江苏省南京市高中生物第一章基因工程1.1.3蛋白质工程导学案无答案苏教版选修3170720120

高中生物第一章基因工程 1.1.3 蛋白质工程导学案苏教版选修3【课标要求】简述蛋白质工程【教学目标】1、简述蛋白质工程的基本原理2、举例说出蛋白质工程的应用和发展【教学过程】知识点一、蛋白质工程的概念和原理1、蛋白质工程是指通过_____________与______________等技术了解蛋白质的_________和__________，并借助计算机辅助设计、_____________和_____________改造_________，以__________改造天然蛋白质，甚至创造自然界中___________________的技术。

2、蛋白质工程一般是先创造出适合人类需求的____________，然后使其表达出具有特定的____________和__________的蛋白质。

3、_____________是蛋白质工程中的关键技术。

因此，蛋白质工程也被称为第二代_________。

4、实施蛋白质工程的前提条件是了解蛋白质的__________和___________的关系。

5、蛋白质的空间结构极其复杂，应用_________________可以测定其三维空间结构，利用________________可以了解其构象。

此外，随着DNA和蛋白质测序技术的自动化，已能快速测定大量蛋白质分子的一级结构（氨基酸序列）。

6、蛋白质工程的目标是根据人们对蛋白质________的特定需求，对蛋白质的________进行分子设计。

7、蛋白质工程的基本途径：预期蛋白质功能→设计出预期的蛋白质结构→推测应用的氨基酸序列→设计DNA的脱氧核苷酸序列（基因）【思考】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？为什么？【拓展】蛋白质工程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。

-1 -ACGTTAGACGTTAGATGTTAGATC先找出共同的序列是GTTA然后向左、向右找，得到重组的互补序列ATACGTTAGATC则靶序列是TATGCAATCTAG依照此种方法得出图2的靶序列。

5. 第11题：这题主要就是区分蛋白质工程和基因工程这两个概念，很多同学混淆这两个概念。

6. 第13题：首先得知道基因工程的“四步曲”是什么，然后弄清楚碱基互补配对发生的过程。

7. 第21题第（3）：用同一种限制性核酸内切酶切割运载体与目的基因，再用DNA连接酶连接，得到的产物有3种，目的基因——载体连接物，载体一—载体连接物，目的基因一一目的基因连接物。

三、教师总结。

课后：四、布置课后作业。

结合，催化遗传信息的转录C一种DNA限制酶能识别多种核苷酸序列，切割出多种目的基因D解旋酶能作用于氢键，在转录或翻译时使DNA分子双链打开3.科学家已能运用基因工程技术，让羊合成并分泌抗体。

相关叙述不正确的是A该技术将导致定向的变异B受精卵是理想的受体细胞C宜采用PCR技术扩增目的基因D卵巢分泌的孕激素能促进抗体的产生【分析】真核细胞的基因中有内含子，在转录过程中内含子和外显子都要转录，在形成成熟NRA 时，要把与内含子相应的RNA片断切除掉，而原核细胞中没有这类酶，所以若将真核基因在原核细胞中表达，先要把真核细胞基因的内含子去掉。

当把切割后的运载体与目的基因片段混合，在加入DNA连接酶后，有可能是两个目的基因片段相连成一个环状DNA或是可能是一个目的基因片段与运载体相连成一个环状DNA 或是两个运载体相连，所以会产生三种环状DNA分子。

__________________________ 学生自我小结。

板书设计单位结构真核生物核苷酸基因现代技术“原核生物基因工程-2 --3 -。

第三节蛋白质工程学习目标 1.举例说出蛋白质工程崛起的缘由。

2.简述蛋白质工程的基本原理。

3.举例说出蛋白质工程的应用和发展。

一、蛋白质工程崛起的缘由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。

二、蛋白质工程的概念与原理1.概念：又被称为，即___________________________________ _______________________。

2.蛋白质工程的基本原理：天然蛋白质合成的过程都是按照中心法则进行的：即基因→表达（转录和翻译）→形成氨基酸序列的多肽链→形成具有高级结构的蛋白质→行使生物功能。

