蛋白质工程的崛起高中生物教案优秀范文

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。但一个新问题出现了，生物产生的天然蛋白质是在长期进化过程中形成的，它的结构、性能不能完全满足人类生产和生活的需要。举例：P26干扰素例子、工业用酶的例子下面是小编为大家准备以下内容，希望对你们有所帮助，

　　蛋白质工程的崛起高中生物教案优秀范文一

教材分析

《蛋白质工程的崛起》是人教版普通高中课程标准实验教科书生物选修3《现代生物科技专题》中专题1基因工程第4节的内容。蛋白质工程与基因工程联系密切，被称为第二代基因工程，同时又与必修教材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密不可分。由于蛋白质工程是基因工程的延伸和发展，因此我采用“问题—探究—新问题—再探究”的教学模式，课时为一课时。

三、教学目标及重难点

1.教学目标

知识目标：

(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。

情感态度与价值面目标：

(1)关注蛋白质工程的发展

(2)适时渗透爱家乡教育。

能力目标：尝试运用逆向思维分析和解决问题。

2.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。

3.教学难点：蛋白质工程的原理。

四、教学方法及教学媒体的设计

1.教法：采用启发式及问题驱动法相结合。

2.学法：学生利用教材及多媒体提供的资源展开探究学习，通过小组讨论、分析、对比等方法达成各项目标。

3.教学媒体的设计：利用多媒体展示相关的资料。

五、教学过程

教学环节　　 教 师 活 动　　 设计意图　　 创设情境导入新课　　 根据前面所学内容，试概括说出基因工程解决了哪些生活、生产中难以解决的问题?进而以健康的话题入手，通过相关实例使学生意识到基因工程生产出来的自然界中已有的这些蛋白质，有的并不能满足我们人类的需要，或不符合我们的意愿。那么如何才能生产出符合我们人类意愿的蛋白质呢?　　 联系旧知识使学生回忆基因工程的有关内容，同时激发探索新知的欲望

?　 一、蛋白质工程崛起的缘由　　 引导学生阅读教材P26页相关内容，提出问题：为什么要开展蛋白质工程的研究?　　 以问题驱动学习，引导学生自主探究、讨论、分析。　　 　?　 提出问题：还记得“人类基因组计划”吗?你们知道国

际人类蛋白质组计划吗?它与蛋白质工程有什么关系?

讲述：人类蛋白质组计划是继人类基因组计划后，生命

科学乃至自然科学领域一项重大的科学命题。2001年国

际人类蛋白质组组织宣告成立。2003年该组织正式提出

启动了两项重大国际合作行动：一项是由中国科学家牵

头执行的“人类肝脏蛋白质组计划”;另一项是以美国

科学家牵头执行的“人类蛋白质组计划”，由此拉开了

蛋白质组计划的帷幕。

借助多媒体展示两个实例：

实例一：“干扰素在体内难长时间保存”;实例2：“玉米中赖氨酸含量低”，引导学生概括出蛋白质工程崛起的缘由：基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质，这些蛋白质却不一定完全符合人类生产和生活的需要。

?　 引导学生回忆已学的相关内容，进而通过介绍一些比较前沿的知识，使学生认识到我国科学技术的迅猛发展。

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一、 教案目标

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。

二、 教案重点和难点

1.教案重点

<1)为什么要开展蛋白质工程的研究?

<2)蛋白质工程的原理。

2.教案难点

蛋白质工程的原理。

三、 教案过程

一、蛋白质工程崛起的缘由

引言：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。但一个新问题出现了，生物产生的天然蛋白质是在长期进化过程中形成的，它的结构、 性能不能完全满足人类生产和生活的需要。举例：P26干扰素例子、工业用酶的例子b5E2RGbCAP

于是要对现有蛋白质进行改造，制造出目前从天然蛋白质中找不到的蛋白质。这样人们又开始了新一轮的探索，蛋白质工程应运而生了。p1EanqFDPw

二、蛋白质工程的原理

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。中心法则告诉我们遗传信息的流动方向如图1-4所示。DXDiTa9E3d

图1-4 遗传信息的流动方向

那么，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。<结合课本中插图)RTCrpUDGiT

小结：蛋白质工程的概念<是研究蛋白质的结构及结构与功能的关 系，然后人为地设计一个新蛋白质，并按这个设计的蛋白质结构去改变其基因结构，从而产生新的蛋白质。或者从蛋白质结构与功能的关系出发，定向地改造天然蛋白质的结构，特别是对功能基因的修饰，也可以制造新型的蛋白质。)5PCzVD7HxA

思考：蛋白质工程操作程序的基本思路与基因工程有什么不同?

