学习必备 欢迎下载 第六章 从杂交育种到基因工程 第 2 节 基因工程及其应用教案设计 一、教材分析 本节课内容是人教版生物选修二第六章第二节内容。包括以下三方面内容：基因工程原理、基因工程的应用、转基因生物和转基因食品安全性。 基因工程的原理是生物工程中四大主要工程的重点和难点。其地位更是由课程标准上的了解层次上升为考试说明上的理解层次，其重要性显而易见。 由于基因工程是在分子水平上进行的生物工程，在高中阶段不可能直接让学生进行相关实验和操作，所以教师应在备课时作充分准备，如准备相关的课件通过电脑动画来表现这一动态过程。本节课以基因工程操作步骤为主线，穿插基因工具的结构特点和功能，通过启发式的提问，调动学生的学习兴趣以及思维。 二、学生情况分析 学生通过前面的学习已经掌握了不少培养生物新品种的方法，杂交育种、诱变育种、单倍体育种、多倍体育种等方法都局限于同一物种进行的操作。能否跨越物种的界限呢？通过“问题探讨”可激发学生学习兴趣，引入基因工程的概念。学生之前在必修二教材中已经学习了主要遗传物质 DNA 的结构、基因的概念和功能、基因重组，对于理解基因工程中的“剪切连接”有一个物质基础。 三、教学目标 学习必备 欢迎下载 知识目标 1. 简述基因工程基本原理（概念、工具、步骤）。 能力目标 1. 通过对书中以及 ppt 课件中的插图、图片的观察，学会科学的观察方法，培养收集和处理科学信息的能力、获取新知识的能力、分析问题和解决问题的能力。 情感态度与价值观 1. 通过学习了解我国基因工程的发展，激发学生对生物知识的兴趣，开阔学生的思路，培养爱国主义情感，树立努力学习科学知识造福社会的决心。 四、教学重点和难点 重点：（1）基因工程的概念； （2）基因工程工具的特点和功能； （3）基因工程的基本操作步骤。 难点：（1）基因工程工具的特点和功能 （2）基因工程基本操作步骤 五、课时 1 个课时（40 分钟） 六、教具 多媒体、ppt 课件、动画、高中生物必修二教材、剪刀、针线。 七、教学方法 多媒体教学 直观教学法 小组讨论法 八、教学过程 因工程的原理是生物工程中四大主要工程的重点和难点其地位更是由课和操作所以教师应在备课时作充分准备如准备相关的课件通过脑动画来前面的学习已经掌握了不少培养生物新品种的方法杂交育种诱变育种单学习必备 欢迎下载 阶段 教师活动 学生活动 设计意图 图片引入新课 5 分钟 展示两组图片，提出问题：用什么方法使烟草和热带鱼也能发光?（操作对象是不同的物种， 不能运用之前的杂交和诱变育种方法。） 通过大肠杆菌生产人胰岛素的事例， 引入基因工程这一新概念。 思考问题，发挥想象，探讨解决的办法 通过图片引入新课 激发学生兴趣 基因工程的基本步骤与工具 25 分钟 播放 flash动画构建 DNA重组过程， 引导学生思考并总结基因工程的大致步骤： 1提取目的基因: 鸟枪法、人工合成基因法 （逆转录法和化学合成法） 2目的基因与运载体结合 工具： 剪刀限制性核酸内切酶：专一性 针线DNA 连接酶 用同种限制酶切割后的DNA 片断就可形成相同的黏性末端，碱基可互补配对， 末端的骨架缺口可以用连接酶来缝合，构成重组DNA 。 例如：EcoRI：它是限制酶的一种，可以专门识别 DNA分子中含有的“GAATTC”这样的序列， 一旦找到就可以从 G和 A之间剪断。 3将目的基因（如重组质粒）导入受体细胞。 跟随教师的引导，思考基因工程所需基本工具的使用方法和特点。 联想生活中的一些实例和这些工具有什么相似之处。 关注限制酶的专一性和质粒的结构特性等。 思考如何送入受体细胞。 类比能使学生更形象地理解基因工程操作中的“剪、 接、 导、 检”等过程。 让学生通过教师引导和自己的联想， 体会基因工程基本工具的使用方法。 