蛋白质工程却与之相反，它的基本途径是：从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质→推测应有的序列→找到相对应的序列（基因）→具有预期功能的蛋白质（如图所示）。

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？蛋白质工程基因工程实质通过改造基因，以定向改造天然蛋白质，甚至创造自然界不存在的蛋白质将目的基因从供体转移到受体细胞，并在受体细胞中表达结果合成自然界的蛋白质只能生产自然界的蛋白质联系蛋白质工程是在基础上，延伸出的第代基因工程三、蛋白质工程的进展和前景1.蛋白质工程可通过改造，有目的地提高酶的热稳定性。

2.合成抗体。

3.改变蛋白质的活性。

思考：蛋白质工程是一项非常成熟的技术吗？四、基础检测1.蛋白质工程的目标是根据对蛋白质的特定需求，对蛋白质进行分子设计，根据便可以改造天然蛋白质。

2.蛋白质工程的实质是（）A.改变氨基酸结构B.改造蛋白质结构C.改变肽链结构D.改造基因结构3.基因工程的实质是（）A.基因重组B.基因突变C.产生新的蛋白质D.产生新的基因4.干扰素经过改造可长期储存，从蛋白质水平上应改变的是（）A.光氨酸B.精氨酸C.谷氨酸D.半胱氨酸5.蛋白质工程制造的蛋白质是（）A.天然蛋白质B.稀有蛋白质C.自然界中不存在的蛋白质D.血红蛋白质6.蛋白质工程的基础是（）A.基因工程B.细胞工程C.酶工程D.发酵工程7.玉米是生产赖氨酸的好材料，可是产量低，需要改变什么结构就能提高产量？（）A.天冬氨酸激酶B.二氢吡啶二羧合成酶C.肽酶D.A、B都是8.天然蛋白质合成遵循的法则是（）A.中心法则B.转录C.翻译D.复制9.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的分子结构，使之更加符合人类的需要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，定向改变分子结构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.蛋白质工程又称为第二代基因工程10.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→①B.⑤→④→③→②→①→②C.④→①→⑤→②→③→①D.②→③→⑤→①→②→④11.下列各项与蛋白质结构多样性无关的是（）A.氨基酸的种类、数目、排列顺序B.构成蛋白质的多肽链的数目C.构成蛋白质的肽链的空间结构D.氨基酸至少含一个氨基和一个羧基12.蛋白质工程中直接的操作的对象是（）A.氨基酸的结构B.蛋白质空间结构C.肽链结构D.基因结构13.当前医学上，蛋白质工程药物正逐步取代第一代基因工程多肽蛋白质类替代治疗剂，则基因工程药物与蛋白质工程药物的区别是（）A.都与天然产物完全相同B.都与天然产物不相同C.基因工程药物与天然产物完全相同，蛋白质工程药物与天然产物不相同D.基因工程药物与天然产物不相同，蛋白质工程药物与天然产物完全相同14.关于蛋白质工程说法正确的是（）A.蛋白质工程和基因工程的目的都是获得人类需要的蛋白质，所以两者没有区别B.基因工程是蛋白质工程的关键技术C.通过蛋白质工程改造后的蛋白质有的仍然是天然蛋白质D.蛋白质工程是在蛋白质分子水平上直接改造蛋白质的15.（多选）蛋白质工程是利用基因工程的方法对蛋白质进行改造，下列各项措施中，正确的是（）A.根据氨基酸的性质和特点，设计并制造出自然界不存在的全新蛋白质B.在蛋白质分子中替代某一个肽段或一个特定的结构区域C.通过基因工程中定点诱变技术，有目的地改造蛋白质分子中某些活性部位的一个或几个氨基酸，以改善蛋白质的性质和功能D.利用化学合成的方法对蛋白质分子的某一氨基酸进行修饰，以改善蛋白质性质和功能16.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。

第一节基因工程概述【课标要求】简述基因工程的诞生简述基因工程的原理及技术举例说出基因工程的应用【教学目标】1.简述基因工程所需3种基本工具的使用。

2.学习运用知识解决相关问题的能力。

3.认同基因工程的诞生和发展离不开理论研究和技术创新。

【教学过程】知识点一、基因工程的诞生和发展（一）诞生和发展理论铺垫：艾弗里证明了；沃森和克里克阐明了；尼伦贝格等（二）基因工程的概念基因工程是指在通过人工“”和“”等方法，对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入并使重组基因在中表达，产生。

