（新教材同步備課）2024春高中生物第3章基因工程3.4蛋白質(zhì)工程的原理與應(yīng)用教案新人教版選擇性必修3主備人備課成員教材分析本節(jié)選自《高中生物》（新人教版選擇性必修3）第3章“基因工程”中的3.4節(jié)“蛋白質(zhì)工程的原理與應(yīng)用”。教材通過前一節(jié)對基因工程基礎(chǔ)知識的介紹，為學生理解蛋白質(zhì)工程提供了必要的背景。本節(jié)內(nèi)容深入探討蛋白質(zhì)工程的基本原理、技術(shù)流程及其在醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用，強調(diào)理論與實踐相結(jié)合，旨在培養(yǎng)學生運用生物學原理解決實際問題的能力。課程設(shè)計將圍繞蛋白質(zhì)工程的核心概念，結(jié)合教材中的實例，引導學生掌握蛋白質(zhì)工程的基本步驟，理解其科學意義和實際價值。核心素養(yǎng)目標本節(jié)課旨在培養(yǎng)學生的生物學核心素養(yǎng)，特別是科學探究和生物倫理素養(yǎng)。通過學習蛋白質(zhì)工程，學生將能夠：理解蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系，掌握科學探究的方法，提高科學思維能力；運用所學知識分析蛋白質(zhì)工程在生物技術(shù)中的應(yīng)用，培養(yǎng)創(chuàng)新意識和實際問題的解決能力；同時，深入探討蛋白質(zhì)工程涉及的倫理問題，提升學生的社會責任感和倫理判斷能力，使其能夠在未來的科研和社會生活中作出明智的決策。重點難點及解決辦法重點：蛋白質(zhì)工程的基本原理、技術(shù)流程及其在醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用。

難點：蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系的理解，蛋白質(zhì)工程實際操作步驟的掌握。

解決辦法：

1.通過多媒體動畫和實物模型展示蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，幫助學生直觀理解蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系。

2.設(shè)計課堂互動，如小組討論、案例研究，讓學生在探討具體蛋白質(zhì)工程實例中深入理解技術(shù)流程。

3.引導學生進行角色扮演，模擬蛋白質(zhì)工程的實際操作，增強實踐體驗，突破操作步驟的掌握難點。

4.結(jié)合課本中的圖解和課后習題，鞏固重點知識，提供個性化輔導，針對不同學生的學習難點進行針對性突破。學具準備多媒體課型新授課教法學法講授法課時第一課時師生互動設(shè)計二次備課教學方法與手段教學方法：

1.講授法：通過系統(tǒng)的講解，使學生對蛋白質(zhì)工程的基本原理、技術(shù)流程有全面的認識。結(jié)合案例教學，將理論與實踐相結(jié)合，提高學生的知識運用能力。

2.討論法：組織學生進行小組討論，針對蛋白質(zhì)工程在醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用展開思考，激發(fā)學生的探究興趣，培養(yǎng)批判性思維。

3.實驗法：設(shè)計模擬蛋白質(zhì)工程的實驗活動，讓學生在動手操作中加深對蛋白質(zhì)工程的理解，提高實踐能力。

教學手段：

1.多媒體設(shè)備：運用PPT、視頻、動畫等多媒體資源，形象生動地展示蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)、功能和工程操作過程，幫助學生直觀理解教學內(nèi)容。

2.教學軟件：利用生物學科相關(guān)教學軟件，如分子建模軟件，讓學生在虛擬環(huán)境中操作蛋白質(zhì)，深入了解蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系。

3.網(wǎng)絡(luò)資源：指導學生利用網(wǎng)絡(luò)查閱相關(guān)資料，拓展知識面，了解蛋白質(zhì)工程的前沿動態(tài)。教學流程1.導入新課（用時5分鐘）

