高中生物1.4蛋白质工程的崛起教案新人教版选修3

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1、蛋白质工程的崛起1.教学目标知识目标举例说出蛋白质工程崛起的缘由。能力目标简述蛋白质工程的基木原理及基木途径。情感态度与价值观尝试运用逆向思维分析和解决问题。2.教学重点/难点教学重点⑴为什么耍开展蛋口质工程的研究？⑵蛋白质工程的原理。教学难点蛋白质工程的原理。3.教学用具4.标签教学过程教学过程师: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。生:基因工程町以生产人类需要的药物，如胰岛素、十扰素等，我们吃的，使某些食品如帝茄、土豆等农业屮的抗虫棉、抗病毒烟草等，上述

2、产晶有些是常规方法难以生产或者生产成本过高。师:基因工程的实质是将一种牛物的基因转移到另一种牛物体内，使后者产生它本身不能产生的蛋白质，进而表现出新的性状。但基因工程，人们也只是实现了世界上现有基因在转基因牛物屮的表达。即基因工程在原则上只能牛产白然界己存在的蛋口质。一个新问题出现了，牛物产牛的天然蛋口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牛活的需耍。我们该怎么办？生:对现有蛋白质进行定向改造，以满足人类的生产和生活需要。师:大家都知道“人类基因组计划”，那么你们知道国

3、际人类蛋口质组计划吗?它与蛋口质工程冇什么关系？师：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年该组织正式捉出启动了两项重大国际合作行动:一项是山中国科学家牵头执行的“人类肝脏蛋口质组计划”；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。师:通过上面的学习我们已经大概了解了蛋白质工程崛起的理由。生: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

4、生产和生活的需要。师:归纳的很好!我们刚才提到的干扰素在体外保存相当困难，如呆将其分子上的一个半胱氨酸变成丝氨酸，那么在一70度的条件下可以保存半年。师:对天然蛋白质进行改造，你认为应该直接对蛋白质分了进行操作，还是通过对基因的操作来实现？纶:通过对基因的操作来实现，因为基因决定蛋口质的合成。师:下面讣我们-•起來回忆一下住物体内的蛋口质合成的过程。生:基因mRNA形成氨基酸序列的多肽链盘曲折叠成有一定空间结构的蛋白质行使牛物功能师：同学们说的对!但蛋白质工程却与之相反，它的基木途径是什么呢？生

5、:从预期的蛋白质功能出发设计预期的蛋白质结构推测应冇的氨基酸序列找到和应的脱氧核背酸序列（基因）师:下面我们利用黃口质工程原理来解决课本27页讨。论题。生:一丙氨酸一色氨酸一赖氨酸一甲硫氨酸一苯丙氨酸一mRNA:GCU（或C或A或G）UGGAAA（或G）AUGUUU（或C）DNA的一条链:CGA（或G或T或C）ACCTTT（或C）TACAAA（或G）确定了基因的碱基序列后，就可以根据人类的需要改造它,通过人工合成的方法或从基因库屮获取。师：回答的很好o通过以上的讨论我们来总结一下什么是蛋口质工程

6、。生:蛋口质工程是指以蛋口质分子的结构规律及其与牛物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现冇蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。师:基于以上蛋口质工程的原理，能不能根据人类需要的蛋口质的结构设计相应的基因，导入适合的细菌中，让细菌生产人类需要的蛋白质食品呢？师:蛋口质工程取得的进展向人们展示了诱人的前杲。1、在生物工程制药领域、蛋白质T程有着广泛的应用。例如修改与胰岛素分子间整合作用有关的表面残基使具更容易解离成有活性的单体分子，从而使这种胰岛索成为速效

7、型药物。制备生长鼠-人嵌合抗体减少因机体高度过敏而引起的副作用。2、蛋白质工程可通过改造酶的结构，冇冃的地提高酶的热稳定性。3、生物和材料科学家正积极探索将蛋白质工程应用于微电子方血。异想天开能不能根据人类需要的蛋白质的结构，设计相应的基因，导入合适的细菌中，让细菌生产人类所需要的蛋口质食品呢？师:为什么说蛋口质工程是一项认识科学探索难度很大的工程？冃前要设计出Z路永无止境更加符合人类需要的蛋白质还需经过艰辛的探索和努力？生:主要是蛋口质的高级结构非常复杂，人类对蛋口质的髙级结构和在住物体内如何

8、行使功能知之甚少。很难设计出一个崭新而貝有牛命功能作用的蛋白质，而且一个崭新的蛋白质会带来什么危害也是人们所担心的。