包括、以及。

二、基因工程的工具———酶与载体1、限制性核酸内切酶———“分子手术刀”（1）这类酶在生物体内能将外来的DNA切断，即能够限制异源DNA的侵入并使之失去活力，但对自己的DNA却无损害作用，这样可以保持细胞原有的遗传信息。

（2）由于这种切割作用是在DNA分子内部进行的，故名限制性核酸内切酶（简称_______）。

（3）DNA分子经限制酶切割产生的DNA片段，末端通常有两种形式，即和。

【例1】下列关于限制酶的说法正确的是（）A.限制酶广泛存在于各种生物中，但微生物中很少B.一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列C.不同的限制酶切割DNA后都会形成黏性末端D.限制酶的作用部位是特定核苷酸形成的氢键2、DNA连接酶——“分子缝合针”拓展：根据DNA连接酶的来源不同，可以将它分为两类：一类是从大肠杆菌中分离得到的，称为Ecoli DNA连接酶。

Ecoli DNA连接酶只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间连接起来，不能将双链DNA片段平口末端之间进行连接。

另一类是从T4噬菌体中分离出来的，称为T4DNA连接酶。

T4DNA连接酶既可以“缝合”双链DNA片段互补的黏性末端，又可以“缝合”双链DNA片段的平口末端，但连接平口末端之间的效率比较低。

【例2】下图为DNA分子的切割和连接过程。

(1)EcoRI是一种酶，其识别序列是，切割位点是与之间的键。

高中生物第一章基因工程 1.1.1 基因工程概述导学案苏教版选修3【课标要求】简述基因工程的诞生简述基因工程的原理及技术举例说出基因工程的应用【教学目标】1、简述基因工程所需3种基本工具的使用。

2、学习运用知识解决相关问题的能力。

3、认同基因工程的诞生和发展离不开理论研究和技术创新。

【教学过程】知识点一、基因工程的诞生和发展（一）诞生和发展理论铺垫：艾弗里证明了；沃森和克里克阐明了；尼伦贝格等（二）基因工程的概念基因工程是指在通过人工“ ”和“ ”等方法，对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入并使重组基因在中表达，产生。

包括、以及。

基因工程的别名操作环境操作对象操作水平基本过程结果二、基因工程的工具“分子手术刀”（1）这类酶在生物体内能将外来的DNA切断，即能够限制异源DNA的侵入并使之失去活力，但对自己的DNA却无损害作用，这样可以保持细胞原有的遗传信息。

（2）由于这种切割作用是在DNA分子内部进行的，故名限制性核酸内切酶（简称_______）。

（3）DNA分子经限制酶切割产生的DNA片段，末端通常有两种形式，即和。

【例1】下列关于限制酶的说法正确的是（）A、限制酶广泛存在于各种生物中，但微生物中很少B、一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列C、不同的限制酶切割DNA后都会形成黏性末端D、限制酶的作用部位是特定核苷酸形成的氢键2、DNA连接酶“分子缝合针”拓展：根据DNA连接酶的来源不同，可以将它分为两类：一类是从大肠杆菌中分离得到的，称为Ecoli DNA连接酶。

Ecoli DNA连接酶只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间连接起来，不能将双链DNA片段平口末端之间进行连接。

另一类是从T4噬菌体中分离出来的，称为T4DNA连接酶。

T4DNA连接酶既可以“缝合”双链DNA片段互补的黏性末端，又可以“缝合”双链DNA片段的平口末端，但连接平口末端之间的效率比较低。

【例2】下图为DNA分子的切割和连接过程。

高中生物第一章基因工程 1.1.1 基因工程概述导学案苏教版选修3基因工程是一门涉及生命科学、工程学和化学等多学科交叉的科学技术，它的发展对于人类社会和生物领域的进步具有重要意义。