通過展示基因工程在現(xiàn)實生活中的應(yīng)用案例，如胰島素的生產(chǎn)，引出蛋白質(zhì)工程的概念。提出問題：“為什么我們需要蛋白質(zhì)工程？”激發(fā)學生對蛋白質(zhì)工程的好奇心和探究欲望。

2.新課講授（用時15分鐘）

（1）介紹蛋白質(zhì)工程的基本原理，通過圖解和動畫，闡述蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系，解釋蛋白質(zhì)工程的目的和意義。

（2）詳細講解蛋白質(zhì)工程的技術(shù)流程，包括設(shè)計、表達、純化、鑒定等步驟，結(jié)合教材實例進行分析。

（3）探討蛋白質(zhì)工程在醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用，強調(diào)其在解決實際問題中的作用。

3.實踐活動（用時10分鐘）

（1）進行模擬蛋白質(zhì)工程實驗，讓學生在小組內(nèi)設(shè)計并實施實驗方案，觀察蛋白質(zhì)表達和純化過程。

（2）利用教學軟件進行蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)模擬，讓學生通過操作軟件，了解蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系。

（3）組織學生分析教材中的蛋白質(zhì)工程案例，討論其設(shè)計思路和應(yīng)用價值。

4.學生小組討論（用時15分鐘）

（1）討論蛋白質(zhì)工程在醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用，如蛋白質(zhì)藥物的設(shè)計與開發(fā)，舉例回答問題：“蛋白質(zhì)工程如何幫助我們生產(chǎn)更安全有效的藥物？”

（2）探討蛋白質(zhì)工程在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，如抗蟲棉的培育，舉例回答問題：“蛋白質(zhì)工程如何提高作物抗逆性？”

（3）分析蛋白質(zhì)工程涉及的倫理問題，如基因改造生物對環(huán)境的影響，舉例回答問題：“在進行蛋白質(zhì)工程時，我們應(yīng)該遵循哪些倫理原則？”

5.總結(jié)回顧（用時5分鐘）

通過對本節(jié)課內(nèi)容的回顧，幫助學生鞏固蛋白質(zhì)工程的基本原理、技術(shù)流程和應(yīng)用。強調(diào)蛋白質(zhì)工程在實際問題解決中的重要性，鼓勵學生繼續(xù)深入學習和探索。

（總用時：45分鐘）教學資源拓展1.拓展資源：

-推薦閱讀：與蛋白質(zhì)工程相關(guān)的科研論文、科普書籍和雜志文章，如《科學美國人》、《生物工程學報》等，以加深學生對蛋白質(zhì)工程理論及應(yīng)用的了解。

-視頻資料：收集國內(nèi)外生物技術(shù)公司的蛋白質(zhì)工程案例視頻，展示蛋白質(zhì)工程在實際生產(chǎn)中的應(yīng)用。

-實地考察：聯(lián)系當?shù)乜蒲袡C構(gòu)、生物醫(yī)藥企業(yè)或農(nóng)業(yè)科研單位，了解蛋白質(zhì)工程在產(chǎn)業(yè)界的應(yīng)用情況。

2.拓展建議：

-鼓勵學生關(guān)注蛋白質(zhì)工程領(lǐng)域的最新研究動態(tài)，如CRISPR技術(shù)、蛋白質(zhì)設(shè)計等，提高學生的科研素養(yǎng)。

-建議學生參與學?；蛏鐓^(qū)的科普活動，以蛋白質(zhì)工程為主題，進行科普講解，鍛煉表達能力。

-引導學生結(jié)合所學知識，開展小課題研究，如蛋白質(zhì)工程在治療特定疾病中的應(yīng)用，提高學生的實踐能力和創(chuàng)新精神。

-鼓勵學生參加生物科技競賽、創(chuàng)新實驗等活動，將蛋白質(zhì)工程知識運用到實際操作中，提升綜合能力。課堂小結(jié)，當堂檢測1.課堂小結(jié)（用時5分鐘）

