湖南省蓝山县高中生物 1.4 蛋白质工程的崛起教案

选修三《1.4蛋白质工程的崛起》教学设计彭妙君一、教材分析《蛋白质工程的崛起》是高中生物人教版选修3《现代生物科技专题》专题1《基因工程》的第四节的内容。

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。

本节内容较少，课程标准的要求也不高，对本节知识的处理要从挖掘教材文字上入手，让学生明白蛋白质工程与基因工程的区别与联系、蛋白质工程的操作过程、蛋白质工程目前的现状。

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。

这样的学习，可以使学生认识到科学探索之路的漫长、艰辛和永无止境。

二、学情分析学生在必修一和必修二的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。

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。

结合课本中插图说明蛋白质工程的原理应该是中心法则的逆推。

三、教学目标：（一）知识与技能：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。

（二）过程与方法：1.通过实例了解蛋白质工程崛起的缘由2.利用逆向思维，通过让学生上讲台板书的方法来体现蛋白质工程的过程。

（三）情感态度价值观通过教学激发学生的想象力和创造力，培养学生探究科研的精神。

四、教学重点和难点：蛋白质工程的原理。

五、教学方法：讲授法、谈话法六、教学准备：让学生课前完成导学案七、教学过程：八、教学反思：在教学过程中，给学生自主阅读和思考的时间，指导学生加强与已有知识的联系，用逆向思维的方法解决新问题，把课堂的大部分时间还给学生，让学生通过自主学习、观察、讨论来学习。

区别基因工程和蛋白质工程的不同，认同蛋白质工程是第二代基因工程。

课堂给学生上讲台展示的机会，能够锻炼学生的胆量，提高学生自主学习的兴趣，增强学生信心。

感谢您的阅读，祝您生活愉快。

第11 页共11 页。

蛋白质工程的崛起一、教学分析（一）教材分析“蛋白质工程的崛起”是人教版选修三《现代生物科技专题》第一专题“基因工程”第四节的内容。

本专题的前三节内容围绕基因工程，分别介绍了基因工程所需的基本工具、基本操作程序和应用。

本节内容中蛋白质工程是基因工程的延伸，属于第二代基因工程。

其崛起是因为原有的基因工程不能完全满足人们生产或生活的需求，人们呼唤新技术的产生去解决一系列遇到的难题。

同时，科技的发展离不开理论的创新和技术的突破。

因此，本节课中教学情景的设计主线按“问题—探究一新问题一新探究”的线索进行，同时在探究解决新问题的过程中建构蛋白质工程的概念。

本节课通过介绍现代生物科学和技术中一些重要领域的研究热点、发展趋势和应用前景，以开拓学生视野，增强科技意识，激发学生探索生命奥秘和热爱生物科学的情感，同时培养学生的社会责任感和发展学生的探究能力，让学生体会到科学技术的发展离不开基础理论的研究和技术的支持。

（二）学情分析1、知识基础（1）掌握足够的蛋白质相关知识，对基因工程的原理、操作、应用等知识较为熟悉。

（2）以具备一定的获取信息、分析、运用、探究、合作等能力；能够运用学过的知识解释生活现象，基本可以独立完成问题探究过程。

2、能力基础具有一定的搜集、观察、阅读、归纳、表述、分析能力及动手操作、小组合作能力。

3、情感态度与价值观基础有求知欲，有合作、创新意识。

4、实际生活经验对生活中的蛋白质有一定的感性认识，了解过过胰岛素、干扰素等前沿知识，渴望了解有关蛋白质工程的相关知识，愿意用所学知识解决生活中的问题。

（三）教学条件分析1、信息技术资源：有相关的教学课件资源和教学投影设备，微课制作设备。

2、网络资源：蛋白质组计划的新闻报道、微课观看、相关网络信息。

3、实物资源：洗衣粉，自制词条，硬彩纸，卡纸，磁力纸板等。

4、生活中的课程资源：对胰岛素、干扰素、玉米等有了解，对转基因食品等内容较为熟悉。

（四）教学重、难点根据课标内容标准及对教材和学情的分析，确定如下重难点。

1.4 蛋白质工程的崛起一、说教材：《蛋白质工程的崛起》是高中生物选修3专题1的第四节内容，它是在基因工程的基础上，延伸出来的第二代基因工程。

其诞生是有其理论与技术条件支撑的，它是随着分子生物学、晶体学以及计算机技术的迅猛发展而诞生的，也与基因组学、蛋白质组学、生物信息学的发展等因素有关（本书“前沿动态”中有简要介绍）。

