1.4蛋白质工程 学生学案
蛋白质工程的崛起学案答案
1.4 蛋白质工程的崛起班级：____________ 姓名：_____________ 小组：_____________ 评价：____________【考纲要求】1.举例说出蛋白质工程崛起的理由。
2.简述蛋白质工程的原理。
（重难点）3.尝试运用逆向思维分析和解决问题。
第一步：了解感知阅读教材P26-28相关内容，将你认为重要的部分勾画出来，并完成下面内容：（一）蛋白质工程崛起的缘由1．基因工程及不足(1)实质：将一种生物的________转移到另一种生物体内，后者可以产生它本不能产生的_________，进而表现出____________。
(2)不足：在原则上只能生产自然界已存在的________。
2．天然蛋白质的不足天然蛋白质的___________符合____________生存的需要，却不一定完全符合人类生产和生活的需要。
（二）蛋白质工程的基本原理1．概念:蛋白质工程是指以___________________________为基础，通过_______________________或__________________,对现有蛋白质__________或_____________________,以满足人类生产和生活的需要。
(1)基础：蛋白质分子的____________及其与____________的关系。
(2)手段：通过____________或____________，对现有蛋白质进行__________或制造一种新的蛋白质。
因为基因决定蛋白质，所以必须从基因入手。
(3)目的：获得满足人类生产和生活需求的_______________。
2．原理：________________________。
3．流程：天然蛋白质合成的过程是按照进行的；基因→表达（和）→形成→形成→行使生物功能；而蛋白质工程与之相反，它的基本途径是：从预期蛋白质功能出发→设计预期的____________→推测应有的________序列→找到相对应的__________序列(基因)。
高中生物选修3优质学案11：1.4 蛋白质工程的崛起
蛋白质工程的崛起【学习目标】1. 掌握蛋白质工程的流程及原理2. 比较基因工程和蛋白质工程两者的不同和关系3. 思考蛋白质工程的未来前景与挑战【知识梳理】1.蛋白质工程的定义：。
（提醒：教材第27页粗体字）[思考]理想蛋白质是直接对蛋白质分子进行操作，还是对基因操作来实现呢？________________________2. 蛋白质工程的流程及原理（1）若某蛋白质的一段氨基酸序列是：…丙氨酸—色氨酸—赖氨酸—甲硫氨酸—苯丙氨酸…，则根据预期的蛋白质所设计的基因中碱基序列是唯一的吗？为什么？答：。
（2）这里合成的基因含有启动子和终止子吗？_______________________________（3）改造后的蛋白质如何实现大量合成？___________________________________3. 基因工程和蛋白质工程的比较：4.（1）。
（2）。
【检测练习】1.判断题（1）蛋白质工程能定向改造蛋白质分子的结构，使之更加符合人类的需要（）（2）蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作，定向改变分子的结构（）（3）利用蛋白质工程可以在大肠杆菌细胞中得到人的胰岛素（）2.蛋白质工程是在基因工程基础上，延伸出来的第二代基因工程，其产生的蛋白质是（）A.氨基酸种类增多B.氨基酸种类减少C.仍为天然存在蛋白质D.可合成天然不存在的蛋白质3.蛋白质工程的基本操作程序正确的是()①预期的蛋白质分子结构②DNA合成③mRNA合成④蛋白质的预期功能⑤根据氨基酸的序列推出脱氧核苷酸的序列A.①→②→③→④→⑤→①B.⑤→④→③→②→①→②C.④→①→⑤→②→③→①D.②→③→⑤→①→②→④4.科学家将β-干扰素基因进行定点突变导入大肠杆菌中表达，使干扰素第十七位的半胱氨酸改变成丝氨酸，结果大大提高了β-干扰素的抗病活性，并且提高了储存稳定性。
该生物技术为()A.基因工程B.蛋白质工程C.基因突变D.组织培养——★参考答案★——【检测练习】1.判断题[答案]（1）√ （2）× （3）×[解析]（1）略（2）蛋白质工程的目标是,根据人们对蛋白质的功能的特定需求,对蛋白质结构进行分子设计,由于基因决定蛋白质,因此,要对蛋白质结构进行改造,最终还必须通过基因来完成。
生物选修人教版 1.4 蛋白质工程的崛起(教学设计)
《蛋白质工程的崛起》教学设计一、教学目标的确定蛋白质工程的诞生是有其理论与技术条件支撑的，正如课本中开头描述的，它是随着分子生物学、晶体学以及计算机技术的迅猛发展而诞生的，也与基因组学、蛋白质组学、生物信息学的发展等因素有关（本书"前沿动态"中有简要介绍）。
蛋白质工程目前的现状：成功的例子不多，主要是因为蛋白质发挥其功能需要依赖于正确的空间结构，而科学家目前对大多数蛋白质的空间结构了解很少。
这样学习，可以使学生认识到科学探索之路的漫长、艰辛和永无止境。
学生在必修课中已学习过中心法则及蛋白质具有复杂的空间结构等知识。
这是学习新知识的基础。
既然蛋白质的功能是由DNA决定的，那么要制造出新的蛋白质，就要改造DNA。
所以蛋白质工程的原理应该是中心法则的逆推。
结合课本中插图，可以较明确地说明这一点。
教学目标：1.举例说出蛋白质工程崛起的缘由。
2.简述蛋白质工程的原理。
3.尝试运用逆向思维分析和解决问题。
