高一生物教案：《蛋白质的鉴定》教学设计。

一名合格的教师要充分考虑学习的趣味性，教师要准备好教案，这是老师职责的一部分。教案可以让学生更好的吸收课堂上所讲的知识点，帮助教师营造一个良好的教学氛围。怎么才能让教案写的更加全面呢？小编为此仔细地整理了以下内容《高一生物教案：《蛋白质的鉴定》教学设计》，仅供您在工作和学习中参考。

高一生物教案：《蛋白质的鉴定》教学设计

知识精华：

一次分裂 __ →__→胚：__、__、__、__.

种子的形成：胚的发育：受精卵 ___ →___

多次核

胚乳的发育：受精极核 胚乳核→____→____。

分裂

种子的萌发：种子 适宜的( ) 充足的( ) 足够的( ) 幼苗

植株的生长和发育： 营养生长：根_______、______的生长阶段

生殖生长：从_______________开始开花、结果

题例领悟：

例1、用四倍体水稻作母本，二倍水稻(2N=24)作父本，杂交后产生的种子中，其种皮细胞，胚细胞、胚乳细胞的染色体数依次为( )

A、74、36、48、 B、48、36、60

C、36、48、60 D、48、36、72

解析：二倍体水稻2n=24，每个染色体组n=12，那么四倍体水稻染色体数4n=48，母本四倍水稻其卵细胞，两个极核.珠被的染色体数分别为24、48、48。父本二倍体水稻产生的每个精子染色体数为12。母本四倍体水稻与父本水稻进行双受精后，胚珠各部分发育情况如下：1个卵细胞(2n=24)+1个精子(n=12)→受精作用1个受精卵(3n=36)→有丝分裂(3n=36);两个极核(4n=48)+1个精子(n=12)→受精极核(5n=60)有丝分裂胚乳(5n=60);珠被(4n=48)有丝分裂种皮(4n=48)，故杂交后产生的种子其种皮细胞、胚细胞、胚乳细胞染色体系数依次为48、36、60。

例2：下面大豆种子在萌发成幼苗的过程中，根据其干重和鲜重的变化而绘制的两条曲线，你认为表示鲜重的曲线是哪一条，其光合作用开始于哪一点?

A、Y、M B、X、O

C、Y、Q D、X、Q

解析：种子萌发过程中要先经过生根发芽，此时胚要经过分裂、分化需消耗能量，而能量来自于贮存有机物的分解，而此时又无有机物补充，则开始有机物含量减少，即种子干重减轻，而鲜重则增加，因其大量吸水，当长成幼苗时，则可进行光合作用补充有机物，则干重又会上升。则选B。

自我评价：

一、选择题

1、下列有关极体和极核的叙述正确的是( )

A、染色体的数目都为体细胞的一半 B、都由卵原细胞经减数分裂而形成

C、都位于胚囊内 D、受精后都能发育成胚乳

2、已知一粒小麦种子中胚乳的基因型为BBb，则其胚的基因型是( )

A、BBb B、BB C、Bb D、bb

3、“黄梅香米，香飘万家”，香米是天然香稻精加工而成，香米是由什么发育而成的( )

A、受精卵 B、子房 C、珠被 D、受精极核

4、下面关于荠菜和玉米种子形成过程的叙述错误的是( )

A、都有胚的发育过程 B、荠菜没有胚乳的发育过程

C、都有子叶的发育过程 D、玉米没有两片子叶

5、下图Ⅰ、Ⅱ都表示被子植物个体发育中胚和胚乳的发育情况，下列回答中正确的是( )

A、图Ⅰ中B曲线表示胚的发育，图Ⅰ表示有胚乳种子的形成。

B、图Ⅰ中A曲线表示胚乳的发育，图Ⅰ表示有胚乳种子的形成

C、图Ⅱ中B曲线表示胚乳的发育，图Ⅱ表示无胚乳种子的形成

D、图Ⅱ中A曲线表示胚乳的发育，图Ⅱ表示无胚乳种子的形成

二、简答题

图示为玉米胚囊受精后12h的状态(玉米体细胞有20条染色体)