本文将从基因工程的概念、起源、发展和应用等方面进行探讨。

一、基因工程的概念和起源基因工程，又称基因工艺、基因技术，是指通过对生物体内的基因进行操作和改造，使其具有新的功能或特性的一种技术手段。

它是以DNA 为基础，通过人工手段对DNA分子的序列进行编辑和改造，实现对生物体的基因组进行精准操纵和设计。

基因工程起源于20世纪70年代，当时科学家发现可以将DNA从一种生物体转移到另一种生物体中，从而改变目标生物体的遗传特性。

这一发现引发了科学界对基因工程的浓厚兴趣，世界各地的科研机构开始投入大量资源进行相关研究和实践。

二、基因工程的发展基因工程经过几十年的发展，已经取得了显著的成果。

首先，基因工程技术的研究手段不断完善，包括基因克隆、DNA测序、基因编辑等技术的出现，大大提高了对基因进行操作的效率和精确度。

其次，基因工程在农业领域的应用取得了重要进展。

通过基因工程技术，科学家们成功培育出抗病虫害、耐逆性强的转基因作物，为农业生产提供了有效的手段。

转基因作物不仅可以提高产量和品质，还可以减少农药的使用，降低对环境的污染。

此外，基因工程在医学领域的应用也取得了突破。

通过基因工程技术，科学家们成功研发出多种基因治疗药物，并在一些遗传性疾病的治疗中取得了显著效果。

基因工程还可以用于生物制药、肿瘤治疗等领域，为人类健康事业做出了重大贡献。

三、基因工程的应用前景基因工程在农业、医学以及环境等领域具有广阔的应用前景。

在农业领域，基因工程可以为传统农业带来巨大的改变，提高粮食产量、改良食品品质、提升作物的抗逆性等。

这将有助于解决全球粮食安全问题，提高农业可持续发展能力。

在医学领域，基因工程有望开启个性化医疗的新时代。

通过基因检测和基因治疗手段，可以针对个体特征进行精准诊断和治疗，提高疾病的早期发现和治愈率。

选修三第一章基因工程第三节蛋白质工程【课程标准】简述蛋白质工程。

【学习目标】1、简述蛋白质工程的实质及基因工程生产的蛋白质种类。

2、解释蛋白质工程的基本原理及基本途径。

3、分析蛋白质工程将来的发展前景。

【教学过程】【知识回顾】1．生物体是如何合成蛋白质的？试用图解的方式来表达其具体过程。

2．基因工程的实质是什么？它能否合成自然界中不存在的全新蛋白质，为什么？一、蛋白质工程概述【活动1】阅读教材P35，填写下列内容：1．基本概念：蛋白质工程是指通过等技术了解蛋白质的，并借助、和技术改造，以定向改造，甚至创造的技术。

2．一般过程：先，进而，在此基础上，再利用技术合成。

【思考讨论】：（1）蛋白质工程直接操作的对象是什么？蛋白质工程突出的特别是什么？（2）试用流程图的方式概括蛋白质工程的基本操作程序。

【活动2】阅读教材P35-36，思考以下问题：（1）利用基因工程的方法对蛋白质进行改造，可分为哪几类？试分别说明。

（2）何为基因的定点诱变技术？试结合P36“积极思维”的案例进行解读。

（3）为什么说蛋白质工程是第二代基因工程？二者是怎样的关系？它们又有什么区别？【小结】关于蛋白质工程（1）目的：生产符合人们生产、生活需要的并非自然界已存在的蛋白质（2）原理：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（3）与基因工程的的区别和联系：改造或生产人类所需蛋白A、氨基酸结构B、蛋白质空间结构C、肽链结构D、基因结构【例2】对自然界不存在的蛋白质进行合成，应首先设计（）A．基因的结构 B．mRNA纳构C．氨基酸序列 D．蛋白质结构【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了水平操作，蛋白质工程不不对基因进行操作B．基因工程合成的是天然存存的蛋白质，蛋白质工程合成的可以不是天然存在的蛋白质C．基因工程是分了水平操作，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二、蛋白质工程的应用【活动3】浏览教材P37-39，认识蛋白质工程在各个领域的具体应用，填空：（1）在化学工业领域：可通过改良酶的结构，有目的地提高酶的热稳定性，以及较强的能力。