教学重点：（1）为什么要开展蛋白质工程的研究？（2）蛋白质工程的原理。
教学难点：蛋白质工程的原理。
教学方法：采用"问题-探究-新问题-再探究"的教学模式。
二、教学设计思路新课一开始，可以带领学生回忆原有知识：要想让一种生物的性状在另一种生物中表达，在种内可以用常规杂交育种的办法实现，但要使有生殖隔离的种间生物实现基因交流，就显得力不从心了。
基因工程的诞生，为克服这一远缘杂交的障碍问题，带来了新的希望。
于是取得了丰硕成果：大肠杆菌为人类生产出了胰岛素，牛的乳腺生物反应器为人类制造出了蛋白质类药物，烟草植物体内含有了某种药物蛋白……至此，人们也只是实现了世界上现有基因在转基因生物中的表达。
但一个新问题出现了，生物产生的天然蛋白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生活的需要。
为了加深这一点的认识，可调动学生从书中找实例（干扰素例子、工业用酶的例子）加以佐证。
1.4蛋白质工程的崛起教学案
1．4蛋白质工程的崛起教学案一、蛋白质工程崛起的缘由：1．基因工程的实质：将一种生物的转移到另一处生物体内，后者产生它本不能产生的，从而产生新性状。
2．蛋白质工程目的：生产符合人们生活需要的并非自然界已存在的。
二．蛋白质工程的概念蛋白质工程是指以及其的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。
（基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质）三、蛋白质工程基本原理1．目标：根据人们对功能的特定需求，对结构进行分析设计。
2．原理：基因改造。
3．过程：预期蛋白质功能→设计结构→推测应有序列→找到对应的序列（基因）→具有预期功能的蛋白质。
四、蛋白质工程的进展和前景例如：科学家通过对的改造，已使其成为速效型药品；用蛋白质工程方法制成的电子元件，具有、和的特点，因此有极为广阔的发展前景。
重难热点归纳1）蛋白质工程与基因工程的区别：蛋白质工程就是根据蛋白质的精细结构与功能之间的关系，利用基因工程的手段，按照人类自身的需要，定向地改造天然的蛋白质，甚至创造新的、自然界本不存在的、具有优良特性的蛋白质分子。
蛋白质工程自诞生之日起，就与基因工程密不可分。
基因工程是通过基因操作把外源基因转入适当的生物体内，并在其中进行表达，它的产品还是该基因编码的天然存在的蛋白质。
蛋白质工程则更进一步。
它可以根据对分子预先设计的方案，通过对天然蛋白质的基因进行改造，来实现对它所编码的蛋白质进行改造。
因此，它的产品已不再是天然的蛋白质，而是经过改造的、具有了人类所需要的优点的蛋白质。
天然蛋白质都是通过漫长的进化过程而形成的，而蛋白质工程对天然蛋白质的改造，好比是在实验室里加快了进化的过程。
2）为什么要开展蛋白质工程的研究蛋白质工程是在基因重组技术、生物化学、分子生物学、分子遗传学等学科的基础之上，融合了蛋白质晶体学、蛋白质动力学、蛋白质化学和计算机辅助设计等多学科而发展起来的新兴研究领域。
人教版高中生物选修3 1.4《蛋白质工程的崛起》导学案
1.4 蛋白质工程的崛起【学习目标】1.通过小组讨论，资料分析，能够理解蛋白质工程与基因工程的关系。
2.通过师生交流、阅读文本，能够描述蛋白质工程的基本原理。
3.通过观察图像、查阅资料，能够举例阐述蛋白质工程的应用和发展。
【学习重点】简述蛋白质工程的原理【基础回扣】1.①写出氨基酸分子的结构通式。
氨基酸之间的结合方式：缩合是指一个氨基酸的_________ 和另一个氨基酸的_______ 脱掉一个_______ 形成化合物的反应，用结构式表示两个氨基酸缩合的过程：氨基酸分子结构通式二肽的形成过程②m个氨基酸分子形成一个由1条肽链组成的蛋白质时，脱去的水分子数____ ，形成的肽键数______________ ，相对分子质量减少______________。
m个氨基酸分子形成一个由n条肽链组成的蛋白质时，脱去的水分子数_______，形成的肽键数_____________ ，相对分子质量减少_________________。
m个氨基酸分子形成一个环肽，脱去的水分子数___________ ，形成的肽键数____________ ，相对分子质量减少______________。
③蛋白质是由______________经盘曲折叠而形成，是具有一定____________ 的有机化合物。
合成分泌蛋白需要的细胞器、、、。
④蛋白质分子的结构多样性的原因：_______________，__________________，________________，_______ ______。
2、中心法则【导学诱思】一、蛋白质工程指的是根据蛋白质的分子与之间的关系，通过或，对现有蛋白质进行改造或者制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活需要。
1、目的：实现对天然蛋白质，甚至创造自然界不存在的、具有优良特性的蛋白质。
基因工程的优势（即实质）：将一种生物的基因转移到另一种生物体内，后者可以产生它本不能产生的，进而表现出。
教学设计16：1.4 蛋白质工程的崛起
蛋白质工程的崛起设计思路新课一开始，可以带领学生回忆原有知识如蛋白质的生理功能，蛋白质的合成过程，基因与蛋白质的关系，在此基础上引导学生回顾基因工程操作步骤及成果：如大肠杆菌为人类生产出了胰岛素，牛的乳腺生物反应器为人类制造出了蛋白质类药物，烟草植物体内含有了某种药物蛋白……至此，人们实现了让一种生物的基因在另一种生物的表达，从而达到定向改造生物性状的目的。