请回答：

(1)图中a的结构名称为_____，其染色体数为_____。

(2)b的结构名称为______，将发育成种子的_____。

(3)若双亲均为杂合体，D控制胚乳黄色，d控制白色。则a的

基因型可能是____________，b的基因型可能是____________。

(4)胚乳黄色的概率为____________。

(5)a将发育成的结构是____________，其功能为____________。

自我评价答案：

一、选择题

1、A 2、C 3、D 4、B 5、C

二、简答题

(1)游离的胚乳核，30

(2)受精卵，胚

(3)DDD，DDd ，Ddd，ddd。 Dd，dd，DD

(4)3/4

(5)胚乳，为种子萌发时胚的发育提供营养

扩展阅读

高一生物下册《蛋白质》知识点复习

高一生物下册《蛋白质》知识点复习

一、相关概念：

氨基酸：蛋白质的基本组成单位，组成蛋白质的氨基酸约有20种。

脱水缩合：一个氨基酸分子的氨基(-NH2)与另一个氨基酸分子的羧基(-COOH)相连接，同时失去一分子水。

肽键：肽链中连接两个氨基酸分子的化学键(-NH-CO-)。

二肽：由两个氨基酸分子缩合而成的化合物，只含有一个肽键。

多肽：由三个或三个以上的氨基酸分子缩合而成的链状结构。

肽链：多肽通常呈链状结构，叫肽链。

二、氨基酸分子通式：

NH2

|

R-C-COOH

|

H

三、氨基酸结构的特点：

每种氨基酸分子至少含有一个氨基(-NH2)和一个羧基(-COOH)，并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上(如：有-NH2和-COOH但不是连在同一个碳原子上不叫氨基酸);R基的不同导致氨基酸的种类不同。

四、蛋白质多样性的原因是：

组成蛋白质的氨基酸数目、种类、排列顺序不同，多肽链空间结构千变万化。

五、蛋白质的主要功能(生命活动的主要承担者)：

①构成细胞和生物体的重要物质，如肌动蛋白;

②催化作用：如酶;

③调节作用：如胰岛素、生长激素;

④免疫作用：如抗体，抗原;

⑤运输作用：如红细胞中的血红蛋白。

六、有关计算：

①肽键数=脱去水分子数=氨基酸数目-肽链数

②至少含有的羧基(-COOH)或氨基数(-NH2)=肽链数

练习题：

生命活动的主要承担者是（）

A.蛋白质

B.糖类

C.脂质

D.核酸

答案：A

A、蛋白质是生命活动的主要承担者和体现者，A正确

B、糖类是主要的能源物质，B错误

C、脂质具有储存能量、调节代谢、参与细胞膜的组成等多种功能，C错误

D、核酸是遗传信息的携带者，D错误

高一生物教案：《蛋白质的结构及其多样性》教学设计

高一生物教案：《蛋白质的结构及其多样性》教学设计

教学目标:

1、知识目标

说明蛋白质分子结构

说明蛋白质结构多样性的原因。

2、情感、态度、价值观目标

通过关注蛋白质研究进展与生物体生命活动和健康的关系，激发学生学科学、用科学的求知欲。

3、能力目标

①、通过对蛋白质分子结构等知识的讨论分析培养学生分析综合能力。

②、通过讨论交流培养学生口头表达能力和逻辑思维能力。

教学重点:

蛋白质的分子结构和多样性。

教学难点:

蛋白质的分子结构多样性。

教学思路：

本节内容通过学生自主阅读、主动探究与教师讲述和启发引导相结合的方法，使之对知识形成一个系统的认识。同时使用电脑多媒体和加强知识容量和知识的连贯性。最后通过练习强化对所学知识的理解。

教学器具:

多媒体课件

教学过程:

教学活动

设计意图

[问题探讨]

通过上一节的学习我们了解到蛋白质是以氨基酸为基本单位构成的生物大分子。然而在自然界中，蛋白质的种类多达1010～1012种。可我们知道能够组成蛋白质的氨基酸却只有20种，那么如何由这么几十种氨基酸形成数目庞大的蛋白质的呢？