运用flash 动画演示基因工程的整个过程， 加深学生对基因工程原理的理解和记忆 因工程的原理是生物工程中四大主要工程的重点和难点其地位更是由课和操作所以教师应在备课时作充分准备如准备相关的课件通过脑动画来前面的学习已经掌握了不少培养生物新品种的方法杂交育种诱变育种单学习必备 欢迎下载 工具： 运载体质粒、 动植物病毒， 它们能在受体细胞里利用受体细胞的各种核苷酸进行自主复制和表达。 方法：主要是借鉴细菌或病毒侵染细胞的途径。例如，如果运载体是质粒，受体细胞是细菌，一般是将细菌用氯化钙处理，以增大细菌细胞壁的通透性，使含有目的基因的重组质粒进入受体细胞。 4目的基因的表达和检测 引导学生认识基因工程就像是一种“剪刀加浆糊”式的“嫁接， 又有些像生活中的裁缝做衣。 只有检测到目的基因在受体细胞中表达了，才能说明基因工程完成。 结课 10分钟 1老师小结本节内容。通过习题进行教学效果评价检测。 2布置学生课下收集基因工程应用的信息，包括事例、 应用价值、 现代研究状况、 以及人们对基因工程的态度， 特别关注与安全性方面有关的报道、 法律法规等资料。 3 课堂作业： 基础题 1、 2、3 完成基础练习 讨论课后准备用何种方法获得信息（如网络、图书、影像、实地调查等） 加深学生对重难点知识的把握，将知识与现实社会相联系，学以致用， 培养学生的严谨的科学思维。 本节课堂教学效果评价检测 1、科学家经过多年的努力，创立了一种新兴的生物技术基因工程，实施该工程的最终目的是（ D ） A定向提取生物体的 DNA 分子 B 定向地对 DNA 分子进行人工“剪切” C在生物体外对 DNA 分子进行改造 D 定向地改造生物的遗传性状 因工程的原理是生物工程中四大主要工程的重点和难点其地位更是由课和操作所以教师应在备课时作充分准备如准备相关的课件通过脑动画来前面的学习已经掌握了不少培养生物新品种的方法杂交育种诱变育种单学习必备 欢迎下载 2、不同物种之间存在生殖隔离，可以打破物种界线进行育种的方式是（ D ） A 诱变育种 B 杂交育种 C 单倍体育种 D 转基因育种 3. 基因工程是在DNA 分子水平上进行设计施工的。 在基因操作的基本步骤中，不进行碱基互补配对的是 （ C ） A人工合成目的基因 B 目的基因与运载体结合 C将目的基因导入受体细胞 D、目的基因的检测和表达 4、 遗传工程技术中常用的质粒其本质是什么分子？一般取自何类生物？ （ C ） A蛋白质 噬菌体 B蛋白质 动物细胞 CDNA 细菌细胞 DDNA 植物细胞 九、板书设计 6.2 基因工程及其应用 基因工程 一、基因工程的原理： 1. 概念 （基因拼接技术或 DNA 重组技术）：按照人们的意愿把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。 2. 工具 ： 剪刀限制性核酸内切酶 针线DNA 连接酶 运载体质粒、动植物病毒 3. 基本步骤： （1）提取目的基因 （2）目的基因与运载体结合 （3）将目的基因导入受体细胞 （4）目的基因的检测和表达 二、基因工程基本操作流程图： 因工程的原理是生物工程中四大主要工程的重点和难点其地位更是由课和操作所以教师应在备课时作充分准备如准备相关的课件通过脑动画来前面的学习已经掌握了不少培养生物新品种的方法杂交育种诱变育种单学习必备 欢迎下载 供体细胞 大肠杆菌 （鸟枪法） （化学合成法） 目的基因 质粒 （同一种限制性核酸内切酶切割， 用 DNA 连接酶） 重组 DNA 分子 受体细胞 目的基因复制和表达（表达产物的检测） 粘性末端 十、教学反思 因工程的原理是生物工程中四大主要工程的重点和难点其地位更是由课和操作所以教师应在备课时作充分准备如准备相关的课件通过脑动画来前面的学习已经掌握了不少培养生物新品种的方法杂交育种诱变育种单