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6.教學(xué)過(guò)程

創(chuàng)設(shè)情境，引入新課

創(chuàng)設(shè)情境：

從班廷等人發(fā)現(xiàn)胰島素提取方法開始，一直到上個(gè)世紀(jì)70年代末，胰島素都只能從動(dòng)物胰腺里提取。用這種方法生產(chǎn)的胰島素產(chǎn)量低，價(jià)格昂貴，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足社會(huì)的需要。

雖然人胰島素比動(dòng)物胰島素更為優(yōu)越，但臨床使用時(shí)仍然有一定的局限性。比如說(shuō)：天然胰島素制劑容易發(fā)生聚合作用，注射后往往要經(jīng)歷逐漸解離為單體的過(guò)程，這在一定程度上延緩了療效；一般的人胰島素作用時(shí)間太短，不能發(fā)揮長(zhǎng)久降糖的作用

提出問(wèn)題：

你能對(duì)胰島素進(jìn)行改造，降低它的聚合作用，從而加快療效和延長(zhǎng)作用時(shí)間嗎？

了解人胰島素在臨床使用上的現(xiàn)狀和局限性

以學(xué)生熟悉的真實(shí)情境人胰島素的臨床使用的局限性引入

蛋白質(zhì)工程崛起的緣由

除了胰島素以外，人類需要對(duì)原有蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造的其他實(shí)例：

閱讀教材中介紹的改造玉米中的天冬氨酸激酶和二氫吡啶二羧酸合成酶，以提高玉米賴氨酸含量的實(shí)例，以及通過(guò)改造干擾素分子延長(zhǎng)它的保存時(shí)間的實(shí)例。

提問(wèn)學(xué)生根據(jù)這些資料分析:為什么要進(jìn)行蛋白質(zhì)工程的研究??

學(xué)生分析回答，認(rèn)識(shí)到進(jìn)行蛋白質(zhì)工程研究的必要性。?

蛋白質(zhì)工程的基本原理

提出問(wèn)題：

對(duì)天然蛋白質(zhì)分子進(jìn)行改造，是以蛋白質(zhì)分子為操作對(duì)象，還是基因?為什么?

以研發(fā)速效胰島素類似物的實(shí)例來(lái)了解蛋白質(zhì)工程的基本原理。

天然胰島素制劑往往以二聚體或六聚體的形式存在，需要經(jīng)歷較長(zhǎng)時(shí)間解離為單體，見效慢?？茖W(xué)研究發(fā)現(xiàn)，胰島素B鏈第20~29位的氨基酸是胰島素分子形成多聚體的關(guān)鍵區(qū)域，若將第28位的脯氨酸替換為天冬氨酸，可以有效抑制胰島素的聚合。

閱讀資料，分組討論，認(rèn)識(shí)到可以通過(guò)改造胰島素的特定基因來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)第28位脯氨酸的替換。

教師補(bǔ)充介紹改造基因的方法，用X射線衍射、核磁共振等技術(shù)研究蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的方法，以及用計(jì)算機(jī)建立蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)模型的新進(jìn)展。

閱讀資料，分組討論，認(rèn)識(shí)到可以通過(guò)改造胰島素的特定基因來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)第28位脯氨酸的替換。

讓學(xué)生回顧學(xué)過(guò)的知識(shí)來(lái)學(xué)習(xí)新的知識(shí)?

基于天然胰島素改造的實(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，指明該思路是對(duì)“中心法則”的逆推，概括蛋白質(zhì)工程的概念。?

通過(guò)資料分析和補(bǔ)充資料讓學(xué)生感悟蛋白質(zhì)工程的發(fā)展離不開多種技術(shù)的支持，體會(huì)學(xué)科交叉對(duì)生物學(xué)發(fā)展的影響。

蛋白質(zhì)工程的應(yīng)用

閱讀教材，了解蛋白質(zhì)工程在工業(yè)、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用，以及蛋白質(zhì)工程發(fā)展的現(xiàn)狀。讓學(xué)生體會(huì)蛋白質(zhì)工程發(fā)展對(duì)社會(huì)發(fā)展的積極意義，感受科技探索之路充滿挑戰(zhàn)?

小結(jié)

回顧如何大量生產(chǎn)和改造人胰島素，歸納基因工程、蛋白質(zhì)工程的基本原理?構(gòu)建本單元知識(shí)網(wǎng)絡(luò)