板书（三）蛋白质的结构

提问：前面我们已学习了氨基酸结构知道它们都含有一个氨基和羧基，且氨基呈碱性，羧基呈酸性；假若让氨基酸溶于水中，那么水溶液中的氨基酸会呈现什么性？有何特点？

老师给出答案。

初中我们学习酸和碱时它们能发生酸碱中和反应。那么这儿的氨基和羧基能反应吗？（学生回答，教师讲解蛋白质形成过程）

强调：在生物中把这种反应叫脱水缩合。

教师：在自然界中，蛋白质都是按照这一过程由氨基酸形成的，那为什么自然界中会有那么多种类的蛋白质呢？

（注意指导学生关注过程中的每个细节，指导学生结合演示和课本内容讨论回答以下问题：）

许许多多的氨基酸如何构成多种多样的蛋白质？下来我们先看两个氨基酸脱水缩合形成二肽的动画，同时注意思考下列问题。

提问：

1．在反应中产物有哪些？

2．水中的氢原子和氧原子分别来自哪里？

3．产物的名称叫什么？

4．这个过程叫什么反应？

板书1、脱水缩合概念

根据学生的回答补充并总结．在此基础上,老师继续提问:

1．蛋白质是如何形成的呢？

2．蛋白质形成过程中脱去的水分子数与形成的肽键数有什么关系呢？

3．形成的多肽链中至少有氨基和羧基多少个？

教师再总结:

板书2、脱水缩合特点

形成肽键数目=失去水分子数目=氨基酸数目-肽链数目

形成的多肽链中至少有氨基和羧基各一个。

板书3、肽和蛋白质

观察：某胰岛素的空间结构示意图提问:

蛋白质与多肽有何区别呢?

据估计，生物界的蛋白质种类多达1010～1012种，多样的蛋白质执行多样的功能，那么为何蛋白质具有那么多的种类？这些不同的蛋白质它们在结构上的区别是怎样的？

板书（四）蛋白质的结构多样性

如果不考虑蛋白质的空间结构，只从肽形成过程中氨基酸的种类、数目、排列方式的角度考虑，它们能让肽结构的多样性体现吗？

老师以学生上体育课站队列来类比讲解提示学生分析思考回答,老师再总结和补充蛋白质的结构特点。

教师：经过模拟肽形成的过程我们可以知道：组成蛋白质的氨基酸种类不同，数目不同，排列顺序不同都可以导致肽的结构产生差异。

那么蛋白质的结构多样性又是怎样形成的呢？

我们知道蛋白质链不像体育课站队那样呈直线形，也不在同一个平面上，而是形成复杂的空间结构，而且大多数的蛋白质是由多条肽链构成，因此空间结构更加复杂，这样复杂的空间结构也会导致蛋白质的结构具有多样性，从而形成了多种多样蛋白质。（学生容易忽略肽链也是导致蛋白质多样性的原因，因此可以从蛋白质的形成过程入手）

总结：氨基酸的种类、数目、排列顺序、肽链的数量及空间结构都是导致蛋白质结构多样性的原因。

板书（五）蛋白质的功能

引导学生阅读P23内容，然后进行归纳。

1、生物体的基本结构物质；肌肉干重80％、皮肤70％、血液90％；

2、生命化学反应的主要物质；简单讲讲酶的重要性；

3、有运输能力；调节生命活动；例如某些蛋白质类的激素；免疫功能。

小结：本节课内容比较抽象，通过学习，我们知道了蛋白质的形成过程及其结构多样性形成的原因，认识结构决定功能，从而准确理解蛋白质是生命活动的承担者，这有利于我们在后面学习中进一步的了解它的功能。

课堂练习：见课件

作业:课本24二

从问题引入新课，充分调动学生的兴趣，积极参与到新课的学习中

阅读P21 氨基酸形成蛋白质示意图，讨论问题并进行交流。

结合学生已有的知识，从而形成关于脱水缩合的感性认识，出示氨基酸形成蛋白质的示意图。

结合课本中的氨基酸形成蛋白质的示意图，用动画演示氨基酸分子之间发生脱水缩合反应形成肽链，并进一步形成有一定空间结构的蛋白质分子的过程。

学生在教师的提示下进行观察分析并结合旁栏思考题学会推导形成一个蛋白质分子时产生水分子数、形成肽键数的关系，进而学会计算蛋白质的分子量。

如果产生肽环呢？

学生上前按要求站队列来类比分析讲解

分析，讨论，最终得出结论，请一两个同学起来说明他们的结论。

结合教材所给实例让学生进一步对蛋白质有一个更全面的认识，同时也是他们明确认识：结构决定功能，结构与功能相一致这一基本生物学原理

【教学反思】

本节课是生物必修一《分子与细胞》（第2章 组成细胞的分子）第2节《生命活动的主要承担者──蛋白质》第二课时，本节课内容比较抽象，为避免学生产生枯燥、无味的感觉，要更加充分调动学生的积极性、主动性，让学生主动探索。我注意从以下三个方面去调动学生的积极主动性：

