基因工程及其应用教学设计(第一课时)

第二节

基因工程及其应用

教学设计

一、教学分析

（一） 教材分析

基因工程是现代四大生物工程之一。《基因工程及其应用》是人教版高中生物必修2第6章第2节内容。

第1部分的内容是“基因工程的原理”，主要让学生认识、了解基本工程的基本概念、基因工程的工具、基因工程的基本操作步骤等基本原理。遵循学生的认知规律，先分别介绍几种“工具

”，再简要介绍基因工程的连续过程。通过图片展示和视频导入激发学生学习兴趣，引入基因工程的概念。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准备充分，如准备相关的课件通过电脑动画来表现这一动态过程，并安排掌握制作相关模型的活动来模拟基因工程的“剪、拼、接、转”的主要过程。第2部分的内容是基因工程的成果与发展前景，属于基因工程的实际应用问题，本节课时的教学可以打破原有的教学模式，尝试让学生在课前先进行相关准备，利用网络和图书进行信息的收集和处理。重点引导学生讨论基因工程应用的利与弊，关注转基因食品和转基因生物安全性问题，引导学生用正确的方法来收集有用信息的能力。本节课的侧重点是基因工程的原理和大致过程上，在教学深度的把握上应定位在学生了解基因工程的过程和方法，而不必引入过多的专业术语和详细的操作技术，语言力求形象生动，避免不适当的扩展，增加深度和难度。

（二） 学情分析

对于基因操作的工具和基本步骤，内容抽象和复杂，学生接触少，会出现掌握不好，甚至理解错误的情况。虽然经过必修1的学习，学生的生物基础知识较扎实，思维的目的性、连续性和逻辑性已初步建立。但基因工程一节对学生来说难点较多，如果处理不好，会变成简单的死记硬背。因此在教学过程中，尽量通过老师生活化打比喻的方式和模型建构活动及采用多媒体动画形象化教学，并在教师引导下适时加强学生解决问题和运用图解等生物学语言归纳结论等方面的能力。

（三） 教学重难点

（1）教学重点：基因工程的基本原理（概念、工具、操作步骤）

（2）教学难点：基因工程的基本原理

二、教学目标

（1）知识性目标： a、简述基因工程的基本概念；

b、简述基因工程的基本工具；

c、简述基因工程的基本操作步骤；

（2）能力性目标：通过多媒体课件展示和动手构建DNA模型，培养学生观察能力、动手实践能力。

（3）情感目标：

a、通过基因工程的简介，鼓励学生积极探索新知和科学创新；

b、通过讨论交流、动手实践培养学生的合作精神，体验“自主互助学习型课堂”所带来的乐趣。

三、教学策略与手段

根据激趣原则，通过展示有关转基因生物的新闻，引出基因工程的概念，采取“引导—互动—探究”模式，即采用师生互动探究式教学，借助老师生活化打比喻和多媒体动画从而使抽象的课程内容具体化，直观化和形象化。

四、教学设计流程图

引入新课：展示有关转基因生物的新闻

设疑，讨论，简单介绍“转基因小牛”的产生

引出“基因工程”的概念

引出并用类比方法介绍基因工程的基本工具：剪刀、针线、运载体

学生活动：探究并分组合作构建重组DNA分子模型，理解工具酶的作用

师生活动：通过动画课件展示基因工程操作的基本步骤，师生归纳基因工程操作的“四步曲”，

学生阅读课本，小组讨论，搜集有关基因工程应用的信息

总结再现本节课的知识并布置学生课外收集基因工程的应用相关资料

课堂练习和作业布置（课外探究）

五、教学过程 教学步骤环节

教师的组织和引导

（教学内容的呈现）

教学过程预设

学生活动

（学习活动的设计）

设计意图

一、情境导入

多媒体展示有关“产胰岛素的 转基因小牛”的新闻，引出本 节课题：我们经常挂在嘴边的学生欣赏，惊讶

“转基因”就是我们这节课要 讲的——

引出课题--《第2节

基因工程及其应用》

设问：什么叫基因工程？

学生观看视频，思考总结“如何将人的胰岛素 利用课外资料吸引学生的注意力，引起学生的兴趣，同时培养学生的观察能力和总结能力。

培养学生的分析能力

通过展示问题‘引导学生讨论、交流从而培养学生分析问题的能力和归纳总结能力。

打比方使内容通俗化、形象化，利于（从原理、操作水平、产生结基因转入大肠杆菌体内果方面理解概念）（打比方）

呢？”

