中心法则？为什么？3．你认为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，让细菌生产人类所需要的蛋白质食品呢？3.4．确定目的基因的碱基序列后，怎样才能合成或改造目的基因（DNA）？（提示：可以通过人工合成的方法获取或基因的定点诱变技术来改变。

《蛋白质工程的崛起》作业设计方案（第一课时）一、作业目标：1. 理解和掌握蛋白质工程的基本概念和原理。

2. 通过对蛋白质工程实际应用的了解，增强对生物科学的兴趣。

3. 培养独立研究和团队协作的能力。

二、作业内容：1. 阅读教材相关章节，完成以下问题：a. 什么是蛋白质工程？请简要解释其基本原理。

b. 列举至少三个实际应用蛋白质工程的例子，并简要说明其原理。

2. 分组讨论：a. 分组：将学生分成若干小组，每组4-5人。

b. 讨论：每组选择一个蛋白质工程的应用实例进行深入讨论，包括其技术手段、实现过程、优点和可能存在的问题等。

c. 报告：每组派代表向全班报告他们的讨论结果，鼓励其他小组提问和补充信息。

3. 个人报告：a. 个人总结：每个学生根据自身对蛋白质工程的了解，撰写一篇关于蛋白质工程在未来生物科技领域的发展趋势的个人报告。

b. 思考：思考蛋白质工程在实际应用中可能面临的伦理、安全等问题，以及如何解决这些问题。

三、作业要求：1. 作业应按时提交，学生需在小组讨论和提交个人报告时做好相应的记录和准备。

2. 提交作业时应保证内容真实、客观，不抄袭，不敷衍。

3. 鼓励学生在完成作业的过程中积极与老师和同学交流，共同进步。

四、作业评价：1. 评价标准：根据学生作业的完成质量、讨论的参与度、个人报告的深度和广度等方面进行评价。

2. 评价方式：教师评价与学生互评相结合，确保评价的公正性和准确性。

五、作业反馈：1. 对于在讨论和报告中表现优秀的小组和个人，给予表扬和奖励，以激励学生的学习积极性和自信心。

2. 对于在作业中遇到困难的学生，提供及时的指导和帮助，帮助他们克服困难，提高学习效果。

3. 根据学生的反馈和教师观察，对作业设计方案进行改进，以提高作业的有效性和适用性。

通过这次作业设计方案，我们旨在通过多种形式帮助学生理解和掌握蛋白质工程的基本概念和原理，同时通过实际应用的了解，增强他们对生物科学的兴趣。

此外，通过分组讨论和独立研究，培养他们的团队协作和独立研究能力。

《蛋白质工程的崛起》作业设计方案（第一课时）一、作业目标：1. 理解和掌握蛋白质工程的基本概念和原理；2. 能够应用蛋白质工程的知识解决一些实际问题；3. 培养独立思考和团队协作的能力。

二、作业内容：1. 阅读教材相关章节，完成以下简答题：（1）什么是蛋白质工程？其基本思路是什么？（2）蛋白质工程在生物医药领域的应用有哪些？（3）举例说明蛋白质工程在农业生产中的应用。

2. 小组合作，选择一个具体的蛋白质工程应用案例，进行以下任务：（1）收集相关资料，了解该案例的背景和现状；（2）分析该案例中蛋白质工程的作用和意义；（3）提出可能的改进方案，并评估其可行性和效果。

3. 每组提交一份报告，内容包括：（1）案例介绍；（2）分析结果；（3）改进方案；（4）对蛋白质工程的理解和感悟。

三、作业要求：1. 独立完成简答题，认真阅读教材相关内容；2. 小组合作完成任务，确保每位成员参与讨论和贡献；3. 提交报告需包括完整的信息和清晰的图表，字数不限；4. 报告应注重逻辑和条理性，突出蛋白质工程的应用价值和意义。

四、作业评价：1. 评价标准：根据报告的内容和质量，包括对蛋白质工程原理的掌握、案例分析的准确性和深度、改进方案的可行性和效果等，进行综合评分；2. 评价方式：教师评价与小组互评相结合，确保公平公正。