第三节蛋白质工程●课标要求简述蛋白质工程。

●课标解读1．简述蛋白质工程的概念和原理。

2．说明蛋白质工程和基因工程的区别与联系。

3．举例说明蛋白质工程的应用和发展。

●教学地位蛋白质工程是基因工程的延伸，又称为第二代基因工程，是按照人们的需要，利用基因工程的原理对蛋白质进行改造。

目前蛋白质工程还有许多理论和技术问题等待解决，成功的实例还不多，但发展前景广阔。

在高考中考到的次数还不多，常在考查基因工程的非选择题中有一问涉及蛋白质工程。

●教法指导1．结合过程图，让学生理解蛋白质工程的基本原理。

2．结合具体的应用实例，让学生理解蛋白质工程的应用。

●新课导入建议玉米的营养价值不如小麦，原因是玉米中必需氨基酸赖氨酸的含量比较低。

玉米中赖氨酸含量低的原因是赖氨酸合成过程中的两种关键酶——天冬氨酸激酶和二氢吡啶二羧酸合成酶的活性受到赖氨酸浓度的影响较大，当赖氨酸浓度达到一定量时，会抑制两种酶的活性。

所以玉米中赖氨酸的含量很难提高，如果我们将天冬氨酸激酶第352位的苏氨酸变成异亮氨酸，将二氢吡啶二羧酸合成酶的第104位的天冬酰胺变成异亮氨酸，就可以使玉米种子中的赖氨酸含量提高2倍，那么怎样对这两种酶进行改造呢？这就要依靠蛋白质工程。

●教学流程设计课前自主探究：阅读教材P30～35有关知识，填充【课前自主导学】空白，完成思考交流1、2。

⇒步骤1：课程导入：建议用【新课导入建议】方法导入课题。

⇒步骤2：尝试作答【课前自主导学】部分的【正误判断】，检查自学效果。

⇒步骤3：教师结合教材P30图1－17和教材P31图1－18让学生理解蛋白质工程的原理，通过【课堂互动探究】探究1归纳总结，通过例1强化。

⇓步骤6：诵读【结论语句】，尝试构建最优知识网络图解，互评后参看【本课知识小结】的网络构建。

课下完成【当堂双基达标】。

⇐步骤5：通过教材中的实例让学生认识蛋白质工程的应用，认识蛋白质工程的意义。

⇐步骤4：引导学生讨论蛋白质工程和基因工程的区别与联系，通过【课堂互动探究】探究2的表格进行比较。

高中生物第一章基因工程 1.1 基因工程概述（1）导学案苏教版选修3第一章基因工程第一节基因工程概述（1）【课程标准】1、简述基因工程的诞生。

2、简述基因工程的原理及技术。

【学习目标】1、通过观看视频和阅读教材文本资料，能简述基因工程的诞生和发展历程；2、借助相关实例的分析归纳，能说出基因工程的概念；3、通过材料分析和模拟实验，初步认识基因工程三大工具的具体作用和特点。

【教学过程】一、基因工程的发展历程：【活动1】阅读教材P7-P8相关资料，尝试用自己的语言简述基因工程的诞生及发展过程。

【活动2】结合相关实例，阅读教材相关信息，思考：如何准确理解基因工程概念的含义？操作环境操作对象操作水平基本过程结果二、基因工程的工具酶和载体【活动3】分析利用基因工程培育抗虫棉的简要过程图解，思考：在培育抗虫棉过程中哪些步骤特别关键？解决这些关键步骤需要哪些特别的工具？【活动4】阅读教材P9-P10有关内容，尝试分析回答以下问题：（1）为什么把限制性核酸内切酶称为基因工程的“分子手术刀”？它的具体作用是什么？有什么特点？（2）限制酶在DNA的任何部位都能将DNA切开吗？它所识别的序列往往有什么特点？（3）什么叫黏性末端？【小结】关于限制性核酸内切酶：（1）作用：能够识别双链DNA分子的某种的核苷酸序列，并且使每一条链中部位的两个核苷酸之间的断开。