本节内容较少，课程标准的要求也不高，对本节知识的处理要从挖掘教材文字上入手，让学生明白蛋白质工程与基因工程的区别与联系。

二、三位目标：知识与技能：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。

过程与方法：1、通过实例了解蛋白质工程崛起的缘由2、利用逆向思维，通过举例的方法来体现蛋白质工程的过程情感态度与价值观：通过教学让学生展开思维的翅膀，大胆想象，激发起学生的想象力与创造力，培养学生的吃苦耐劳和坚忍不拔的科研精神。

三、教学重难点教学重点：1、蛋白质工程崛起的缘由2、蛋白质工程的原理教学难点：蛋白质工程的原理四、教学方法：诱思法、分析法、归纳法五、课时安排：1课时六、教学策略第一部分，先以干扰素等例子引导学生分析基因工程的优缺点，再提出假设，如何做才能解决这样的问题，这样就引起了学生的兴趣，去思考解决问题的办法。

同时可以提出：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呢？第二部分，蛋白质工程的基本原理的教学中要利用好逆向思维，可以通过举例的方法来体现蛋白质工程的过程，即：预期蛋白质功能——预期蛋白质结构——找出氨基酸序列——找出DNA碱基序列。

让学生理解，改变蛋白质功能是目的，改变基因结构是手段，手段是为目的服务的。

同时，利用好教材图1-29蛋白质工程流程图，让学生理解中心法则在蛋白质工程中的体现。

最后一部分，蛋白质工程的进展和前景，教师作简单介绍，学生自学完成。

但是教学中要注意引导学生展开思维的翅膀，大胆想象，激发起学生的想象力与创造力，培养学生的吃苦耐劳和坚忍不拔的科研精神。

1．4蛋白质工程的崛起教学案一、蛋白质工程崛起的缘由：1．基因工程的实质：将一种生物的转移到另一处生物体内，后者产生它本不能产生的，从而产生新性状。

2．蛋白质工程目的：生产符合人们生活需要的并非自然界已存在的。

二．蛋白质工程的概念蛋白质工程是指以及其的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。

（基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质）三、蛋白质工程基本原理1．目标：根据人们对功能的特定需求，对结构进行分析设计。

2．原理：基因改造。

3．过程：预期蛋白质功能→设计结构→推测应有序列→找到对应的序列（基因）→具有预期功能的蛋白质。

四、蛋白质工程的进展和前景例如：科学家通过对的改造，已使其成为速效型药品；用蛋白质工程方法制成的电子元件，具有、和的特点，因此有极为广阔的发展前景。

重难热点归纳1）蛋白质工程与基因工程的区别：蛋白质工程就是根据蛋白质的精细结构与功能之间的关系，利用基因工程的手段，按照人类自身的需要，定向地改造天然的蛋白质，甚至创造新的、自然界本不存在的、具有优良特性的蛋白质分子。

蛋白质工程自诞生之日起，就与基因工程密不可分。

基因工程是通过基因操作把外源基因转入适当的生物体内，并在其中进行表达，它的产品还是该基因编码的天然存在的蛋白质。

蛋白质工程则更进一步。

它可以根据对分子预先设计的方案，通过对天然蛋白质的基因进行改造，来实现对它所编码的蛋白质进行改造。

因此，它的产品已不再是天然的蛋白质，而是经过改造的、具有了人类所需要的优点的蛋白质。

天然蛋白质都是通过漫长的进化过程而形成的，而蛋白质工程对天然蛋白质的改造，好比是在实验室里加快了进化的过程。

2）为什么要开展蛋白质工程的研究蛋白质工程是在基因重组技术、生物化学、分子生物学、分子遗传学等学科的基础之上，融合了蛋白质晶体学、蛋白质动力学、蛋白质化学和计算机辅助设计等多学科而发展起来的新兴研究领域。

《蛋白质工程的崛起》教学设计程雪梅一、教学目标的确定蛋白质工程的诞生是有其理论与技术条件支撑的，正如课本中开头描述的，它是随着分子生物学、晶体学以及计算机技术的迅猛发展而诞生的，也与基因组学、蛋白质组学、生物信息学的发展等因素有关（本书“前沿动态”中有简要介绍）。

蛋白质工程目前的现状：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。

可以使学生认识到科学探索之路的漫长、艰辛和永无止境。

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。

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 质工程的原理应该是中心法则的逆推。

结合课本中插图，可以较明确地说明教学目标：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。

教学难点：蛋白质工程的原理。

教学方法：采用“问题—探究—新问题—再探究”的教学模式。

二、教学设计思路新课一开始，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。

但一个三、教学实施的程序教学过程教学内容教学手段师：根据前面所学内容，试概括说出基因工程学生讨论解决了哪些生活、生产中难以解决的问题。

1．创设情生：基因工程可以生产人类需要的药物，如胰景，引入岛素、干扰素等，我们吃的，使对蛋白质某些食品如番茄、土豆等农业中的抗虫棉、抗工程崛起病毒烟草等，上述产品有些是常规方法难以生的学习。