但一个新问题出现了，生物产生的天然蛋白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生活的需要。
为了加深这一点的认识，可调动学生从书中找实例（干扰素例子、工业用酶的例子）加以佐证。
于是要对现有蛋白质进行改造，制造出目前从天然蛋白质中找不到的蛋白质。
这样人们又开始了新一轮的探索，蛋白质工程应运而生了。
教学目标1.举例说出蛋白质工程崛起的缘由。
2.简述蛋白质工程的原理。
3.尝试运用逆向思维分析和解决问题。
重点难点1、教学重点：（1）开展蛋白质工程的缘由。
（2）蛋白质工程的原理。
2、教学难点：蛋白质工程的原理。
教学过程1．创设情景，引入对蛋白质工程崛起的学习。
师：什么是蛋白质？蛋白质有何作用？蛋白质是由什么控制的？生：蛋白质是生命活动的承担者和体现者，蛋白质是由基因决定的。
师：基因通过指导蛋白质的合成来控制性状，因此科学家通过将一种生物的基因在另一种生物中表达，从而达到定向改造生物性状的目的。
基因工程可以生产人类需要的药物，如胰岛素、干扰素等，我们吃的，使某些食品如番茄、土豆等农业中的抗虫棉、抗病毒烟草等，上述产品有些是常规方法难以生产或者生产成本高。
联系旧知识使学生回忆基因工程的有关内容。
引起学生对蛋白质工程的感性认识。
2．学习"蛋白质工程的崛起的缘由"师：基因工程的实质是将一种生物的基因转移到另一种生物体内，使后者产生它本身不能产生的蛋白质的性状。
但基因工程，人们也只是实现了世界上现有基因在转基因生物中的表达。
文档 4
“四区”导学案-----我的课堂我做主，我的人生我把握导学案序号：04课题1．4：蛋白质工程的崛起课型新课年级学科高二教师使用时间 5.10 主备别先敏参与教师汪金萍备课组长签字别先敏学生二（2）学习小组8 学生预习时间 5.8 学生组长检查记载学习目标简述蛋白质工程的原理学习重点蛋白质工程的原理学习难点蛋白质工程的原理自主学习区（独学、预习）疑问、点拨导语基础知识（一）蛋白质工程崛起的缘由基因工程在原则上只能的蛋白质,这些天然蛋白质不一定完全符合。
（二）蛋白质工程的基本原理1．蛋白质工程的目标: 根据人们对的特定需求,对蛋白质的结构进行。
2．蛋白质工程的基本途径: 由于决定蛋白质,因此要对蛋白质的结构进行设计改造,必须通过改变来完成。
（1）天然蛋白质的合成①原理: 根据②过程: 转录翻译加工折叠→→→→生物功能（2）蛋白质工程①原理: 预期的蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相应的脱氧核苷酸序列②过程: 推理合成DNA 分子设计←←←预期功能3. 蛋白质工程的概念蛋白质工程是指及其作为基础,通过或 ,对进行改造,或制造一种,以满足人类的。
（三）蛋白质工程的进展和前景1. 科学家通过对胰岛素的改造,以使其成为药品。
2. 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面。
用蛋白质工程方法制成的电子元件,具有、和的特点,因此有极为广阔的发展前景。
3. 蛋白质工程目前成功的例子不多,主要因为蛋白质发挥功能必须依赖于正确的。
知识链接合作探究区（对学、群学、展示）规律、困惑1. 什么叫做蛋白质工程?2．蛋白质工程与基因工程在原则上有什么不同?3．天然蛋白质的合成途径是什么?4．蛋白质工程的基本途径是什么?5．请列举蛋白质工程中应用实例?当堂检测区(评学、人人过关）自评、组评1:蛋白质工程是在基因工程基础上,延伸出来的第二代基因工程,其结果产生的蛋白质是A．氨基酸的种类增多 B．氨基酸的种类减少C．仍为天然存在蛋白质D．可合成天然不存在的蛋白质2:蛋白质工程直接需要进行操作的对象是A．氨基酸结构B．蛋白质空间结构C．肽链结构D．基因结构3 . 我国科学家运用基因工程技术，将苏云金芽孢杆菌的抗虫基因导人棉花细胞并成功表达，培育出了抗虫棉。
高中生物1.4 蛋白质工程的崛起 教案1新人教版选修3
课题
1.4蛋白质工程的崛起
主备人
上课时间
编号
05
教师
教学重点
（1）为什么要开展蛋白质工程的研究？
（2）蛋白质工程的原理。
教学难点
蛋白质工程的原理。
教
学
目
标
知识
目标
1.举例说出蛋白质工程崛起的缘由。
能力
目标
2.简述蛋白质工程的原理。
情感
目标
3.尝试运用逆向思维分析和解决问题。
教学媒体
答：基因工程是遵循中心法则，从DNA→mRNA→蛋白质→折叠产生功能，基本上是生产出自然界已有的蛋白质。
蛋白质工程是按照以下思路进行的：确定蛋白质的功能→蛋白质应有的高级结构→蛋白质应具备的折叠状态→应有的氨基酸序列→应有的碱基排列，可以创造自然界不存在的蛋白质。
1、蛋白质工程的诞生是有其理论与技术条件的，它是随着分子生物学、晶体学以及计算机技术的发展而诞生的，与基因组学、蛋白质组学、生物信息学的发展等因素有关
2、现状：成功的例子不多，主要是因为蛋白质发挥其功能需要依赖于正确的空间结构，而科学家目前对大多数蛋白质的空间结构了解很少。
科学探索之路的漫长、艰辛和永无止境。
（一）思考与探究1.蛋白质工程是应怎样的需求而崛起的？
提示（供教师在教学中参考）：蛋白质工程的崛起主要是工业生产和基础理论研究的需要。而结构生物学对大量蛋白质分子的精确立体结构及其复杂的生物功能的分析结果，为设计改造天然蛋白质提供了蓝图。分子遗传学的以定点突变为中心的基因操作技术为蛋白质工程提供了手段。