（2）特点:具有专一性，表现在两个方面：①识别双链DNA分子的某种的核苷酸序列。

②切割特定序列中的特定位点。

（3）结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：和。

【活动5】参阅教材P12“边做边学”动手模拟限制酶和DNA连续酶的作用过程：…CTCTTGATGGAATCTCAGAATTCAGTCTGTGAATC…甲…GAGAACTACCTTAGAGTCTTAAGTCAGACACTTAG… …ACTTCGATGGAA TTCAGAACTTCTCCAATC…乙…TGAAGCTACCTTAAGTCTTGAAGAGGTTAG…模拟活动：（1）在所供上图中分别找出EcoR I所识别的序列；（2）用剪刀模拟EcoR I在甲、乙两片段上切割，形成DNA片段；（3）分别从切割甲、乙产生的片段中选择一个，用胶带模拟DNA 连接酶将两片段的黏性末端连接起来。

高中生物第一章基因工程导学案苏教版选修3【学习目标】【知识目标】1、掌握基因工程的概念2、把握基因工程操作步骤【能力目标】尝试运用基因工程技术和原理，提出解决某一实际问题的方案【情感态度价值观目标】关注基因工程的发展，认同基因工程的应用促进生产力的提高基因工程的概念基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外DNA重组和转基因技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。

基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，又叫做DNA重组技术。

(1)优点① 克服了远源杂交不亲和的障碍。

② 定向改造生物遗传性状。

(2)操作水平：分子水平。

(3)原理：基因重组。

（一）基因工程的基本工具1、“分子手术刀”限制性核酸内切酶（限制酶）（1）来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。

（2）功能：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，因此具有专一性。

（3）结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。

对位练习：1、右图表示限制酶切割某DNA的过程，从图中可知，该限制酶能识别的碱基序列及切点是（）A、CTTAAG，切点在C和T之间B、CTTAAG，切点在G和A之间C、GAATTC，切点在G和A之间D、CTTAAC，切点在C和T之间2、下列关于限制酶的说法不正确的是（）A、限制酶广泛存在于各种生物中，微生物中很少分布B、一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列C、不同的限制酶切割DNA的切点不同D、限制酶的作用之一是用来提取目的基因3、下列有关基因工程中限制性核酸内切酶的描述，错误的是()。

A、一种限制性核酸内切酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列B、限制性核酸内切酶的活性受温度影响C、限制性核酸内切酶能识别和切割RNAD、限制性核酸内切酶可从原核生物中提取2、“分子缝合针”DNA连接酶（1）作用：缝合磷酸二酯键。

第一章基因工程第一节基因工程概述（2）【课程标准】简述基因工程的原理及技术。

【学习目标】1．通过知识回顾，能说出传统生物育种方法和运用基因工程育种的差异；2．通过相关实例的分析归纳和教材内容的梳理，能说出获取目的基因常用的方法和技术操作；3．通过图解分析，能初步认识基因表达载体的组成及构建的必要性。

4．通过“积极思维”中的实例分析及其他材料的研读，认识导入目的基因的一般方法、检测和鉴定目的基因的不同层次。

【教学过程】【活动1】传统的生物育种常采用哪些方法？它们依据的原理分别是什么，有什么特点？若运用基因工程来培育新品种，则有什么明显的优势？三、基因工程的实施过程：（一）获取目的基因【活动2】阅读教材P13页相关内容，回答下列问题：（1）什么是目的基因，什么是供体生物、受体细胞？试举一实例加以说明。

（2）获得目的基因的方法有哪些？（3）什么是基因文库？什么是部分基因文库？怎样从基因文库中得到我们所需的目的基因？（4）浏览教材P14“知识海洋”，归纳PCR技术依据的原理、操作过程和结果，指出这项技术在基因工程中的主要作用。

（5）什么情况下可考虑选择通过化学方法直接人工合成目的基因？【小结】：1.通过基因文库获取目的基因：基因组文库：含有一种生物的基因①种类部分基因文库：含有一种生物的基因②目的基因的获取：根据基因的有关信息：基因的序列、基因在上的位置、基因的产物mRNA、基因的产物蛋白质等特性获取目的基因。

