高中生物第4节 蛋白质工程的原理和应用教案

这是一份高中生物第4节 蛋白质工程的原理和应用教案，共4页。教案主要包含了教材内容分析，学情分析，素养目标，教学的重点，教学过程，作业设计，板书设计，教学活动建议等内容，欢迎下载使用。

教材版本
人教版
科目
生物
课题
蛋白质工程的原理和应用
作者
课时
1课时
授课类型
新授课
一、教材内容分析
本节课《蛋白质工程的原理和应用》是人教版（2019）高中生物学选择性必修三第3章第4节的内容。教材使用细菌在培养基上作画的例子，科学家通过对绿色荧光蛋白的改造，获得了黄色荧光蛋白，正文直接对蛋白质工程的概念进行阐述。以基因工程存在的缺陷引出进行蛋白质工程的必要性，并论述蛋白质工程的基本原理以及在不同领域的应用。教材中提供了丰富的案例，但是并没有将某一个案例进行深入的探讨和具体过程的分析，不利于学生对于蛋白质工程基本原理和过程的掌握。
本节课需1个课时，以胰岛素为例，贴近学生生活，阐述胰岛素合成的发展历程，复习基因工程的原理和过程，指出其局限性，讨论解决途径，引出蛋白质工程，学习其原理、流程和基因工程的差异。
二、学情分析
本课时是这个单元的最后一节，内容建立在重组DNA技术的基本工具、基因工程的基本操作程序、以及基因工程的应用的基础之上。学生已经懂得如何利用重组DNA技术的基本工具，通过基因工程的基本操作程序大量生产人胰岛素。本节课延续本单元的主题情境：胰岛素的生产和改造设计方案出发，根据学生的问题解决逻辑进行设计，依次从现象到方案再到依据，最后形成“人胰岛素的改造设计方案”，对蛋白质工程的基本原理和应用进行归纳。
学生在必修课中学习过酶的基本知识，也知道很多酶产品已经进人了我们的生活。本节“到社会中去”联系学生这些已有的知识，让他们结合查阅的资料和本节所学的内容，分析蛋白质工程在酶制剂产业中的作用，这是在引导他们学以致用以及让他们感受到科学技术推动了社会进步，改善了人们的生活。
三、素养目标
（1）运用结构与功能观等观点，结合中心法则有关知识，说明蛋白质工程的基本原理（生命观念）。
（2）基于蛋白质工程的实例，采用模型与建模、归纳与概括等方法，用文字图示或模型的形式表示蛋白质工程的基本思路（科学思维）。
（3）尝试通过蛋白质工程技术，根据人类需要的蛋白质结构，运用逆向思维设计或改造某一蛋白质（人胰岛素）的设计流程（科学探究）。
四、教学的重点、难点
教学重点：
①蛋白质工程的基本原理。
②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。
2、教学难点：
①蛋白质工程的基本原理。
②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。
教法学法
讲授法、模型构建、小组讨论法
六、教学过程
教学过程
教师活动
学生活动
教学用时
设计意图
创设情境，导入新课
展示用细菌“画”的画图片，结合教材“从社会中来”栏目中的情境，提出问题
思考、回答
2min
创设情境，组织学生回顾基因工程的本质，引入蛋白质工程的概念，并对蛋白质工程的概念进行分析、理解。
蛋白质工程崛起的缘由
带领学生阅读并分析教材中介绍的改造玉米中的天冬氨酸激酶和二氢吡啶 二羧酸合成酶，以提高玉米赖氨酸含量的实例
阅读教材
8min
引导学生认识到进行蛋白质工程
研究的必要性。
蛋白质工程的基本原理
提出问题：对天然蛋白质分子进行改造，是以蛋白质分子为操作对象，还是基因?
为什么蛋白质工程改造基因而不是直接改造蛋白质?
回顾天然蛋白质合成的过程，即中心法则，引入蛋白质工程的基因流程图。
指出两者过程相反。
通过教材的思考‧ 讨论，加强对蛋白质工程的原理的理解。
思考、回答
基因
20min
让学生通过回顾基因 工程的知识来初步了解蛋白质工程的基本原理。
让学生感悟蛋白质工程的发展离不开多种技术的支持，体会学科交叉对生物学发展的影响。
蛋白质工程的应用
带领学生分析 多个蛋白质工程应用的实例，
阅读教材，了解蛋白质工程在工业、农业等领域的应用。
10min
让学生体会蛋白质工程发展对社会发展的积极意
义以及蛋白质工程发展的现状，感受科技探索之路充满挑战。
七、作业设计（体现分层作业）
1、归纳蛋白质工程的概念、原理、实质、流程；列表归纳蛋白质工程与基因工程的区别
项目
蛋白质工程
基因工程
过程
原理
结果
2、完成教材P96“拓展应用”栏目相关问题。
八、板书设计
九、教学活动建议
从的局限性引出蛋白质工程，以赖脯胰岛素为例，阐述蛋白质工程合成赖脯胰岛素的过程。
2、对赖脯胰岛素的合成过程进行总结，归纳出蛋白质工程的概念、目标、实质、流程、原理，以及和基因工程的比较。
3、展示蛋白质工程在不同领域中的应用实例，如医药领域、农业领域、工业领域中遇到的困难和解决思路，让学生理解蛋白质工程的优势。
十、教学反思
1、以胰岛素类似物的合成案例较为完整；但其他案例的阐述还不够具体详细。
2、蛋白质工程的局限性如何突破还没有找到更好的解决办法，需要关注科技前沿。
3、课堂给学生自主参与知识体系构建的时间不够