3.你知道酶工程吗？绝大多数酶都是蛋白质，酶工程与蛋白质工程有什么区别？
提示：酶工程就是指将酶所具有的生物催化作用，借助工程学的手段，应用于生产、生活、医疗诊断和环境保护等方面的一门科学技术。概括地说，酶工程是由酶制剂的生产和应用两方面组成的。酶工程的应用主要集中于食品工业、轻工业以及医药工业中。α-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶和葡萄糖异构酶这三个酶连续作用于淀粉，就可以代替蔗糖生产出高果糖浆；蛋白酶用于皮革脱毛胶以及洗涤剂工业；固定化酶还可以治疗先天性缺酶病或是器官缺损引起的某些功能的衰竭等。至于我们日常生活中所见到的加酶洗衣粉、嫩肉粉等，就更是酶工程最直接的体现了。通常所说的酶工程是用工程菌生产酶制剂，而没有经过由酶的功能来设计酶的分子结构，然后由酶的分子结构来确定相应基因的碱基序列等步骤。因此，酶工程的重点在于对已存酶的合理充分利用，而蛋白质工程的重点则在于对已存在的蛋白质分子的改造。当然，随着蛋白质工程的发展，其成果也会应用到酶工程中，使酶工程成为蛋白质工程的一部分。
高中生物第1章基因工程1.4蛋白质工程的崛起学案新人教版选修3(2021年整理)
2018版高中生物第1章基因工程1.4 蛋白质工程的崛起学案新人教版选修3编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（2018版高中生物第1章基因工程1.4 蛋白质工程的崛起学案新人教版选修3）的内容能够给您的工作和学习带来便利。
同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。
本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快业绩进步，以下为2018版高中生物第1章基因工程1.4 蛋白质工程的崛起学案新人教版选修3的全部内容。
1。
4 蛋白质工程的崛起1．举例说出蛋白质工程崛起的缘由.2．理解蛋白质工程的原理。
（重、难点)3．了解蛋白质工程的应用。
4．掌握蛋白质工程的操作过程。
（难点）蛋白质工程崛起的缘由1．基因工程的实质：将一种生物的基因转移到另一种生物体内，后者可以产生它本不能产生的蛋白质,进而表现出新的性状.2．蛋白质工程的崛起（1)理论和技术条件：分子生物学、晶体学以及计算机技术的迅猛发展。
（2）基因工程存在不足：原则上只能生产自然界已存在的蛋白质。
（3)天然蛋白质存在不足：天然蛋白质的结构和功能符合特定物种生存的需要，却不一定完全符合人类生产和生活的需要.（4）实例。
①延长干扰素保存时间:体外很难保存――→，改造体外可以保存半年②提高玉米赖氨酸含量：改造后玉米叶片和种子中的游离赖氨酸分别提高5倍和2倍.错误!探讨错误!：蛋白质工程为什么需直接改造基因，而不直接改造蛋白质?提示：①任何一种天然蛋白质都是由基因编码的，改造了基因即对蛋白质进行了改造，而且可以遗传下去。
如果对蛋白质直接改造，即使改造成功，被改造的蛋白质也是无法遗传的。
②对基因进行改造比对蛋白质直接改造要容易操作，难度要小得多。
探讨错误!:蛋白质工程操作的基本思路是什么？提示：蛋白质工程是按照以下思路进行的：从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列(基因）,可以创造出自然界不存在的蛋白质。
高中生物 1.4 蛋白质工程的崛起教案 新人教版选修3
1. 4蛋白质工程的崛起
教材与学情分析
《蛋白质工程的崛起》是高中生物人教版选修3专题1基因工程中第4节内容，是基因工程的延伸和发展。
由于蛋白质工程刚刚起步，学习内容较少。
如何学得充实，又让学生悟出些终身学习的道理，建议采用“问题—探究—新问题—再探究”的教学模式学生经过学习业已掌握基因工程的原理，知道也只是实现了世界上现有基因在转基因生物中的表达。
通过对中心法则的熟练掌握并加以运用，处理好本节内容。
因此在教学过程中，一要启发学生发挥创新能力，二要锻炼学生利用逆向思维的方法解决新问题的能力。
教学目标
1、知识方面
（1）举例说出蛋白质工程崛起的缘由。
（2）简述蛋白质工程的原理。
2、情感态度与价值观方面
（1）关注蛋白质工程的发展。
（2）认同蛋白质工程的应用促进生产力的提高。
3.情感态度和价值观
尝试运用逆向思维分析和解决问题。
教学重点
1.为什么要开展蛋白质工程的研究？
2.蛋白质工程的原理。
教学难点
蛋白质工程的原理
教学方法
组织讨论法、讲授法
课时类型及安排
新授课 1时
教学过程
板书设计
专题一 1.4蛋白质工程的崛起蛋白质工程崛起的缘由
蛋白质工程实例
基因工程原则
蛋白质工程的基本原理
蛋白质工程目标
蛋白质工程操作水平
蛋白质工程过程。
1.4 蛋白质工程的崛起学案
2010-2011学年第二学期 高二生物导学案 编号：7 使用时间： 月 日 编写人：胡智文 审核人： 负责人： 班级： 小组： 姓名： 组内评价： 教师评价：第 1 页1.4 蛋白质工程的崛起【使用说明】1、 依据学习目标、认真预习课本至少20分钟，用红笔标注重难点2、 用准确语言完成【自主学习】和【合作探究】3、认真独立完成【自我检测】 【学习目标】1、 举例说出蛋白质工程崛起的理由。
2、简述蛋白质工程的原理。
3、尝试运用逆向思维分析和解决问题。
【重难点】1、简述蛋白质工程的原理。
知识点一 蛋白质工程崛起的缘由 【自主学习】蛋白质工程崛起的缘由：基因工程可将一种生物的 转移到另一种生物的体内，可产生它本不能产生的 ，表现出新的形状。