一、在引入知识时，尽可能用直观的、活泼的方式将学生带入新的知识情境中，然后用一些有代表性的问题将学生引入师生互动环节，这一环节要个学生留出足够的时间，允许学生争论和犯错误；最后是学生通过自己的主动学习掌握基础知识后，教师提出深层次的问题，帮助学生加深对知识的理解，拓展自己思考问题的视野。这个教学设计围绕着学生，让学生成为学习的主体，和教师一起合作、探究。

二、用身边的事例创设情景，激发学生学习的兴趣。以扩大教学容量并提高一部分学有余力的学生的能力；如已知氨基酸的平均分子量，结合胰岛素的结构示意图，引导学生求胰岛素分子的分子量。

三、注意对教材内容的挖掘和整合，构建完整的知识体系。元素到单体化合物到生物大分子，能相适应结构与功能相适应等观点。充分考虑学生的实际，尽量联系初中知识使复杂问题简单化。

当然，在教学的实施过程中也发现了存在的问题和一些应该改进的地方：

1、对学生活动的处理：最好在老师提问题学生回答的基础上再增加学生自己提问、自己解决的环节，真正做到把课堂还给学生。

2、同时教学时间偏紧，不利于学生对问题的深入探讨，例如在计算练习，没给学生足够的时间，使课堂气氛感觉有点紧张。

结局的质量在于过程，过程的质量在于细节。对细节问题的深入研究，是决定教学成败的关键，也是最能体现教师“功底”的地方。

高一生物教案：《生命活动的主要承担者──蛋白质》教学设计（一）

高一生物教案：《生命活动的主要承担者──蛋白质》教学设计（一）

教学意图

教 师 活 动

学 生 活 动

回忆、联系，明确学习目标。

问题导学，主动获取知识。

加工信息，构建知识体系。

阐明结构与功能的关系，促进理解。

了解知识的应用价值，拓展思维。

系统总结。

给出问题探讨旁边的图片，然后提问：

1．除此之外，同学们知道还有哪些食品中富含蛋白质？

2．氨基酸与蛋白质有何关系？为什么有些食品中要添加某些氨基酸？

评价学生回答，引入研究主题：生命活动的主要承担者──蛋白质。

蛋白质是由许多氨基酸组成的。氨基酸是组成蛋白质的基本单位。食物中的蛋白质经过消化成为各种氨基酸才能被人体吸收利用。

（1）氨基酸的结构特点

先给两分钟时间让学生完成书中P20页的思考与讨论。四人小组进行讨论后各组代表回答下列问题：

C． 这些氨基酸的结构具有什么共同特点？

B．“氨基酸”这一名词与其分子结构有对应关系吗？

引导学生通过“思考与讨论”主动获得氨基酸结构知识，尝试写出氨基酸分子的结构通式。

倾听学生之间的讨论，巡查学生书写的氨基酸分子结构通式。检查学生所做模型，给予恰当的评价。然后请一位学生上讲台，伸开双手，两脚合并，面向同学。

问：为什么让他做这个姿势？

教师画出课件中的图形，让学生填入相应结构，对照刚才同学的姿势。

让学生把思考与讨论中的四种氨基酸按通式的形式把各部分用方框画出来。标出各种氨基酸的R来。

问：什么的不同会导致氨基酸的不同？

（2）氨基酸形成蛋白质的过程

请同桌的两位同学注意，问：“假设你们就是两个氨基酸分子，要形成一种物质应该怎样连接起来呢？”

问：两只手分别代表什么？

这两个基团怎样连接起来的？

握住的手的位置相当于什么？

提问：什么是二肽、多肽、肽链？

请一列七个学生起立，先两个同学握手，问：两个氨基酸结合脱去多少分子水？形成的肽键有多少个？如果是三个、四个、------七个呢？肽键数和失去的水分子数有什么关系？