2.通过PCR技术扩增目的基因：（1）PCR的含义：。

（2）目的：获取大量的目的基因（3）原理：。

（4）过程：第一步：加热至℃，DNA解链为单链；第二步：冷却到℃，引物与两条单链DNA结合；第三步：加热至℃，热稳定DNA聚合酶从引物起始进行互补链的合成。

（5）特点：可以指数形式扩增【讨论】：在PCR技术中，为什么不直接加入解旋酶对DNA进行解旋？为什么要求所加入的DNA聚合酶得具有耐高温的特性？子链的合成为什么需要引物？（二）构建基因表达载体【活动3】分析教材P15图1-10，思考以下问题：（1）为什么要构建基因表达载体？（2）一个基因表达载体中需包含哪些部分？它们各有什么作用？（3）怎样构建基因表达载体？【小结】：基因表达载体的构建过程：（1）用一定的_________切割质粒，使其出现一个切口，露出_________。

第三节蛋白质工程1．理解蛋白质工程的概念和原理。

(重、难点)2．掌握基因工程和蛋白质工程的区别和联系。

(重点) 3．了解蛋白质工程的应用和发展。

蛋白质工程的概念和原理1．概念(1)基础：蛋白质的结构和功能的关系。

(2)手段：借助计算机辅助设计、基因定点诱变和重组DNA 技术改造基因。

(3)目的：定向改造天然蛋白质，甚至创造自然界不存在的蛋白质。

2．原理(1)结构分析①前提条件：了解蛋白质的结构和功能的关系。

②了解蛋白质结构的方法⎩⎪⎨⎪⎧X 射线晶体衍射法核磁共振法DNA 和蛋白质测序技术(2)结构预测与设计：构建蛋白质空间结构模型。

(3)基因工程：对基因进行改造，是蛋白质工程的关键技术。

蛋白质纯化：纯化蛋白质，测定和分析其结构和功能。

(5)功能分析：分析蛋白质的生物学和化学特性。

[合作探讨]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。

探讨1：上述材料中的技术属于什么工程？提示：蛋白质工程。

探讨2：蛋白质工程为什么需要直接改造基因，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3：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。

[思维升华]1．对概念的理解(1)首先了解蛋白质的结构和功能。

(2)其次是设计蛋白质。

(3)实质是改造基因。

(4)最后合成出自然界不存在的蛋白质。

2．基本原理3．了解蛋白质结构的方法实施蛋白质工程的前提条件是通过物理化学与生物化学等技术手段了解蛋白质结构与功能的关系，所以首先要了解蛋白质的结构。

第5课时蛋白质工程[学习目标] 1.简述蛋白质工程的概念和基本原理。

2.举例说出蛋白质工程的基本过程。

3.举例说出蛋白质工程的应用和发展。

一、蛋白质工程概述1．基因工程的基本操作程序主要包括哪几个步骤？答案包括四个步骤：获取目的基因、构建基因表达载体、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测和鉴定。

2．获取目的基因的常用方法有哪些？答案(1)从基因文库中获取；(2)利用PCR技术扩增目的基因；(3)人工合成法。

3．请写出中心法则，并判断蛋白质工程中获取目的基因的方法。

答案(1)中心法则如下：(2)获取目的基因的方法是人工合成法。

4．基因工程合成的蛋白质有哪些不足？答案在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质。

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。

5．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？答案应该通过对基因的操作来实现对天然蛋白质的改造，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，但被改造过的蛋白质分子也是无法遗传的。

(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。

6．根据蛋白质被改造部位的多少，可将蛋白质改造分为大改、中改和小改三种，试区别这三种改造的异同。

答案大改是指根据氨基酸的性质和特点，设计并制造出自然界中不存在的全新蛋白质。

中改是指改变蛋白质分子中某一个多肽链片段或一个特定的结构。

小改是指通过基因工程中的定点诱变技术，有目的地改造蛋白质分子中某活性部位的一个或几个氨基酸残基。

7．如何利用PCR技术进行基因定点诱变？答案一般先通过PCR技术扩增获得定点突变的基因，再通过基因工程的方法，将突变基因导入受体细胞，经过转录和翻译就可合成所需的蛋白质。