本節(jié)課我們學習了蛋白質(zhì)工程的原理與應(yīng)用，通過講解、討論和實踐活動，學生對以下知識點有了深入理解：

-蛋白質(zhì)工程的基本原理及其與基因工程的關(guān)系；

-蛋白質(zhì)工程的技術(shù)流程，包括設(shè)計、表達、純化和鑒定；

-蛋白質(zhì)工程在醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用案例及其社會意義；

-蛋白質(zhì)工程涉及的倫理問題及其在科研實踐中的考量。

2.當堂檢測（用時10分鐘）

為了檢驗學生對本節(jié)課內(nèi)容的掌握情況，設(shè)計以下當堂檢測題目：

（1）選擇題：

a.以下哪項是蛋白質(zhì)工程的核心步驟？

A.基因克隆B.蛋白質(zhì)表達C.基因編輯D.蛋白質(zhì)純化

b.蛋白質(zhì)工程在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用不包括以下哪項？

A.轉(zhuǎn)基因作物抗蟲性改造B.提高作物抗逆性

C.改良作物營養(yǎng)價值D.基因治療疾病

（2）簡答題：

a.請簡述蛋白質(zhì)工程的基本原理。

b.請舉例說明蛋白質(zhì)工程在醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用。

（3）案例分析題：

假設(shè)你是一位生物技術(shù)工程師，你所在的公司正在研發(fā)一種新型蛋白質(zhì)藥物，用于治療某種罕見病。請結(jié)合本節(jié)課所學的蛋白質(zhì)工程技術(shù)，簡述你的研發(fā)流程和可能面臨的倫理問題。

通過以上檢測，教師可以及時了解學生的學習情況，對學生的知識掌握和運用能力進行評估，為后續(xù)教學提供參考。

（總用時：15分鐘）重點題型整理1.解釋蛋白質(zhì)工程的定義及其與基因工程的關(guān)系。

答案：蛋白質(zhì)工程是在基因工程基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，通過修改或合成基因，實現(xiàn)對蛋白質(zhì)的定向改造，以滿足人類的生產(chǎn)和生活需求。蛋白質(zhì)工程關(guān)注的是蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能，而基因工程則是通過改變基因序列來實現(xiàn)對生物特性的調(diào)控。

舉例：通過基因工程改造大腸桿菌生產(chǎn)胰島素，而蛋白質(zhì)工程則可能通過改變胰島素蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，提高其穩(wěn)定性和活性。

2.描述蛋白質(zhì)工程的基本步驟。

答案：蛋白質(zhì)工程的基本步驟包括蛋白質(zhì)設(shè)計、基因合成、基因表達、蛋白質(zhì)純化和蛋白質(zhì)功能鑒定。

舉例：在設(shè)計蛋白質(zhì)時，科學家會使用計算機軟件預(yù)測蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)，并通過定點突變等方法優(yōu)化其功能。

3.討論蛋白質(zhì)工程在醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用。

答案：蛋白質(zhì)工程在醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用廣泛，如蛋白質(zhì)藥物的生產(chǎn)、抗體工程、疫苗設(shè)計等。

舉例：通過蛋白質(zhì)工程，科學家可以改造已有的抗體，提高其對抗特定病原體的能力，從而開發(fā)出更有效的治療藥物。

4.分析蛋白質(zhì)工程在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用。

答案：蛋白質(zhì)工程在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域可以用于提高作物的抗病性、抗逆性，改善作物的品質(zhì)，以及開發(fā)新型的生物農(nóng)藥。

舉例：通過蛋白質(zhì)工程，科學家可以改造植物中的抗蟲蛋白，使其對特定害蟲具有更高的殺蟲活性。

5.探討蛋白質(zhì)工程中可能遇到的倫理問題。

答案：蛋白質(zhì)工程可能遇到的倫理問題包括基因改造生物對環(huán)境的影響、轉(zhuǎn)基因生物的安全性、以及基因改造可能導致的社會不平等。

舉例：在開發(fā)基