基因工程原则上只能生产 的蛋白质，它符合特定物种生存的需要却不一定符合人类的需要。
【合作探究】1、基因工程的实质是什么？在满足人类需要上还存在着哪些不足之处？知识点二 蛋白质工程的基本原理 【自主学习】1.蛋白质工程的原理：目标是根据人们对 的特点需求，对 的基本途径是：从预期的 出发设计预期的 推测应用的 找到相对应的 。
2.蛋白质工程的概念：又被称为第二代基因工程，是指以蛋白质分子的 及其与的关系作为基础，通过 或 ，对现有蛋白质进行 ，或 一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需要。
【合作探究】2、 对天然蛋白质进行改造，你认为应该直接对蛋白质分子进行操作，还是通过对基因的操作来实现？3、 蛋白质工程操作程序的基本思路与基因工程有什么不同？4、 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白质食品呢？知识点三 蛋白质工程的进展和前景 【自主学习】1.前景诱人：用蛋白质工程方法制成的电子原件，具有 、 和 的特点，因此有极为广阔的发展前景。
2.面临困难：目前科学家对大多数蛋白质的 的了解还不够，因此蛋白质工程目前成功的例子不多。
高中生物选修3优质学案4：1.4 蛋白质工程的崛起
1.4 蛋白质工程的崛起【本节重难点】重点：1.为什么要开展蛋白质工程的研究2.蛋白质工程的原理难点：1.蛋白质工程的原理【知识精讲】教材梳理知识点一蛋白质工程的概念：蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。
也就是说，蛋白质工程是在基因工程的基础上，延伸出来的第二代基因工程，是包含多学科的综合科技工程领域。
说明：对本概念的理解应从以下几个方面理解：1.蛋白质工程的基础：蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系2.蛋白质工程的改造对象：改造蛋白质的结构，本质上是改造控制该蛋白质合成的基因的结构。
3.蛋白质工程的产物：产生新的蛋白质。
知识点二蛋白质工程的原理：蛋白质工程的目标——是根据人们对蛋白质功能的特定需求，对蛋白质的结构进行分子设计。
其基本途径是从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列（基因）。
其流程图如下：知识点三蛋白质工程的实例：①.干扰素是动物体内的一种蛋白质，可治疗病毒的感染和癌症，但在体外保存相当困难，通过蛋白质工程改造蛋白质后可在－70℃条件下，保存半年。
②.玉米体内赖氨酸的含量比较低，关键是玉米体内天冬氨酸激酶和二氢吡啶二羧酸合成酶浓度达到一定量时，就会抑制这两种酶的活性，从而影响赖氨酸含量的提高，经过蛋白质工程改造这两种酶后，分别使赖氨酸的含量提高了5倍和2倍。
说明：对该部分知识的学习不能局限于这两个例子，更重要的是从中学习蛋白质工程的原理和蛋白质工程的基本途径。
知识点四蛋白质工程的进展和前景：蛋白质工程的进展向人们展示出诱人的前景，如：通过对胰岛素的改造，使其成为一种速效性药品，再如：将蛋白质工程应用与微电子方面，制成电子元件，具有体积小、耗电少、效率高等优点。
但是由于蛋白质发挥功能必须依赖于它的高级结构（空间结构），这是相当复杂的，所以，目前成功的例子还不多，还需要人们的努力。
教学设计10：1.4 蛋白质工程的崛起
1.4 蛋白质工程的崛起一、设计理念本节课是选修3现代生物科技专题，专题1基因工程的第四节，由于本专题的内容都是当前发展非常迅速的领域，所以本节课的设计理念定位在开拓学生视野，培养并树立与时俱进的观念，培养学生现代信息素养，进一步提高学生的生物学素养四个方面，切实落实主体性教学，提高学生的学习能力，训练学生科学的思维方法，同时悟出终身学习的道理。
二、教材分析1.地位和作用“蛋白质工程的崛起”一节是新课程标准教材人教版生物选修3专题1基因工程第4节的内容，本节内容是基因工程的延伸和发展，是在前面学习了DNA重组技术的基本工具、基因工程的基本操作程序和基因工程的应用基础上学习的。
学生在充分了解基因工程应用累累硕果的基础之上，认识到社会的更高需求召唤着科学、技术的再创新——第二代基因工程的崛起。
本节内容培养并树立与时俱进观念，提高学生现代信息素养，感悟终身学习道理的极佳素材。
在教学中，通过发挥学生的主体作用，优化课堂结构，把知识的传授过程优化成一个科学的探究过程，能力提升的过程。
2.重点和难点教学重点（1）为什么要开展蛋白质工程的研究？（2）蛋白质工程的原理。
教学难点蛋白质工程的原理。
三、学情分析学生在必修1中学习了生命活动的承担者—蛋白质一节内容，由于时间间隔长，有一些知识点存在遗忘的情况，所以本课中设计了旧知识回顾的环节，在日常学习过程中学生已养成了课前预习的学习习惯，高二（1）班作为理科班学生学习生物学的兴趣十分浓厚，能够积极参与资料收集等学习活动。
四、教学目标1.知识方面（1）举例说出蛋白质工程崛起的缘由（2）简述蛋白质工程的原理。
2．能力方面（1）尝试运用逆向思维分析和解决问题。
（2）通过进展追踪活动，提高收集资料、处理资料、撰写专题综述报告的能力。
3．情感态度与价值观方面关注蛋白质工程的进展。
五、教学模式根据主体性教学目标，以“自主性、探究性、合作性”为学生学习的三个基本维度，以培养学生的科学素质为指导，以侧重培养学生收集整理信息为归宿，本节课采用“问题—探究—新问题—再探究”的教学模式，融合讨论法、归纳法，并配以多媒体辅助教学，引导学生进行学习。
