苏教2003课标版《蛋白质工程的应用》优质课教案设计

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2学情分析：

前面学生已学习了基因工程的原理、操作与应用，为学习蛋白质工程奠定了基础。然而改造蛋白质是直接对蛋白质操作还是先改造基因呢？学生虽然对蛋白质结构与功能有所了解，但并不知道蛋白质的高级结构非常复杂，人类知之甚少，直接操作极其困难。改造基因从哪里出发？具体经过哪些步骤？极少会有学生进行逆向思维，利用中心法则的逆推找到对应的脱氧核苷酸序列。利用基因定点诱变技术进行小改时，涉及如DNA复制、碱基互补配对、遗传信息、密码子、基因突变等知识，学生虽然高一学过，但间隔时间较长，遗忘在所难免。基于此，教师在教学中合理创设教学情境，设置两次模型构建，化复杂为简约，化抽象为具体，深入浅出为学生释疑，进一步激发学生的思维。

3教学目标：

⑴举例说明天然蛋白质不能完全符合人类生产和生活的需要，概述人们需要根据基因工程原理，进行蛋白质设计和改造，获得性状和功能更符合人类需求的蛋白质。

⑵通过学习基因定点诱变技术，举例说明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。

⑶尝试运用逆向思维分析和解决问题，举例说出蛋白质工程的应用和发展。

4教学重难点：

通过基因定点诱变技术改造基因、生产目标蛋白的过程

5教学过程：

5.1创设情景，引入新课

教师展示抗虫棉的图片及制备流程图，提出问题：抗虫棉的培育使用了什么技术？说说该技术的操作流程。你认为这个技术的实质是什么？学生看图可知是基因工程，也能说出基因工程的四个步骤。而这个技术的实质是考查对基因工程原理的理解——广义上的基因重组，即将一种生物的基因转移到另一种生物体内，使后者产生本不能产生的蛋白质，进而表现出新的性状。教师顺势提出 “基因异体表达”，强调“异体”可以是不同物种之间，突破物种界限定向改造生物性状。加深对基因工程优点的理解。同时提出问题“该过程中产生的蛋白质自然界中有吗？”教师展示多个基因工程的实例图片说明以上性状（蛋白质）自然界本来就有，引出基因工程的不足，原则上只能生产自然界已存在的蛋白质，却不能完全符合人类生产和生活的需要。

5.2阅读资料，理解蛋白质工程崛起的理由

学生阅读人教版P26第二自然段思考：科学家在干扰素的保存和玉米的赖氨酸的产量上面临什么样的问题？如何解决这些问题？学生会发现天然蛋白质不能满足生产的需要，科学家通过改造蛋白质的结构来解决问题。教师引出蛋白质工程的目标是“根据人们对蛋白质功能的特定需求，对蛋白质的结构进行分子设计，生产符合人们需要的、甚至自然界不存在的蛋白质”。

5.3 通过问题串、构建模型，理解蛋白质工程的原理

5.3.1设计问题串，引导学生回答如何改造蛋白质

⑴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？能否说出你的理由？

⑵改造基因也能改造蛋白质，哪种可遗传？

教师展示氨基酸形成蛋白质示意图，指出蛋白质的高级结构非常复杂，人类对蛋白质的高级结构和如何行使功能知之甚少，有待进一步探索。学生讨论后可得出结论——蛋白质工程的原理是改造基因。

⑶天然蛋白质如何合成呢？复习中心法则

⑷蛋白质工程的目标是生产符合人们需要的蛋白质，应该从哪里出发？蛋白质工程的流程是什么？

学生根据中心法则、以及基因工程中获取目的基因的方法可以了解中心法则的逆推。

5.3.2小组活动，体验根据氨基酸序列寻找目的基因

根据以下氨基酸序列写出决定这一肽链的脱氧核苷酸序列（已知部分氨基酸的密码子：丙氨酸为GCU、GCC、GCA、GCG，色氨酸为UGG，赖氨酸为AAA、AAG，甲硫氨酸AUG,苯丙氨酸UUU、UUC）。

氨基酸序列 — 丙氨酸 — 色氨酸 — 赖氨酸 — 甲硫氨酸 — 苯丙氨酸 —

mRNA核苷酸序列