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3.4蛋白質(zhì)工程的原理和應(yīng)用課時(shí)教學(xué)設(shè)計(jì)

1.教材分析

本節(jié)內(nèi)容分為三個(gè)部分。如果說介紹“蛋白質(zhì)工程的基本原理”是讓學(xué)生“知其然”，那么闡述“蛋白質(zhì)工程崛起的緣由”就是讓他們“知其所以然”。教材在這部分引導(dǎo)學(xué)生分析了進(jìn)行蛋白質(zhì)工程研究的原因，并且通過一個(gè)實(shí)例——改造賴氨酸合成過程中的兩種酶以提高玉米中賴氨酸的含量，說明了開展蛋白質(zhì)工程研究的意義。

“蛋白質(zhì)工程的基本原理”部分，知識(shí)內(nèi)容的綜合性較強(qiáng)，需要學(xué)生結(jié)合在必修課中已經(jīng)學(xué)過的中心法則、蛋白質(zhì)具有復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)等知識(shí)，以及剛學(xué)過的基因工程的知識(shí)來進(jìn)行學(xué)習(xí)。教材用一張圖，將天然蛋白質(zhì)合成的過程與蛋白質(zhì)工程設(shè)計(jì)的思路兩者“反向平行”的關(guān)系清晰地呈現(xiàn)出來，便于學(xué)生理解和掌握；進(jìn)一步還通過一個(gè)“思考·討論”活動(dòng)，讓學(xué)生積極思考、分析，加深對(duì)原理的理解。旁欄中的資料內(nèi)容體現(xiàn)了蛋白質(zhì)工程的發(fā)展除了需要基礎(chǔ)理論的支撐，還需要多種技術(shù)的支持，其中不僅有生物技術(shù)，還有其他學(xué)科領(lǐng)域的技術(shù)，這可以讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到多學(xué)科相互滲透、融合是現(xiàn)代科技發(fā)展的總趨勢(shì)，同時(shí)還有助于他們理解工程與技術(shù)的關(guān)系：工程是多種技術(shù)的綜合集成。

關(guān)于蛋白質(zhì)工程的應(yīng)用，教材首先創(chuàng)設(shè)了科學(xué)家改造胰島素的情境來說明依據(jù)人類需要對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行改造、獲得目標(biāo)蛋白的過程。胰島素的素材在上一節(jié)已經(jīng)出現(xiàn)過，這里再次出現(xiàn)，有利于學(xué)生建立知識(shí)之間的聯(lián)系，也加深了他們對(duì)蛋白質(zhì)工程是基因工程的延伸的理解。然后，教材列舉了蛋白質(zhì)工程在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用的實(shí)例，豐富了學(xué)生的認(rèn)識(shí)。最后，教材還說明了蛋白質(zhì)工程的研究現(xiàn)狀，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到科學(xué)探索之路漫長(zhǎng)、艱辛和永無止境。

2.學(xué)情分析

本課時(shí)是這個(gè)單元的最后一節(jié)，內(nèi)容建立在重組DNA技術(shù)的基本工具、基因工程的基本操作程序、以及基因工程的應(yīng)用的基礎(chǔ)之上。學(xué)生已經(jīng)懂得如何利用重組DNA技術(shù)的基本工具，通過基因工程的基本操作程序大量生產(chǎn)人胰島素。本節(jié)課延續(xù)本單元的主題情境：胰島素的生產(chǎn)和改造設(shè)計(jì)方案出發(fā)，根據(jù)學(xué)生的問題解決邏輯進(jìn)行設(shè)計(jì)，依次從現(xiàn)象到方案再到依據(jù)，最后形成“人胰島素的改造設(shè)計(jì)方案”，對(duì)蛋白質(zhì)工程的基本原理和應(yīng)用進(jìn)行歸納。

學(xué)生在必修課中學(xué)習(xí)過酶的基本知識(shí)，也知道很多酶產(chǎn)品已經(jīng)進(jìn)人了我們的生活。本節(jié)“到社會(huì)中去”聯(lián)系學(xué)生這些已有的知識(shí)，讓他們結(jié)合查閱的資料和本節(jié)所學(xué)的內(nèi)容，分析蛋白質(zhì)工程在酶制劑產(chǎn)業(yè)中的作用，這是在引導(dǎo)他們學(xué)以致用以及讓他們感受到科學(xué)技術(shù)推動(dòng)了社會(huì)進(jìn)步，改善了人們的生活。

3．教學(xué)重點(diǎn)

（1）蛋白質(zhì)工程的基本原理。

（2）依據(jù)人類需要對(duì)原有蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行基因改造、生產(chǎn)目標(biāo)蛋白的過程。

4．教學(xué)難點(diǎn)

（1）蛋白質(zhì)工程的基本原理。

（2）依據(jù)人類需要對(duì)原有蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行基因改造、生產(chǎn)目標(biāo)蛋白的過程。

5.學(xué)習(xí)目標(biāo)

課程標(biāo)準(zhǔn)與本節(jié)對(duì)應(yīng)的“內(nèi)容要求”是：

（1）概述人們根據(jù)基因工程原理，進(jìn)行蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)和改造，可以獲得性狀和功能更符合人類需求的蛋白質(zhì)。

（2）舉例說明依據(jù)人類需要對(duì)原有蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行基因改造、生產(chǎn)目標(biāo)蛋白的過程。

對(duì)應(yīng)的學(xué)業(yè)要求是

（1）結(jié)合生活或生產(chǎn)實(shí)例，舉例說出基因工程等相關(guān)技術(shù)的基本原理（生命觀念）；

（2）針對(duì)人類生產(chǎn)或生活的某一需求，在基因工程中選取恰當(dāng)?shù)募夹g(shù)和方法，嘗試提出初步的工程學(xué)構(gòu)想，進(jìn)行簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)和制作（生命觀念，科學(xué)探究）。

根據(jù)上述要求，結(jié)合教材內(nèi)容，確定本節(jié)的教學(xué)目標(biāo)如下：

（1）運(yùn)用結(jié)構(gòu)與功能觀等觀點(diǎn)，結(jié)合中心法則有關(guān)知識(shí)，說明蛋白質(zhì)工程的基本原理（生命觀念）。

（2）基于蛋白質(zhì)工程的實(shí)例，采用模型與建模、歸納與概括等方法，用文字圖示或模型的形式表示蛋白質(zhì)工程的基本思路（科學(xué)思維）。

（3）嘗試通過蛋白質(zhì)工程技術(shù)，根據(jù)人類需要的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，運(yùn)用逆向思維設(shè)計(jì)或改造某一蛋白質(zhì)（人胰島素）的設(shè)計(jì)流程（科學(xué)探究）。