8．对空间结构不清楚的蛋白质的改造，可采用非定点诱变技术来进行改造。

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选修三第一章基因工程第一节基因工程概述（1)【课程标准】1．简述基因工程的诞生。

2．简述基因工程的原理及技术。

【学习目标】1．通过观看视频和阅读教材文本资料，能简述基因工程的诞生和发展历程；2．借助相关实例的分析归纳,能说出基因工程的概念；3．通过材料分析和模拟实验，初步认识基因工程三大工具的具体作用和特点。

【教学过程】一、基因工程的发展历程:【活动1】阅读教材P7-P8相关资料,尝试用自己的语言简述基因工程的诞生及发展过程。

【活动2】结合相关实例，阅读教材相关信息，思考:如何准确理解基因工程概念的含义？操作环境操作对象操作水平基本过程结果二、基因工程的工具——酶和载体【活动3】分析利用基因工程培育抗虫棉的简要过程图解，思考：在培育抗虫棉过程中哪些步骤特别关键?解决这些关键步骤需要哪些特别的工具?【活动4】阅读教材P9-P10有关内容，尝试分析回答以下问题：（1）为什么把限制性核酸内切酶称为基因工程的“分子手术刀"？它的具体作用是什么？有什么特点？(2）限制酶在DNA的任何部位都能将DNA切开吗？它所识别的序列往往有什么特点?（3)什么叫黏性末端？【小结】关于限制性核酸内切酶：(1）作用：能够识别双链DNA分子的某种的核苷酸序列，并且使每一条链中部位的两个核苷酸之间的断开.（2）特点：具有专一性，表现在两个方面:①识别双链DNA分子的某种的核苷酸序列。

第一章基因工程一、与DNA有关的各种酶的相关知识DNA酶、解旋酶、DNA聚合酶、限制性核酸内切酶、DNA连接酶、RNA聚合酶的比较。

二、基因工程的操作程序三、基因工程育种与其他常规育种的比较专题训练1．据下图所示，有关工具酶功能的叙述错误的是( )A ．限制酶可以切断a 处B ．DNA 聚合酶可以连接a 处C．解旋酶可以使b处解开D．DNA连接酶可以连接c处2．能够使植物体表达动物蛋白的育种方法是( )A．单倍体育种B．杂交育种C．基因工程育种D．多倍体育种3．下列哪项明显体现了转基因生物引发的食物安全问题( )A．转基因猪的细胞中含有人的生长激素基因，因而猪的生长速度快，个体大B．转基因大米中含有β­胡萝卜素，营养丰富，产量高C．转基因植物合成的某些新蛋白质，引起个别人过敏D．让转基因牛为人类生产凝血因子，并可在牛奶中提取4．在已知某小片段基因碱基序列的情况下，获得该基因的最佳方法是( )A．用 mRNA为模板逆转录合成 DNAB．以 4种脱氧核苷酸为原料人工合成C．将供体DNA片段转入受体细胞中，再进一步筛选D．由蛋白质的氨基酸序列推测mRNA5．镰刀型细胞贫血症的病因是血红蛋白基因的碱基序列发生了改变，检测这种碱基序列改变必须使用的酶是( )A．解旋酶B．DNA连接酶C．限制性核酸内切酶D．RNA聚合酶6．关于基因工程应用的正确说法是( )A．我国转基因抗虫棉是转入了植物凝集素基因培育出来的B．可用于转基因植物的抗虫基因只有植物凝集素基因和蛋白酶抑制剂基因C．抗真菌转基因植物中，可使用的基因有几丁质酶基因和抗毒素合成基因D．提高作物的抗盐碱和抗干旱能力，与调节渗透压的基因无关7．治疗白化病、苯丙酮尿症等人类遗传病的根本途径是( )A．口服化学药物B．注射化学药物C．利用辐射或药物诱发致病基因突变D．采用基因治疗纠正或弥补缺陷基因带来的影响8．利用外源基因在受体细胞中表达，可生产人类所需要的产品。