《蛋白质工程的崛起》教案一、教学目标1. 让学生了解蛋白质工程的基本概念，理解其与传统蛋白质研究的区别。

2. 掌握蛋白质工程的基本原理，包括基因修饰、基因合成等。

3. 了解蛋白质工程在医药、农业、工业等领域的应用。

4. 培养学生对蛋白质工程的兴趣，提高其创新意识和实践能力。

二、教学内容1. 蛋白质工程的基本概念1.1 蛋白质的定义与结构1.2 蛋白质工程与传统蛋白质研究的区别2. 蛋白质工程的基本原理2.1 基因修饰2.2 基因合成3. 蛋白质工程的技术方法3.1 基因克隆与表达3.2 蛋白质结构预测与设计4. 蛋白质工程的应用领域4.1 医药领域4.2 农业领域4.3 工业领域5. 蛋白质工程的发展趋势与挑战三、教学过程1. 导入：通过播放一段关于蛋白质工程的视频，激发学生的兴趣，引出本节课的主题。

2. 讲解：分别讲解蛋白质工程的基本概念、基本原理、技术方法、应用领域和发展趋势。

3. 案例分析：分析一些典型的蛋白质工程案例，如药物研发、生物制药等，让学生更加深入地理解蛋白质工程的应用。

4. 讨论：组织学生分组讨论，思考蛋白质工程在现实生活中的意义和挑战，准备进行课堂分享。

5. 总结：对本次课程的内容进行梳理，强调蛋白质工程的重要性和发展前景。

四、教学评价1. 课堂问答：检查学生对蛋白质工程基本概念的理解。

2. 案例分析报告：评估学生对蛋白质工程应用领域的掌握程度。

3. 小组讨论：评价学生在讨论中的参与程度和创新思维。

五、教学资源1. 教材：蛋白质工程相关教材或科普书籍。

2. 视频：关于蛋白质工程的科普视频。

3. 网络资源：蛋白质工程相关的科研论文、新闻报道等。

4. 实验室设备：用于蛋白质工程实验的器材和试剂。

六、教学活动1. 互动游戏：设计一个关于蛋白质结构的互动游戏，让学生在游戏中加深对蛋白质结构的理解。

2. 实验演示：进行一次蛋白质工程实验的演示，让学生直观地感受蛋白质工程的操作过程。

3. 小组项目：让学生分组完成一个蛋白质工程的项目，培养学生的实践能力和团队合作精神。

一、教学目标1. 让学生了解蛋白质工程的定义、意义和应用范围。

2. 使学生掌握蛋白质工程的基本原理和方法。

3. 培养学生运用蛋白质工程知识解决实际问题的能力。

二、教学重点与难点1. 教学重点：蛋白质工程的定义、意义、基本原理和方法。

2. 教学难点：蛋白质工程在实际应用中的案例分析。

三、教学方法1. 采用问题驱动法，引导学生主动探究蛋白质工程的内涵和应用。

2. 利用多媒体课件，生动展示蛋白质工程的相关知识和案例。

3. 开展小组讨论，培养学生的合作能力和解决问题的能力。

四、教学内容1. 蛋白质工程的定义：引导学生了解蛋白质工程的基本概念，明确其研究对象和目标。

2. 蛋白质工程的意义：分析蛋白质工程在生物科技和产业发展中的重要作用。

3. 蛋白质工程的基本原理：介绍蛋白质工程的基本技术方法和操作步骤。

4. 蛋白质工程的方法：详细讲解蛋白质工程的设计、合成、表达和筛选等环节。

5. 蛋白质工程的应用：展示蛋白质工程在医药、农业、环境保护等领域的应用案例。

五、教学安排1. 课时：2课时2. 教学过程：第一课时：（1）导入：介绍蛋白质工程的基本概念和研究意义。

（2）讲解：详细讲解蛋白质工程的基本原理和方法。

（3）案例分析：分析蛋白质工程在实际应用中的案例。

第二课时：（1）复习：回顾上节课的内容，检查学生的掌握情况。

（2）拓展：讲解蛋白质工程在其他领域的应用。

（3）总结：强调蛋白质工程的重要性和发展趋势。

教案编写仅供参考，具体实施可根据实际情况进行调整。

六、教学评估1. 课堂问答：通过提问方式检查学生对蛋白质工程基本概念的理解。

2. 小组讨论：评估学生在小组讨论中的参与程度和合作能力。

3. 案例分析报告：评估学生对蛋白质工程案例分析的深度和见解。

七、教学资源1. 多媒体课件：提供清晰的蛋白质工程原理和案例图片。

2. 参考资料：提供相关的科研论文和新闻报道，供学生课后拓展阅读。

3. 网络资源：利用互联网资源，为学生提供更多的蛋白质工程应用实例。