五、作业反馈：1. 鼓励学生在完成作业后，积极与教师和其他同学进行交流和讨论，共同进步；2. 教师将对作业进行批改，并针对学生的问题进行反馈和指导，帮助学生更好地理解和掌握蛋白质工程的知识。

通过这份作业设计方案，我们旨在让学生全面理解和掌握蛋白质工程的基本概念和原理，同时培养他们独立思考和团队协作的能力，以便更好地应用蛋白质工程的知识解决实际问题。

作业内容丰富，形式多样，包括个人简答题、小组合作任务和报告提交等环节。

作业内容部分，学生需要阅读教材相关章节，完成简答题，并在此基础上选择一个具体的蛋白质工程应用案例进行分析和改进方案提出。

第4课时蛋白质工程的崛起目标导读] 1.举例说出蛋白质工程崛起的缘由。

2.结合教材P27图1－29，简述蛋白质工程的基本原理。

3.概述蛋白质工程的应用。

重难点击] 蛋白质工程的原理。

1．基因工程的基本操作程序目的基因的获取↓基因表达载体的构建↓将目的基因导入受体细胞↓目的基因的检测与鉴定2．基因工程的实质将一种生物的基因转移到另一种生物体内，后者可以产生它本来不能产生的蛋白质，进而表现出新的性状。

3．中心法则告诉我们遗传信息的流动方向如下：蛋白质具有复杂的空间结构，不同种类的蛋白质具有不同的结构和功能。

蛋白质结构的多样性是由构成蛋白质的氨基酸种类、数目、排列顺序和空间结构来决定的，而其结构多样性的根本原因则是由于控制蛋白质合成的基因的多样性。

课堂导入]基因工程只能生产自然界中已经存在的蛋白质，不一定完全符合人们生活需要。

于是，人们开始设计蛋白质工程。

探究点一蛋白质工程崛起的缘由和基本原理1．基因工程的不足在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质。

天然蛋白质的结构和功能符合特定物种生存的需要，却不一定完全符合人类生产和生活的需要。

2．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？答案应该通过对基因的操作来实现对天然蛋白质的改造，主要原因如下：(1)任何一种天然蛋白质都是由基因编码的，改造了基因即对蛋白质进行了改造，而且改造过的蛋白质可以遗传下去。

如果对蛋白质直接改造，即使改造成功，但被改造过的蛋白质分子也是无法遗传的。

(2)对基因进行改造比对蛋白质直接改造要容易操作，难度要小得多。

3．蛋白质工程的基本原理(1)概念①基础：蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系。

②手段：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。

③目的：获得满足人类的生产和生活需求的蛋白质。

(2)原理：由预期的蛋白质找到相对应的基因。

即中心法则的逆推。

(3)流程预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相应的脱氧核苷酸序列(基因)→合成DNA→表达出蛋白质。

1.4蛋白质工程的崛起教学设计山东省沾化县第一中学韩振勇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。

课后训练一、选择题1．蛋白质工程的基础是（）。

A．基因工程B．细胞工程C．发酵工程D．酶工程2．当前医学上，蛋白质工程药物正逐步取代第一代基因工程多肽蛋白质类替代治疗剂，则基因工程药物与蛋白质工程药物的区别是（）。

A．都与天然产物完全相同B．都与天然产物不相同C．基因工程药物与天然产物相同，蛋白质工程药物与天然产物不相同D．基因工程药物与天然产物不相同，蛋白质工程药物与天然产物完全相同3．蛋白质工程的基本途径是（）。

A．中心法则的简单逆转B．确定目的基因的碱基序列后，通过人工合成的方法或从基因库中获取，再通过改造目的基因合成出自然界不存在的蛋白质C．只是依据中心法则逆推，其过程不需要中心法则D．只是对蛋白质分子结构进行分子设计和改造4．下列对物质的改造不属于蛋白质工程范畴的是（）。