1.4蛋白质工程的崛起学案
高中生物选修三学案（理科）专题1 §1.4 蛋白质工程的崛起执笔：张庆一审核：罗创兴知识目标：1、举例说出蛋白质工程崛起的缘由。
能力目标：1、简述蛋白质工程的原理。
2、尝试运用逆向思维分析和解决问题。
学习重点：1、蛋白质工程崛起的缘由。
2、蛋白质工程的原理。
学习难点：1、蛋白质工程的原理。
预习导学：一、蛋白质工程的崛起1、基因工程的作用：把一种生物的基因转移到生物体内，原则上只生产自然界已存在的。
它们的结构和功能符合特定物种的生存需要，这是长期结果，但不一定能完全满足人类的需要。
2、蛋白质工程的作用：人们根据对的特定需求，对蛋白质的进行设计改造，或制造新的。
二、蛋白质工程的基本原理1、目标：制造出特定的能满足人类需要的蛋白质。
2、原理：通过对控制蛋白质的进行改造，从而实现对现在蛋白质的改造。
3、过程：逆推。
基本途径是：。
三、蛋白质工程的进展和前景1、进展：（1）生产出速效。
（2）应用于方面，制成电子元件，具有。
2、前景：前景诱人，还需要进行艰苦的探索。
巩固练习：1、人们发现蛛丝蛋白比蚕丝蛋白更细，但强度却更大，于是有人试图通过破解蛛丝蛋白的结构从而推出其基因结构，以指导对蚕丝蛋白基因的修改，从而让蚕也吐出像蛛丝一样坚韧的丝，此过程的名称和依据的原理分别是（）A、基因突变：DNA→RNA→蛋白质B、基因工程：RNA→RNA→蛋白质C、基因工程：DNA→RNA→蛋白质D、蛋白质工程：蛋白质→RNA→DNA→RNA→蛋白质2、蛋白质工程的目标是（）A、通过对基因进行诱变，产生新的蛋白质B、通过基因重组，合成生物体本来没有的蛋白质C、根据人们对蛋白质功能的特定需求，改造或制造蛋白质D、生产大量的蛋白质3、关于蛋白质工程的说法，错误的是（）A、蛋白质工程能定向改造蛋白质分子的结构，使之更加符合人类需要B、蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作，定向改变分子的结构C、蛋白质工程能产生自然界中不存在的新型蛋白质分子D、蛋白质工程与基因工程密不可分，又称为第二代基因工程4、自然界中，一种生物某一基因及其三种突变基因决定的蛋白质的部分氨基酸序列如下：正常基因精氨酸苯丙氨酸亮氨酸苏氨酸脯氨酸突变基因1 精氨酸苯丙氨酸亮氨酸苏氨酸脯氨酸突变基因2 精氨酸亮氨酸亮氨酸苏氨酸脯氨酸突变基因3 精氨酸苯丙氨酸苏氨酸酪氨酸丙氨酸根据上述氨基酸序列确定这三种突变基因DNA分子的改变是（）A、突变基因1和2为一个碱基的替换，突变基因3为一个碱基的增添B、突变基因2和3为一个碱基的替换，突变基因1为一个碱基的增添C、突变基因1为一个碱基的替换，突变基因2和3为一个碱基的增添D、突变基因2为一个碱基的替换，突变基因1和3为一个碱基的增添5、基因工程与蛋白质工程的区别是（）A、基因工程需对基因进行分子水平的操作，蛋白质工程不对基因进行操作B、基因工程合成的是天然存在的蛋白质，蛋白质工程合成的可以是天然不存在的蛋白质C、基因工程是伪君子水平操作，蛋白质工程是细胞水平（或性状水平）的操作D、基因工程完全不同于蛋白质工程6、利用基因工程生产蛋白质药物经历了三个发展阶段：第一阶段，将人的基因转入细菌细胞。
《1.4 蛋白质工程的崛起》教学设计
《1.4 蛋白质工程的崛起》教学设计一、教学目标1、知识方面（1）举例说出蛋白质工程崛起的缘由。
（2）简述蛋白质工程的原理。
2、情感态度与价值观方面（1）关注蛋白质工程的发展。
（2）认同蛋白质工程的应用促进生产力的提高。
3、能力方面尝试运用逆向思维分析和解决问题。
二、教学重点和难点及解决策略1、教学重点（1）为什么要开展蛋白质工程的研究？解决策略：复习基因工程有关知识，由基因工程的市值及基因工程的成果（蛋白质类的药物）产生问题矛盾，水到渠成。
（2）蛋白质工程的原理。
解决策略：以旧促新——“中心法则”的逆推。
2、教学难点蛋白质工程的原理。
“问题探讨”式。
不能直接改变蛋白质的原因？改造基因为什么能改造蛋白质？根据什么去改造基因？等问题。
三、教学方法：采用“提出问题—思考、探究—再提出新问题—再探究”的教学模式。
四、学法：以旧促新，逆向思维的锻炼。
五、教具POWERPOINT课件六、教学过程（一）导入：复习导入法。
让我们先来复习一下有关基因工程的知识吧！1、Powerpoint课件：表格“有关基因工程的知识”2、基因工程硕果累累，例如大肠杆菌为人类生产出了胰岛素；牛的乳腺生物反应器为人类制造出了蛋白质类药物；烟草植物体内含有了某种药物蛋白。
3、峰回路转但基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质，而这些天然的蛋白质不一定符合人类生产和生活的需要。
那么，我们人类如何解决这一矛盾呢？人们就要对现有的蛋白质进行改造，制造出从天然蛋白质中找不到的蛋白质，即非天然的蛋白质。
这样一来，蛋白质工程就应运而生了。
板书 1.4 蛋白质工程的崛起预知内容在这个小专题中我们主要研究三个问题：1、蛋白质工程崛起的原因是什么？2、蛋白质工程怎么做？即蛋白质工程的基本原理。
3、蛋白质工程进展如何？板书1、崛起原因：2、基本原理3、进展和前景（二）教学目标的达成：1、蛋白质工程崛起的缘由首先我们来回答第一个问题：崛起的原因是什么？引导学生回答（生产符合人类需要的非天然蛋白质）2、蛋白质工程的基本原理（1）下面我们大家一起分享蛋白质工程的两个成果：Powerpoint课件展示：“干扰素的耐贮存性”和“lys含量高的玉米”简要过程。
