人教版（2019）选择性必修三《蛋白质工程的原理和应用》优秀教案设计

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课题 第4章 基因工程

第4节 蛋白质工程的原理和应用 单元 第二章 学科 生物 年级 高二 学习目标

与

核心素养 阐述蛋白质工程的原理和基本操作。

1.文化基础：蛋白质工程的原理和基本操作。

2.自主发展：尝试通过蛋白质工程技术，根据人类需要的蛋白质结构，设计改造某一蛋白质的设计流程。

3.社会参与：举例说明依据人类需要对原有蛋白质结构进行基因改造、生产目标蛋白质的过程。 重点 蛋白质工程的原理和基本操作。 难点 对原有蛋白质结构进行基因改造、生产目标蛋白质的过程。

教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 导入新课 走进社会中

你见过用细菌画画吗？右图是用发出不同颜色荧光的细茵“画”?的美妙图案。这些细菌能够发出荧光，是因为在它们的体内导入了荧光蛋白的基因。

最早被发现的荧光蛋白是绿色荧光蛋白，科学家通过改造它，获得了黄色荧光蛋白等。这些荧光蛋白在细胞内生命活动的检测、肿瘤的示踪研究等领域有着重要应用。那么，科学家是怎样对蛋白质分子进行设计和改造的呢？ 课前查阅资料，欣赏细菌画画，了解细菌“画”的效果，分析相关原因。 通过趣味生物的介绍和展示，激发学生的学习兴趣，引入新课。 讲授新课 一、蛋白质工程

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：通过基因改造或基因合成，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．理论和技术条件：分子生物学、晶体学以及计算机技术的迅猛发展。

二、蛋白质工程崛起的缘由

1．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，后者可以产生它本不能产生的蛋白质，进而表现出新的性状。

2．基因工程的不足：基因工程在原则上只能产生自然界中已存在的蛋白质。

3．天然蛋白质的不足：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。

4．实例：玉米中赖氨酸的含量比较低，赖氨酸合成中两种酶的氨基酸被替换，就可以使玉米叶片和种子中游离赖氨酸分别提高5倍和2倍。