A．胰岛素改造B．抗体改造C．酶的改造D．性激素改造5．蛋白质工程是在基因工程基础上，延伸出来的第二代基因工程，其结果产生的蛋白质是（）。

A．氨基酸种类增多B．氨基酸种类减少C．仍为天然存在的蛋白质D．可合成天然不存在的蛋白质6．下列不属于蛋白质工程的研究内容的是（）。

A．分析蛋白质分子的精细结构B．对蛋白质进行有目的的改造C．分析氨基酸的化学成分D．按照人的意愿将天然蛋白质改造成新的蛋白质7．下列说法不正确的是（）。

A．蛋白质工程是在基因工程的基础上，延伸出来的第二代基因工程B．蛋白质工程的起点是蛋白质的结构和功能，终点是得到改造的蛋白质C．蛋白质工程目前成功的例子已经很多D．蛋白质工程能制造出自然界中不存在的全新蛋白质8．科学家为提高玉米中赖氨酸含量，计划将天冬氨酸激酶的第352位的苏氨酸变成异亮氨酸，将二氢吡啶二羧酸合成酶中第104位的氨基酸由天冬酰胺变成异亮氨酸，就可以使玉米叶片和种子中的游离赖氨酸含量分别提高5倍和2倍，下列对蛋白质的改造，操作正确的是（）。

A．直接改造蛋白质分子B．直接改造相应的mRNAC．对相应的基因进行操作D．重新合成新的基因9．葡萄糖异构酶（GI）在工业上应用广泛，为提高其热稳定性，科学家对GI基因进行体外定点诱变，以脯氨酸（Pro138）替代Gly138，含突变体的重组质粒在大肠杆菌中表达，结果最适反应温度提高10～12 ℃。

《蛋白质工程的崛起》作业设计方案（第一课时）一、作业目标：1. 通过对蛋白质工程基本概念的理解，了解其崛起的过程。

2. 通过作业，提高学生主动学习、独立思考和团队合作的能力。

3. 增强学生对生物科学和工程学的交叉学科的理解。

二、作业内容：1. 阅读理解：学生需仔细阅读关于蛋白质工程崛起的文章，回答以下问题：* 什么是蛋白质工程？* 蛋白质工程的主要应用领域是什么？* 蛋白质工程崛起的背景和原因是什么？2. 小组讨论：学生以小组形式进行讨论，围绕以下主题展开：* 蛋白质工程与基因工程、传统育种方法相比有何优势？* 蛋白质工程面临的主要挑战是什么？如何解决？* 未来蛋白质工程的发展趋势是什么？3. 报告撰写：每个小组需提交一份关于蛋白质工程崛起的报告，包括讨论的内容和观点，以及小组成员的贡献。

三、作业要求：1. 学生需独立完成阅读理解和初级的讨论内容。

2. 小组讨论应确保每位成员都积极参与，并分享各自的观点。

3. 报告应包含完整、准确的信息，并体现小组成员的共同观点。

4. 提交作业的时间限制为：阅读理解部分在课堂进行讨论，小组讨论和报告需在课后完成并提交。

四、作业评价：1. 教师将对每位学生的阅读理解回答和小组报告进行评分，以评估学生对蛋白质工程基本概念的理解程度。

2. 教师将根据小组讨论中的参与程度、贡献和讨论主题的深度和广度，对小组进行评价。

3. 教师将根据作业完成情况、讨论质量和报告的准确性，给予学生总体评价。

评价结果将纳入期末成绩。

五、作业反馈：1. 教师将在下次课堂上对学生的学习情况进行反馈，包括存在的问题和需要改进的地方。

2. 学生应积极回应教师的反馈，并针对反馈进行改进，以提高自己的学习效果。

3. 学生也可通过作业反馈系统或直接与教师交流，提供关于作业设计的建议和意见，以便教师不断完善教学。

通过本次作业，学生将有机会深入了解蛋白质工程的基本概念和崛起过程，同时提高他们的主动学习能力、独立思考能力和团队合作能力。