1.4 蛋白质工程的崛起 教学设计 教案
教学准备
1. 教学目标
1.举例说出蛋白质工程崛起的缘由。
2.简述蛋白质工程的原理。
3.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：
1.为什么要开展蛋白质工程的研究？
2.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
教学课件
4. 标签
教学过程
教学过程设计
课堂小结
必修课中已学习过中心法则及蛋白质具有复杂的空间结构等知识。
中心法则告诉我们遗传信息的流动方向，这是学习新知识的基础。
既然蛋白质的功能是由DNA决定的，那么要制造出新的蛋白质，就要改造DNA。
所以蛋白质工程的原理应该是中心法则的逆推。
结合课本中插图，可以较明确地说明这一点。
蛋白质工程的诞生是有其理论与技术条件支撑的，正如课本中开头描述的，它是随着分子生物学、晶体学以及计算机技术的迅猛发展而诞生的，也与基因组学、蛋白质组学、生物信息学的发展等因素有关，成功的例子不多，主要是因为蛋白质发挥其功能需要依赖于正确的空间结构，而科学家目前对大多数蛋白质的空间结构了解很少。
这样学习，可以使学生认识到科学探索之路的漫长、艰辛和永无止境。
板书
专题一第四节蛋白质工程的崛起
一、蛋白质工程崛起的缘由
二、蛋白质工程的原理：
预期的蛋白质功能出发
设计预期的蛋白质结构
推测应有的氨基酸序列
找到相应的脱氧核苷酸序列
二、动物基因工程
三、蛋白质工程的进展和前景。
高中生物 专题1 细胞工程 1.4 蛋白质工程的崛起学案 新人教版选修3
1.4 蛋白质工程的崛起目标导航 1.举例说出蛋白质工程崛起的缘由。
2.结合教材图1－29，简述蛋白质工程的基本原理及蛋白质工程的进展和前景。
重难点击 蛋白质工程的基本原理。
课堂导入方式一：人类可以创造出自然界不存在的蛋白质吗？答案是肯定的。
例如：科学家已生产出一种以前必须从南极鱼类身体中提取的抗冻蛋白质。
这一技术可用于储存大量新鲜的动植物和人类的组织细胞，防止形成冰晶，破坏脆弱的细胞膜和细胞的内部结构。
你想了解这方面的知识吗？请跟着我一起学习：蛋白质工程的崛起。
方式二：基因工程的诞生，为克服远缘杂交的障碍问题，带来了新的希望，并取得了丰硕成果：大肠杆菌为人类生产出了胰岛素，牛的乳腺生物反应器为人类制造出了蛋白质类药物，烟草植物体内含有了某种药物蛋白……，至此，人们也只是实现了自然界现有基因在转基因生物中的表达。
但一个新问题出现了，生物产生的天然蛋白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生活的需要。
于是要对现有蛋白质进行改造，制造出目前从天然蛋白质中找不到的蛋白质。
这样人们又开始了新一轮的探索，蛋白质工程应运而生了。
一、蛋白质工程崛起的缘由1.基因工程的实质将一种生物的基因转移到另一种生物体内，后者可以产生它本不能产生的蛋白质，进而表现出新的性状。
2.蛋白质工程(1)崛起缘由①基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质。
②天然蛋白质的结构和功能符合特定物种生存的需要，却不一定完全符合人类生产和生活的需要。
(2)实例 ①干扰素(半胱氨酸)――改造干扰素(丝氨酸)体外很难保存 体外－70 ℃下可以保存半年②提高玉米赖氨酸含量天冬氨酸激酶(352位的苏氨酸)――→改造天冬氨酸激酶(异亮氨酸)二氢吡啶二羧酸合成酶(104位的天冬酰胺)――→改造二氢吡啶二羧酸合成酶(异亮氨酸)(改造后玉米叶片和种子中游离赖氨酸含量分别提高5倍和2倍)合作探究1.基因工程的优势与不足分别是什么？答案 (1)优势：将一种生物的基因转移到另一种生物体内，后者可以产生它本不能产生的蛋白质，进而表现出新性状。
高中生物 1.4蛋白质工程的崛起教学案 新人教版选修3-新人教版高二选修3生物教学案
选修三专题1 1.4 蛋白质工程的崛起一、学习目标1.举例说出蛋白质工程崛起的缘由。
2.简述蛋白质工程的原理。
3.尝试运用逆向思维分析和解决问题。
二、教学建议1.课时数：本节教学建议用1课时。
2.课时侧重点：〔1〕为什么要开展蛋白质工程的研究？〔2〕蛋白质工程的原理。
3.教学策略〔1〕建议采用“问题—探究—新问题—再探究〞的教学模式。
本节内容是基因工程的延伸和发展。
由于蛋白质工程刚刚起步，学习内容较少。
如何学得充实，又让学生悟出些终身学习的道理，建议采用“问题—探究—新问题—再探究〞的教学模式。
新课一开始，可以带领学生回忆原有知识：要想让一种生物的性状在另一种生物中表达，在种内可以用常规杂交育种的办法实现，但要使有生殖隔离的种间生物实现基因交流，就显得力不从心了。
基因工程的诞生，为克服这一远缘杂交的障碍问题，带来了新的希望。
于是取得了丰硕成果：大肠杆菌为人类生产出了胰岛素，牛的乳腺生物反应器为人类制造出了蛋白质类药物，烟草植物体内含有了某种药物蛋白……至此，人们也只是实现了世界上现有基因在转基因生物中的表达。
但一个新问题出现了，生物产生的天然蛋白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生活的需要。
为了加深这一点的认识，可调动学生从书中找实例〔干扰素例子、工业用酶的例子〕加以佐证。
于是要对现有蛋白质进行改造，制造出目前从天然蛋白质中找不到的蛋白质。
这样人们又开始了新一轮的探索，蛋白质工程应运而生了。
