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3.4蛋白质工程的原理和应用教学设计-2023-2024学年高二下学期生物人教版（2019）选择性必修3

科目

授课时间节次

--年—月—日（星期——）第—节

指导教师

授课班级、授课课时

授课题目

（包括教材及章节名称）

3.4蛋白质工程的原理和应用教学设计-2023-2024学年高二下学期生物人教版（2019）选择性必修3

课程基本信息

1.课程名称：蛋白质工程的原理和应用

2.教学年级和班级：高二（1）班

3.授课时间：2024年3月10日星期五上午第二节课

4.教学时数：1课时

核心素养目标分析

1.培养学生的科学探究能力，通过实验操作和数据分析，提高学生对蛋白质工程原理的理解和应用能力。

2.增强学生的科学思维，引导学生运用生物学知识解释蛋白质工程中的科学问题，培养批判性思维能力。

3.提升学生的社会责任感，让学生认识到蛋白质工程在生物医药、食品工业等领域的应用潜力，激发学生为社会发展做出贡献的意识。

重点难点及解决办法

重点：

1.蛋白质工程的基本原理，包括基因修饰和蛋白质改造的方法。

2.蛋白质工程在生物医药和工业生产中的应用实例。

难点：

1.基因修饰和蛋白质改造的复杂性，理解其分子机制。

2.蛋白质工程应用中的伦理问题和社会影响。

解决办法：

1.通过案例分析，引导学生逐步理解蛋白质工程的原理和应用。

2.组织小组讨论，让学生探讨蛋白质工程中的伦理和社会问题，培养批判性思维。

3.结合实验操作，让学生亲身体验蛋白质工程的基本步骤，加深对原理的理解。

4.利用多媒体资源，展示蛋白质工程在实际中的应用，增强学生的直观感受。

教学资源

1.软硬件资源：生物实验室、显微镜、电脑、投影仪、实验器材（如DNA提取试剂盒、PCR仪等）。

2.课程平台：学校生物教学平台、在线教育资源网站。

3.信息化资源：蛋白质工程相关的教学视频、动画演示、科学文献摘要。

4.教学手段：多媒体课件、实验指导书、讨论案例、学生实验报告模板。

教学过程

1.导入（约5分钟）

-激发兴趣：以“为什么有些生物能够适应极端环境？”为问题，引导学生思考生物多样性与蛋白质功能的关系。

-回顾旧知：简要回顾蛋白质的结构与功能、基因表达调控等知识点，为蛋白质工程的学习奠定基础。

2.新课呈现（约40分钟）

-讲解新知：

-蛋白质工程的定义和目的

-基因修饰方法：基因克隆、基因突变、基因编辑等

-蛋白质改造方法：蛋白质折叠、蛋白质工程酶、蛋白质结构预测等

-蛋白质工程在生物医药和工业生产中的应用实例

-举例说明：

-通过介绍胰岛素的基因工程生产，让学生理解蛋白质工程在生物医药领域的应用。

-以大豆蛋白为例，讲解蛋白质工程在食品工业中的应用。

-互动探究：

-组织学生讨论蛋白质工程可能带来的伦理问题。

-分组进行实验操作，让学生亲身体验蛋白质工程的基本步骤。

3.巩固练习（约30分钟）

-学生活动：

-让学生根据所学知识，设计一个蛋白质工程实验方案，并撰写实验报告。

-进行蛋白质工程相关的小组讨论，分享各自的实验成果和心得体会。

-教师指导：

-对学生的实验方案进行点评，指出其中的优点和不足。

-解答学生在实验过程中遇到的问题，帮助学生掌握蛋白质工程的基本操作。

4.总结与反思（约5分钟）

-总结本节课所学内容，强调蛋白质工程在生物医药和工业生产中的重要性。

-引导学生反思蛋白质工程可能带来的伦理问题和社会影响。

5.课后作业（约20分钟）

-完成实验报告，撰写心得体会。

-阅读蛋白质工程相关文献，了解该领域的必威体育精装版研究进展。

教学过程中，教师应关注学生的个体差异，针对不同层次的学生进行分层教学。同时，注重培养学生的创新思维和实践能力，鼓励学生在课后进行自主学习和探索。

教学资源拓展

1.拓展资源：

-蛋白质工程的历史与发展：介绍蛋白质工程的历史背景、发展历程以及重要里程碑，如基因工程、蛋白质折叠理论的突破等。

-蛋白质工程的技术方法：深入探讨蛋白质工程中常用的技术，如蛋白质结构预测、分子对接、蛋白质表达与纯化等。

-蛋白质工程的伦理问题：分析蛋白质工程在应用过程中可能遇到的伦理问题，如基因编辑的道德边界、基因歧视等。

-蛋白质工程的应用领域：介绍蛋白质工程在生物医药、食品工业、环境治理等领域的应用实例，如基因工程药物、生物传感器、生物催化等。

2.拓展建议：

-阅读相关书籍和文献：推荐学生阅读《蛋白质工程原理与应用》、《蛋白质工程实践》等书籍，以及必威体育精装版的科学文献，了解蛋白质工程的前沿动态。

-观看科普视频和讲座：推荐学生观看关于蛋白质工程的科普视频和在线讲座，如“蛋白质工程：从基因到药物”等，以直观的方式了解蛋白质工程的基本概念和应用。

-参与