一、教学目标1. 知识与技能：（1）理解蛋白质工程的概念、原理和应用；（2）掌握蛋白质工程的基本步骤和方法；（3）了解蛋白质工程在生物技术和医药领域的重要作用。

2. 过程与方法：（1）通过案例分析，培养学生的科学思维和解决问题的能力；（2）通过实验操作，培养学生的动手能力和实验技能。

3. 情感态度与价值观：（1）培养学生对生物技术的兴趣和热爱；（2）培养学生关注生物科技发展，认识生物科技对人类生活的影响。

二、教学内容1. 蛋白质工程的概念和原理（1）介绍蛋白质工程的定义；（2）解释蛋白质工程的原理。

2. 蛋白质工程的基本步骤（1）蛋白质需求分析；（2）基因设计；（3）基因合成；（4）蛋白质表达与纯化。

3. 蛋白质工程的方法与技术（1）基因突变；（2）基因重组；（3）蛋白质工程技术。

4. 蛋白质工程的应用（1）生物制药；（2）生物催化；（3）生物材料。

5. 蛋白质工程案例分析（1）分析蛋白质工程在生物制药领域的应用案例；（2）分析蛋白质工程在生物催化领域的应用案例。

三、教学过程1. 导入：通过展示蛋白质工程在生物技术和医药领域的重要作用，激发学生的兴趣。

2. 课堂讲解：讲解蛋白质工程的概念、原理、基本步骤、方法与技术，以及应用领域。

3. 案例分析：分析蛋白质工程在生物制药和生物催化领域的应用案例，引导学生思考和解决问题。

4. 实验操作：安排蛋白质工程的实验操作，培养学生的动手能力和实验技能。

5. 课堂讨论：组织学生讨论蛋白质工程的发展前景和可能面临的挑战，培养学生的科学思维。

四、教学评价1. 知识掌握：通过课堂提问、作业和测验，评估学生对蛋白质工程概念、原理、步骤和方法的掌握程度。

2. 技能培养：通过实验操作和课堂讨论，评估学生在动手能力、实验技能和科学思维方面的提升。

3. 情感态度：通过观察学生在课堂上的参与程度和讨论，评估学生对生物技术的兴趣和关注程度。

五、教学资源1. 教材：选用高中生物教材中关于蛋白质工程的相关内容；2. 案例资料：收集蛋白质工程在生物制药和生物催化领域的应用案例；3. 实验器材：准备进行蛋白质工程实验所需的仪器和试剂；4. 多媒体课件：制作蛋白质工程的课件，辅助教学。

一、教学目标1. 让学生了解蛋白质工程的概念及其重要性。

2. 使学生掌握蛋白质工程的基本原理和方法。

3. 培养学生运用蛋白质工程知识解决实际问题的能力。

二、教学内容1. 蛋白质工程的概念2. 蛋白质工程的基本原理3. 蛋白质工程的方法与技术4. 蛋白质工程的应用实例5. 蛋白质工程的发展趋势三、教学重点与难点1. 蛋白质工程的概念及其与基因工程的关系2. 蛋白质工程的基本原理和方法3. 蛋白质工程的应用及发展趋势四、教学过程1. 导入：通过播放蛋白质工程相关视频，激发学生的兴趣，引出本节课的主题。

2. 新课导入：介绍蛋白质工程的概念，让学生了解其定义和重要性。

3. 知识讲解：讲解蛋白质工程的基本原理和方法，结合实际案例进行分析。

4. 案例分析：分析蛋白质工程在医药、农业等领域的应用实例，让学生了解其广泛应用。

5. 拓展延伸：介绍蛋白质工程的发展趋势，引导学生关注科技前沿。

6. 课堂小结：总结本节课的主要内容，强调蛋白质工程的重要性和应用前景。

7. 课后作业：布置相关练习题，巩固所学知识。

五、教学评价1. 学生对蛋白质工程概念的理解程度。

2. 学生掌握蛋白质工程基本原理和方法的情况。

3. 学生能够运用蛋白质工程知识解决实际问题的能力。

4. 学生对蛋白质工程发展趋势的了解程度。

六、教学资源1. 蛋白质工程相关视频资料2. 蛋白质工程案例分析资料3. 蛋白质工程发展趋势相关资料4. 蛋白质工程教学PPT5. 蛋白质工程练习题及答案七、教学方法1. 讲授法：讲解蛋白质工程的基本原理和方法，传授相关知识。

2. 案例分析法：分析蛋白质工程在实际应用中的案例，提高学生的应用能力。

3. 讨论法：组织学生分组讨论，培养学生的团队合作意识。

4. 问题驱动法：引导学生提出问题，培养学生的思考和创新能力。

八、教学步骤1. 导入新课：通过播放蛋白质工程相关视频，激发学生的兴趣。

2. 知识讲解：详细讲解蛋白质工程的基本原理和方法。