让学生一个接一个握手。

要求学生用归纳法总结出如果是n个氨基酸连成一条肽链要脱去多少分子水和形成多少个肽键？

问：刚才几个同学连成的这个队伍叫什么？

强调这是多个氨基酸形成一条肽链的情况，如果是几条肽链又会是怎样的情况呢？

再请出另两列共十二个学生，分别让他们自由地排列成两排、三排、四排（每排至少两人）。用m代表肽链的数目，让学生仔细观察并总结出计算水分子数与肽键数的公式。

讨论：

1. 20种氨基酸能够形成多少种蛋白质？

小组代表猜想蛋白质的种类。

假设有一个五肽链，它的排列方式有多少种？

划五个方框，用短线连接起来，问每个方框有多少种排列方式？

（3）蛋白质结构的多样性

让学生看书P21图2-4由氨基酸形成蛋白质的示意图，说明氨基酸种类、数目、排列顺序以及肽链的盘曲折叠方式决定蛋白质的多样性。

（4）蛋白质的功能

提问：蛋白质有哪些功能呢？

引导学生观察书P23图片、阅读蛋白质主要功能示例，总结归纳。

讨论：

1.蛋白质结构多样性与功能多样性有怎样的关系？

2.人类研究蛋白质的功能有什么意义？中国科学家在蛋白质方面开展了哪些研究？

本节课的学习要理解：氨基酸形成蛋白质的结构层次，蛋白质的结构和功能及其多样性的原因。在学习方法上，主要是通过观察对比、图文结合理解知识。

评价学生学习情况。

思考回答：

1.豆浆、花生种子、牛奶等食品中富含蛋白质。（答案可以很多，不限定。）

利用生活经验参与讨论：

2. 蛋白质和氨基酸都是人体生命活动需要的成分，氨基酸是蛋白质的基本组成单位；有的氨基酸人体内不能合成。

进入学习内容：生命活动的主要承担者──蛋白质

对比观察几种氨基酸的结构，通过探究总结出几种氨基酸结构的共同点，试写出氨基酸分子的结构通式。

思考回答问题。

学生与他们所做模型或书中的通式进行比较可说出：“他的两只手相当于氨基和羧基，他的脚相当于氢基，头相当于R基，躯干就相当于连接这四个基团的碳原子。”

学生填图

学生按氨基酸结构通式的形式用方框画出来，并标明各种氨基酸的R来。

R基团的不同。

学生思考后手拉手。

学生答：一个是氨基，另一个是羧基。

答：通过脱水缩合反应结合的。

肽键。

学生通过思考后回答。

观察思考后回答：一个水分子。

一个肽键。

学生可形象地进行观察，并容易得出结论。2个、3个------6个。相等。

学生很快说出：（n－1）个。

是一条多肽链。

（n－m）个。

学生思考讨论。

倾听，参与交流，形成对蛋白质结构多样性的认识。

观察、阅读并思考。

回答问题，了解中国科学家在“国际人类蛋白质组计划”中的研究进展及成果。

学生简要回答出组成蛋白质的基本单位是氨基酸，氨基酸分子的结合方式、肽链形成具有空间结构的蛋白质的过程；氨基酸的种类、数目、排列顺序，肽链的盘曲折叠方式决定了蛋白质结构的多样性及功能的多样性。

学生练习P24一、二题。

高一生物上册《蛋白质工程的崛起》导学案

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

多媒体课件：

教学过程

教学内容

教师的组织和引导

个人札记

一、蛋白质工程崛起的缘由（P26）

二、蛋白质工程的原理

三、蛋白质工程的进展和前景

四、答案和提示

引言：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。举例：P26干扰素例子、工业用酶的例子

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。

回顾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如图1-4所示。

图1-4遗传信息的流动方向

那么，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）

小结：蛋白质工程的概念（是研究蛋白质的结构及结构与功能的关系，然后人为地设计一个新蛋白质，并按这个设计的蛋白质结构去改变其基因结构，从而产生新的蛋白质。或者从蛋白质结构与功能的关系出发，定向地改造天然蛋白质的结构，特别是对功能基因的修饰，也可以制造新型的蛋白质。）

思考：蛋白质工程操作程序的基本思路与基因工程有什么不同？

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。

在已研究过的几千种酶中，只有极少数可以应用于工业生产，绝大多数酶都不能应用于工业生产，这些酶虽然在自然状态下有活性，但在工业生产中没有活性或活性很低。这是因为工业生产中每一步的反应体系中常常会有酸、碱或有机溶剂存在，反应温度较高，在这种条件下，大多数酶会很快变性失活。提高蛋白质的稳定性是工业生产中一个非常重要的课题。一般来说，提高蛋白质的稳定性包括：延长酶的半衰期，提高酶的热稳定性，延长药用蛋白的保存期，抵御由于重要氨基酸氧化引起的活性丧失等。

