课程总体目标

理解蛋白质工程的概念、地位和学科交叉性；阐明蛋白质工程崛起的缘由及天然蛋白质的局限性；掌握蛋白质工程的基本原理和逆向思路；能根据氨基酸序列推导密码子并确定目的基因的碱基序列；列举蛋白质工程在医药工业、其他工业和农业方面的应用实例；了解蛋白质工程的发展难度与未来展望。

具体学习目标

本课程共设置 6 项学习目标，涵盖知识理解、技能应用与科学探究三个维度。

1
理解蛋白质工程的概念与学科地位

能说明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，是包含多学科的综合科技工程。

知识理解
2
阐明蛋白质工程崛起的缘由

能解释基因工程只能生产自然界已存在蛋白质的局限性，理解天然蛋白质不一定完全符合人类需求的原因。

知识理解
3
掌握蛋白质工程的基本原理

能描述蛋白质工程“从预期功能出发→设计预期结构→推测氨基酸序列→找到并改造/合成基因→获得所需蛋白质”的逆向基本思路。

知识理解
4
应用蛋白质工程基本思路推导基因序列

能根据给定氨基酸序列查密码子表，推出mRNA序列和脱氧核苷酸序列；能说明确定目的基因后可通过人工合成、基因文库获取或定点突变技术进行改造。

知识理解
5
了解蛋白质工程的应用实例

能举例说明蛋白质工程在医药工业（速效胰岛素、干扰素保存、人鼠抗体嫁接）、其他工业（枯草杆菌蛋白酶）和农业（光合作用酶、微生物农药）中的应用。

知识理解
6
认识蛋白质工程的发展前景

能说明蛋白质工程难度大的主要原因是蛋白质高级结构复杂，理解人类蛋白质组计划对蛋白质工程发展的推动作用。

知识理解

学习路径时间线

  • 1
    认知阶段

    以“用细菌画出的荧光画”为情境导入，引导学生思考“科学家如何设计和改造蛋白质分子”，建立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的认知；通过天然蛋白质的局限性分析，理解蛋白质工程崛起的缘由。

  • 2
    巩固阶段

    按照“蛋白质工程的概念→崛起的缘由→基本原理→基本思路应用→学科交叉→应用实例→发展展望”的逻辑主线推进：先学习蛋白质工程定义和学科地位，再分析天然蛋白质的局限性；重点突破蛋白质工程的逆向思路，并通过氨基酸序列推导基因序列的思考讨论进行即时检验；最后了解医药、工业、农业应用和发展前景。

  • 3
    练习阶段

    通过课件中的7处思考讨论题进行互动式检验，包括蛋白质工程与基因工程的关系、天然蛋白质局限性、蛋白质工程逆向思路、氨基酸序列推导、目的基因合成与改造、全新蛋白质食品可行性、人类蛋白质组计划意义等；通过总结比较形成对蛋白质工程的系统认识。

完成后你将掌握

能够准确表述蛋白质工程的概念，说明其作为第二代基因工程与基因工程的区别和联系，理解其多学科交叉的特点。
能够描述蛋白质工程的基本原理和逆向思路，能根据氨基酸序列推导mRNA序列和脱氧核苷酸序列，理解基因定点突变技术在蛋白质工程中的作用。
能够列举蛋白质工程在医药工业、其他工业和农业方面的典型应用实例，认识蛋白质工程的发展前景和主要挑战。