基因工程及其应用课时教案

基因工程及其应用

一、教学目标

1.知识与技能

阐述基因工程的原理;

简述基因工程的操作工具;

举例说明基因工程的操作过程。

2.过程与方法

通过模型建构的方式模拟限制酶的作用过程和基因工程的操作过程,培养学生动手操作能力和合作意识; 3.情感态度与价值观

关注基因工程在生产和生活中的应用,以及科学技术对生活带来的影响。

二、学情分析

高一的学生，思维逻辑性已初步建立，且对转基因技术的应用十分感兴趣,这为本节课的学习奠定了良好基础。此前,学生对基因的本质、酶的特点和基因的表达比较熟悉,这为本节内容的学习奠定了一定的知识基础。但是,有关基因工程的原理,知识的理论性强,抽象难懂,是教学的重点和难点。因此,

宜采用模型建构活动及采用多媒体动画形象化教学加以引导,直观展示,

通过教师的重点指引和难点突破，帮助学生完成从对知识的初步认识和理解升华到对知识的综合理解和应用，从而培养相应的能力和素养。

三、教学重难点

1.教学重点

基因工程的原理; 基因工程的工具

2.教学难点

基因工程的原理; 基因工程的操作过程

四、教学过程

4.1第一学时

4.1.1教学活动

活动1：【导入】（1）创设情境，导入新课

回顾第五章人类遗传病知识点，引导学生回忆多基因遗传病有哪些？进而提出如果患了糖尿病怎么办？引出胰岛素，介绍胰岛素是由人的胰岛素基因控制合成的蛋白质，以前注射用的胰岛素是从猪的胰腺中提取的，产量低而且猪的胰岛素和人的胰岛素的一个氨基酸还不同，有些人用了之后会产生过敏反应，所以有人就想能不能直接生产人的胰岛素呢？有科学家突发奇想，细菌量很多而且繁殖快，用细菌来生成胰岛素行不行呢？事实上，科学家们已经成功地利用大肠杆菌生产出了人的胰岛素，那科学家是怎么做的呢？如果你是科学家你会怎么做呢？请和小组同学间相互讨论一下。引导学生,根据已有知识进行大胆的猜想，在此基础上提出问题：如何将人的胰岛素基因提取出来？引导学生阅读教材找出工具——基因的“剪刀”

活动2：课件展示，探究限制酶的作用特点

结合自主学习,介绍限制酶的名称及特点，指出现在发现的限制酶有4000多种，每种酶识别的序列及切割的位点都不同，体现出了酶的专一性。然后动画展示限制酶切割DNA分子片段的过程,直观演示限制酶的作用过程，指导学生识别黏性末端的结构。介绍EcoRⅠ限制酶识别序列和切割位点。指导学生以小组的形式,动手模拟EcoRⅠ限制酶对DNA分子进行剪切的过程。

剪切完成后找学生展示成果,并引导学生分析用同种限制酶DNA分子切割后产生的黏性末端有何特点,以此总结:用同种限制酶对不同DNA分子进行切割,可以产生相同的黏性末端

活动3：

创设问题情境，分析运载体的特点

了解了限制酶的作用后,引导学生思考:如何才能将人的胰岛素基因导入大肠杆菌细胞?最常用的运载体是什么?PPT展示质粒的定义及相关图片 ,进行设问:质粒若要对目的基因进行运输,必须与其结合,如何才能使质粒与目的基因进行结合呢?在此基础上,继续设问:如何判断质粒是否将目的基因导入受体细胞?引导学生观察大肠杆菌抗菌素抗性基因的图片。结合学生的回答,总结质粒的特点。

能在宿主细胞内稳定存在并进行自主复制

将目的基因进行扩增

具有一至多个酶切位点

利于与目的基因进行结合

具有某些标记基因

利于对目的基因是否导入受体细胞进行检测

活动4：创设问题情境，分析DNA连接酶的特点

继续引导学生思考:如何才能将人的胰岛素基因与运载体连接呢?从而顺势引出DNA连接酶的作用。通过动画直观演示DNA连接酶的作用过程,引导学生分析,DNA连接酶连接的是什么化学键,并进行总结。指导学生以小组的形式,动手构建重组质粒。

活动5：自主学习，总结基因工程的操作步骤。

在前面学习活动的基础上,指导学生阅读教材103页及图6-6,尝试总结基因工程操作的基本步骤。即提取目的基因、目的基因与运载体结合、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。

小结：

本节课主要学习了基因工程的工具和操作步骤，现在有没有同学能总结一下什么是基因工程？

基因工程的定义

按照人们的意愿,将一种生物的某种基因提取出来,加以修饰改造,放入另一种生物的细胞内,定向的改造生物的遗传性状。

基因工程的原理: 基因重组

活动6：【随堂练习】

⒈要使目的基因与对应的运载体重组，所需的两种酶是（ ）

①限制酶

②连接酶

③解旋酶

④还原酶

Ａ．①②

Ｂ．③④

Ｃ．①④

Ｄ．②③

2、DNA连接酶的作用是：（

）

A.子链和母链之间形成氢键

B.黏性末端之间形成氢键

C.两个DNA末端间的缝隙连接

D.A、B、C都对

3实施基因工程的第一步的一种方法是把所需的基因从供体细胞内分离出来，这要利用限制性内切酶。一种限制性内切酶能识别ＤＮＡ分子的ＧＡＡＴＴＣ顺序，切点在Ｇ和Ａ之间，这是利用了酶的（

）

Ａ．高效性

Ｂ．专一性

Ｃ．多样性

Ｄ．催化活性易受外界影响

4、基因“剪刀”是__________ ，

基因的“针线”是__________ ，

基因的“运载工具”有__________。

5、基因工程的正确操作步骤是（

）

①使目的基因与运载体结合

②将目的基因导入受体细胞

③检测目的基因的表达是否符合特定性状要求

④提取目的基因

A.

③ ② ④ ①

B. ②

④

①

③

C. ④ ①

②

③

D. ③

④

①

②

6、假如用限制酶EcoRI处理以下的DNA序列，会产生几个片段？请先写出以下DNA序列的互补链并标出酶切位点

GACTGATTGGCCTTAAGCTCGA

活动7【作业】课后作业

上网查阅资料，分析人类应如何对待转基因生物和转基因食品的安全性问题？