答：基因工程是遵循中心法则，从DNA→mRNA→蛋白质→折叠产生功能，基本上是生产出自然界已有的蛋白质。jLBHrnAILg

蛋白质工程是按照以下思路进行的：确定蛋白质的功能→蛋白质应有的高级结构→蛋白质应具备的折叠状态→应有的氨基酸序列→应有的碱基排列，可以创造自然界不存在的蛋白质。xHAQX74J0X

三、蛋白质工程的进展和前景

1、蛋白质工程的诞生是有其理论与技术条件 的，它是随着分子生物学、晶体学以及计算机技术的发展而诞生的，与基因组学、蛋白质组学、生物信息学的发展等因素有关LDAYtRyKfE

2、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。Zzz6ZB2Ltk

科学探索之路的漫长、艰辛和永无止境。

四、 答案和提示

<一)思考与探究1.蛋白质工程是应怎样的需求而崛起的?

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一、教学目标

【知识与技能目标】

1.知道物种的概念，地理隔离和生殖隔离的概念。

2.理解隔离在物种形成中的作用。

【过程与方法目标】

1.通过提问问题的方式，让学生自主阅读课本相关内容，培养学生提取信息以及归纳概括的能力。

2.通过对地理隔离和生殖隔离两者之间的比较以及联系，提高学生对比分析的能力。

【情感态度价值观目标】

了解环境与物种形成之间的关系，体会生物的多样性，养成爱护环境，保护珍稀动物的意识。

二、教学重难点

【重点】

物种的概念，地理隔离和生殖隔离的概念以及隔离在物种形成中的作用。

【难点】

隔离在物种形成中的作用。

三、教学过程

环节一、导入新课(多媒体导入)

在多媒体上展示曼彻斯特地区的桦尺蠖图片，通过上节课的学习，同学们知道了该地区的桦尺蠖基因频率发生了很大的变化，但是并没有形成新的物种。那为什么说它们没有形成新的物种?又该怎样判断两个种群是否属于一个物种呢?以此导入新课。

环节二、新课教学

1、物种的概念

自主学习，阅读课本，找出物种的概念(能够在自然状态下相互交配并且产生可育后代的一群生物称为一个物种。简称“种”)

之后设疑：马和驴可以交配，产生后代——骡。那么马和驴是同一物种吗?(不是，因为骡不可育)

老师引出：生殖隔离(不同物种之间一般是不能相互交配的，即使交配成功，也不可能产生可育的后代，这种现象叫做生殖隔离)。

多媒体展示两个池塘中的鲤鱼，问：同学们为什么会形成两个种群呢?(可能由于高山、河流、沙漠或者其他地理上的障碍，使得每一个物种总是被分成一个一个或大或小的群体)

顺势引出：地理隔离(同一种生物由于地理上的障碍而分成不同的种群，使得种群间不能发生基因交流的现象叫做地理隔离)。

过渡：我们学习了生殖隔离和地理隔离，那么大家想不想知道隔离在物种形成中有什么作用呢?

2.隔离在物种形成中的作用

多媒体展示生活在加拉帕戈斯群岛生活的13种地雀，让同学观察他们的外形差异(它们的喙差别很大)并且他们之间形成了生殖隔离。

分组讨论：

(1)设想南美洲大陆的一种地雀来到加拉帕戈斯群岛后，先在两个岛屿上形成两个初级种群。这两个种群的个体数量都不多。它们的基因频率一样吗?(由于这两个种群的个体数量都不够多，基因频率可能是不一样的)

(2)不同岛屿上的地雀种群，产生突变的情况一样吗?(不一样。因为突变是随机产生的)

(3)对不同岛屿上的地雀种群来说，环境的作用有没有差别?这对种群基因频率的变化会产生什么影响?(不同岛屿的地形和植被条件不一样，因此环境的作用会有差别，导致种群基因频率朝不同的方向改变)

(4)如果这片海域只有一个小岛，还会形成这么多种地雀吗?(不会。因为个体之间会有基因的交流)

由于各个岛上的食物和栖息条件互不相同，自然选择对不同种群基因频率的改变所起的作用就有差别。导致这些种群的基因库就会形成明显的差异，并逐步出现生殖隔离。生殖隔离一旦形成，原来属于一个物种的地雀，就成了不同的物种。因此可以得出结论：隔离是物种形成的必要条件。

环节三：拓展与应用

组织学生回顾导入：为什么说桦尺蠖没有形成新的物种?又该怎样判断两个种群是否属于一个物种呢?(它们仍然可以进行交配产生可育后代。观察这两个种群的雌雄个体是否可以相互交配，并且可产生可育后代)

环节四：小结与作业

小结：请同学回顾本节课学到的知识(物种的概念，地理隔离和生殖隔离的概念以及隔离在物种形成中的作用)。

作业：你听说过狮虎兽或虎狮兽吗?课后搜集相关资料，下节课进行分享交流。

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