下面举一个如何通过蛋白质工程来提高重组β-干扰素专一活性和稳定性的例子。干扰素是一种抗病毒、抗肿瘤的药物。将人的干扰素的cDNA在大肠杆菌中进行表达，产生的干扰素的抗病毒活性为106U/mg，只相当于天然产品的十分之一，虽然在大肠杆菌中合成的β-干扰素量很多，但多数是以无活性的二聚体形式存在。为什么会这样？如何改变这种状况？研究发现，β-干扰素蛋白质中有3个半胱氨酸（第17位、31位和141位），推测可能是有一个或几个半胱氨酸形成了不正确的二硫键。研究人员将第17位的半胱氨酸，通过基因定点突变改变成丝氨酸，结果使大肠杆菌中生产的β-干扰素的抗病性活性提高到108U/mg，并且比天然β-干扰素的贮存稳定性高很多。

在基础理论研究方面，蛋白质工程是研究多种蛋白质的结构和功能、蛋白质折叠、蛋白质分子设计等一系列分子生物学基本问题的一种新型的、强有力的手段。通过对蛋白质工程的研究，可以深入地揭示生命现象的本质和生命活动的规律。

2.蛋白质工程操作程序的基本思路与基因工程有什么不同？

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。

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。

（二）正文中讨论题

答：（1）每种氨基酸都有对应的三联密码子，只要查一下遗传密码子表，就可以将上述氨基酸序列的编码序列查出来。但是由于上述氨基酸序列中有几个氨基酸是由多个三联密码子编码，因此其碱基排列组合起来就比较复杂，至少可以排列出16种，可以让学生根据学过的排列组合知识自己排列一下。首先应该根据三联密码子推出mRNA序列为GCU（或C或A或G）UGGAAA（或G）AUGUUU（或C），再根据碱基互补配对规律推出脱氧核苷酸序列：CGA（或G或T或C）ACCTTT（或C）TACAAA（或G）。

（2）确定目的基因的碱基序列后，就可以根据人类的需要改造它，通过人工合成的方法或从基因库中获取。

（三）异想天开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？

提示：理论上讲可以，但目前还没有真正成功的例子。一些报道利用细菌生产人类需要的蛋白质往往都是自然界已经存在的蛋白质，并非完全是人工设计出来而自然不存在的蛋白质。主要原因是蛋白质的高级结构非常复杂，人类对蛋白质的高级结构和在生物体内如何行使功能知之甚少，很难设计出一个崭新而又具有生命功能作用的蛋白质，而且一个崭新的蛋白质会带来什么危害也是人们所担心的。

（四）旁栏思考题1.你知道人类蛋白质组计划吗？它与蛋白质工程有什么关系？我国科学家承担了什么任务？

提示：人类蛋白质组计划是继人类基因组计划之后，生命科学乃至自然科学领域一项重大的科学命题。2001年，国际人类蛋白质组组织宣告成立。之后，该组织正式提出启动了两项重大国际合作行动：一项是由中国科学家牵头执行的“人类肝脏蛋白质组计划”；另一项是以美国科学家牵头执行的“人类血浆蛋白质组计划”，由此拉开了人类蛋白质组计划的帷幕。

“人类肝脏蛋白质组计划”是国际上第一个人类组织／器官的蛋白质组计划，由我国贺福初院士牵头，这是中国科学家第一次领衔的重大国际科研协作计划，总部设在北京，目前有16个国家和地区的80多个实验室报名参加。它的科学目标是揭示并确认肝脏的蛋白质，为重大肝病预防、诊断、治疗和新药研发的突破提供重要的科学基础。

人类蛋白质组计划的深入研究将是对蛋白质工程的有力推动和理论支持。

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？

答：毫无疑问应该从对基因的操作来实现对天然蛋白质改造，主要原因如下：

（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，而且改造过的蛋白质可以遗传下去。如果对蛋白质直接改造，即使改造成功，被改造过的蛋白质分子还是无法遗传的。

（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。

1.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。

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。中心法则告诉我们遗传信息的流动方向如图1-4所示。

课堂巩固

学案与测评的课堂反馈

作业

学案与测评

板书设计：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

三、蛋白质工程的进展和前景

课后笔记：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。