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2019-2020年高中生物《蛋白質(zhì)工程的崛起》教案5 新人教版選修3 教學過程 教學內(nèi)容 教學手段與方法 預期目標 1．創(chuàng)設情景，引入對蛋白質(zhì)工程崛起的學習。 師：怎樣讓一種生物的性狀在另一種生物中表達？ 生：雜交育種 師：很好！在種內(nèi)可以用常規(guī)的雜交育種的辦法實現(xiàn)，但要使有生殖隔離的種間生物實現(xiàn)基因交流，就顯得力不從心了。 生：那就采用基因工程。 師：很好！基因工程的誕生為克服遠源雜交的障礙問題帶來了新的希望，于是取得了豐碩的成果：大腸桿菌生產(chǎn)出了胰島素。但是一個新的問題出現(xiàn)了，生物產(chǎn)生的天然蛋白質(zhì)是在長期進化過程中產(chǎn)生的，它的結(jié)構(gòu)和性能不能完全滿足人類生產(chǎn)生活的需要。 師：例如：干擾素是動物體內(nèi)的一種蛋白質(zhì)是一種抗病毒抗腫瘤的藥物，但在體外保存相當困難。于是我們要對現(xiàn)有的蛋白質(zhì)進行改造，制造出目前從天然蛋白質(zhì)中找不到的蛋白質(zhì)。這樣人們由開始了新一輪的探索，蛋白質(zhì)工程應運而生了。 學生討論 贊揚也是教育的一種方式。 舉例 聯(lián)系舊知識使學生回憶基因工程的有關(guān)內(nèi)容。 引起學生對蛋白質(zhì)工程的感性認識。 2．學習“蛋白質(zhì)工程的崛起的緣由” 師：大家都知道“人類基因組計劃”，那么你們知道國際人類蛋白質(zhì)組計劃嗎？它與蛋白質(zhì)工程有什么關(guān)系？ 師：人類蛋白質(zhì)組計劃是繼人類基因組計劃后，生命科學乃至自然科學領(lǐng)域一項重大的科學命題。xx年國際人類蛋白質(zhì)組組織宣告成立。xx年該組織正式提出啟動了兩項重大國際合作行動：一項是由中國科學家牽頭執(zhí)行的“人類肝臟蛋白質(zhì)組計劃”；另一項是以美國科學家牽頭執(zhí)行的“人類蛋白質(zhì)組計劃”，由此拉開了蛋白質(zhì)組計劃的帷幕。 師：通過上面的學習我們已經(jīng)大概了解了蛋白質(zhì)工程崛起的理由。 生：基因工程在原則上只能生產(chǎn)自然界已存在的蛋白質(zhì)，這些蛋白質(zhì)卻不一定完全符合人類生產(chǎn)和生活的需要。 師：歸納的很好！我們剛才提到的干擾素在體外保存相當困難，如果將其分子上的一個半胱氨酸變成絲氨酸，那么在—70度的條件下可以保存半年。 師：對天然蛋白質(zhì)進行改造，你認為應該直接對蛋白質(zhì)分子進行操作，還是通過對基因的操作來實現(xiàn)？ 生：通過對基因的操作來實現(xiàn)，因為基因決定蛋白質(zhì)的合成。 介紹一些比較前沿的知識。 這部分知識較新，學生了解的較少，一教師講述為主。 學生歸納 及時鼓勵學生。 學生討論 進一步激發(fā)學生學習本節(jié)內(nèi)容的興趣。 使學生認識到我國科學技術(shù)的迅猛發(fā)展。 培養(yǎng)學生的歸納能力。 提出問題，誘導思考，解決困難。 教學過程 教學內(nèi)容 教學手段與方法 預期目標 3．學習“蛋白質(zhì)工程的基本原理” 師：下面讓我們一起來回憶一下生物體內(nèi)的蛋白質(zhì)合成的過程。 生：基因 mRNA 形成氨基酸序列的多肽鏈 盤曲折疊成有一定空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì) 行使生物功能 師：同學們說的對！但蛋白質(zhì)工程卻與之相反，它的基本途徑是什么呢？ 生：從預期的蛋白質(zhì)功能出發(fā) 設計預期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu) 推測應有的氨基酸序列 找到相應的脫氧核苷酸序列（基因） 師：下面我們利用蛋白質(zhì)工程原理來解決課本27頁討。論題。 生：—丙氨酸—色氨酸—賴氨酸—甲硫氨酸—苯丙氨酸— mRNA：GCU(或C或A或G)UGGAAA（或G）AUGUUU（或C） DNA的一條鏈：CGA（或G或T或C）ACCTTT（或C）TACAAA（或G） 確定了基因的堿基序列后，就可以根據(jù)人類的需要改造它，通過人工合成的方法或從基因庫中獲取。 師：回答的很好 。通過以上的討論我們來總結(jié)一下什么是蛋白質(zhì)工程。 生：蛋白質(zhì)工程是指以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過基因修飾或基因合成，對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進行改造，或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類的生產(chǎn)和生活的需求。 師：基于以上蛋白質(zhì)工程的原理，能不能根據(jù)人類需要的蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)設計相應的基因，導入適合的細菌中，讓細菌生產(chǎn)人類需要的蛋白質(zhì)食品呢？ 學生討論。 讓文字與插圖結(jié)合，使抽象的文字在直觀的插圖中得以體現(xiàn)。 培養(yǎng)學生的逆向思維能力 在解決問題中加強對基礎(chǔ)知識的深層次理解。 解決本節(jié)課的難點 培養(yǎng)學生的歸納能力。 培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維能力。 4．學習“蛋白質(zhì)工程的進展和前景” 師：蛋白質(zhì)工程已經(jīng)取得了很大的進展，例如科學家通過對胰島素的改造，已使其成為速效型藥品。 師：但是蛋白質(zhì)工程成功的例子不多，主要是因為蛋白質(zhì)發(fā)揮其功能需要依賴于正確的空間結(jié)構(gòu)，而科學家目前對大多數(shù)蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)了解很少！ 學生看書。 讓學生認識到科學探究之路的漫長、艱辛和永無止境。 5．作業(yè) 完成“思考與探究” 課內(nèi)與課外結(jié)合。