〔2〕建议加强与已有知识的联系，用逆向思维的方法解决新问题。
学生在必修课中已学习过中心法那么及蛋白质具有复杂的空间结构等知识。
中心法那么告诉我们遗传信息的流动方向如图1-4所示。
图1-4 遗传信息的流动方向这是学习新知识的基础。
既然蛋白质的功能是由DNA决定的，那么要制造出新的蛋白质，就要改造DNA。
所以蛋白质工程的原理应该是中心法那么的逆推。
结合课本中插图，可以较明确地说明这一点。
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专题一基因工程
1.4 蛋白质工程的崛起
[学习目标]
1、举例说出蛋白质工程崛起的缘由。
2、简述蛋白质工程的原理。
[学习重难点]
1、为什么要开展蛋白质工程的研究？
2、蛋白质工程的原理。
[学习过程]
复习回顾：
1、蛋白质的基本单位是什么？蛋白质多样性的根本原因是什么？
2、描述基因工程的操作步骤。
一、蛋白质工程崛起的缘由（阅读书本P26）
1、基因工程的应用
（1）基因工程的实质：将一种生物的转移到另一种生物体内，使后者产生本不能产生的，进而表现出新的。
（2）基因工程的不足：在原则上只能生产自然界已存在的。
2、天然蛋白质的不足
天然蛋白质是生物在长期过程中形成的，它们的符合特定物种的需要，却不一定完全符合人类生产和生活的需要。
3、蛋白质工程的目的
生产符合人类生产和生活需要的。
4、举例说明：干扰素的保存和玉米中赖氨酸的含量。
二、蛋白质工程的基本原理（阅读书本P26-27）
思考讨论：对天然蛋白质进行改造，你认为直接对蛋白质分子进行操作，还是通过对基因的操作来实现？
阅读书本，完成下列内容：
1、目标：根据人们对功能的特定需求，对蛋白质的进行分子设计。
2、原理：改造基因（基因或基因）。
3、途径：
预期蛋白质功能→设计→推测应有的序列→找到对应的序列(基因）。
4、概念：以的结构规律及其与的关系作为基础，通过
或，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。
5、蛋白质工程的本质：对编码蛋白质的基因进行改造。
6、完成教材P27上思考讨论题？
例1.蛋白质工程是新崛起的一项生物工程，又称第二代基因工程。
下图示意蛋白质工程流程，图中A、B在遗传学上依次表示（）
A．转录和翻译B．翻译和转录C．复制和转录D．传递和表达
例2.蛋白质工程中，要对蛋白质结构进行设计改造，必须通过基因修饰或基因合成来完成，而不直接改造蛋白质的原因是（ ）
A ．缺乏改造蛋白质所必需的工具酶
B ．改造基因易于操作且改造后能够遗传
C ．人类对大多数蛋白质高级结构知之甚少
D ．蛋白质中氨基酸排序千变万化，操作难度大
三、比较基因工程和蛋白质工程
例3.基因工程与蛋白质工程的区别是（ ）
A ．基因工程需对基因进行分子水平操作，蛋白质工程不对基因进行操作
B ．基因工程合成的是天然的蛋白质，蛋白质工程合成的不一定是天然存在的蛋白质
C ．基因工程是分子水平操作，蛋白质工程是细胞水平（或性状水平）
D ．基因工程完全不同于蛋白质工程
四、蛋白质工程的进展与前景 P28
[当堂检测]1、蛋白质工程的基本操作程序正确是 ( )
①蛋白质分子结构合成 ②DNA 合成 ③mRNA 合成 ④蛋白质的预期功能 ⑤根据氨基酸的序列推出脱氧核苷酸的序列
A ．①→②→③→④→⑤→①
B ．⑤→④→③→②→①→②
C ．④→①→⑤→②→③→①
D ．②→③→⑤→①→②→④
2、科学家为提高玉米赖氨酸含量，计划将天冬氨酸激酶的352位的苏氨酸变成异亮氨酸，将二氢吡啶二羧酸合成酶中104位的天冬氨酸变成异亮氨酸，就可以使玉米叶片和种子中的游离赖氨酸含量分别提高5倍和2倍，下列对玉米性状改变最可行的方法是（ ）
A ．直接改造蚕白质的空间结构，从而控制生物的性状
B ．直接对相应的基因进行改造，通过控制酶的合成，从而控制生物的性状
C ．直接通过对酶的合成的控制，从而控制生物的性状
D ．直接改造相应的mRNA ，从而控制生物的性状
3、下列关于蛋白质工程的说法中，错误的是（ ）
A. 蛋白质工程能定向改造蛋白质分子的结构，使之更加符合人类需要
B. 蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作
C. 蛋白质工程能产生出自然界中不曾存在过的新型蛋白质分子
D. 蛋白质工程与基因工程密不可分，又被称为第二代基因工程
[巩固练习] 下图为蛋白质工程操作的基本思路，请据图回答问题：
(1)代表蛋白质工程操作思路的过程是___________，代表中心法则内容的是_____。
(填数字)
(2)写出图中各数字代表的生物学过程的名称或内容：
①____________，②____________，③____________，④____________，⑤____________。
(3)蛋白质工程的目的是________________________，通过_______________________实现。
(4)从图中可以看出蛋白质工程的基本途径与中心法则是_____ ___的。
项目
基因工程 蛋白质工程 相同点
操作环境：生物体外；操作对象：基因；操作水平：分子水平。
区别 结果 生产自然界已存在的蛋白质 定向改造天然蛋白质，创造出自然界不存在的蛋白质 实质 基因重组 基因修饰或基因合成 流程
中心法则 中心法则逆推 联系 蛋白质工程是在基因工程的基础上延伸出来的第二代基因工程
[小结反思与回归书本]。