过渡：现在要实现三色紫罗兰 的蓝色素基因在白玫瑰体细 胞内表达从而获得相应性状， 我们该怎么做呢？（打比方）

阅读教材，寻找答案，回答

二、新课讲授

提供的材料：1、一段含有三（一）基因工色紫罗兰蓝色素基因的DNA程的概念

片段

2、受体细胞-----白玫瑰体细 胞

归纳：用基因工程培育蓝色妖 姬的关键步骤和需要的工具

（二）基因工程操作的基本工具

1.基因剪刀（分子手术刀）--限制性核酸内切酶（打比方）

学生理解

通过展示问题‘引导学生讨论、交流从而培养学生分析问题的能力和归纳总结能力。

引出实施基因工程的三种“金相互讨论、交流用基因刚钻儿”的学习。

工程培育蓝色妖姬的关键步骤和需要的工具

探究1：限制酶的功能特点中 指出两个“特定”，

这两个“特定”指什么？

探究2：限制酶切割的是两个 脱氧核苷酸分子的什么部位？

（简称：限制提问：限制酶切割DNA分子 酶）

2.“基因针后产生什么结果？

（以ECOR1限制酶为例演示）

阅读课文，回答并举例说明。

探究3：用同种限制酶切割的 DNA末端需要用什么酶连接缝合呢？

思考：DNA连接酶连接的是思考回答

线”——DNA连接酶

3.“基因运输两个脱氧核苷酸分子的什么部位？

学生观察，理解

利用插图，结合阅读课本，归纳载体必须具备条件的认识，培养学生归纳总结能力，从而加过渡：通过讨论，我们知道基 因剪刀—限制酶切割目的基学生回答

学生思考，回答

工具”

——

因，并通过基因针线--DNA运载体

连接酶将来源不同的两个基因连接起来，但是目的基因(如 人的胰岛素基因)怎样才能导入受体细胞(如大肠杆菌细胞)？

学生观察，找出质粒的深学生的记忆。

结构特点，总结充当运载体的条件

激发学生的兴趣，活跃课堂气氛，体现基础知识的准确运用，在运用中加深对基础知识的深层次理解，同时加强学生的合作精神

加深学生印象

提问：常用的运载体有哪些？

展示质粒的结构模式图，介绍

探究4：充当运载体应该具有 什么特点？

过渡：基因工程给科学插上想 象的翅膀能帮助我们实现很学生回答

多美好梦想，那么基因工程具

（三）基因工程操作的基本步骤

体是如何进行操作的呢？

播放基因工程操作的基本步骤的动画

归纳基因工程操作的基本步骤(四步曲)：1.目的基因的提取

2.目的基因与运载体结合

3.目的基因导入受体细胞

4.目的基因的检测与表达

学生回答

学生观看，思考归纳

带着问题观看印象更深刻。

考查和培养学生的知识应用能力

培养学生归纳总结的能力，及时巩固所学知识

设疑：基因工程在实际应用领 域中有何发展前景？阅读课本并收集基因工程的应用相关资料。

小结：总结归纳本节核心内

学生阅读，小组讨论

（四）结课

容：基因工程的工具，基因工

程的操作步骤。

反馈练习

布置作业

学生归纳总结

主要特点与创新

自我反思

本节课采用了引导探究式的教学模式，通过教师创设自主合作的学习情景，激发学生的学习积极性，活跃学生的思维。使教师由单纯的信息表达者转变成信息的加工者、组织者，处于主导地位；学生也由被动地接受知识转变成学习的主体，通过自己的观察和思考以及动手操作，主动获取知识。并通过老师的生活化打比喻，这样在课堂教学过程中，通过师生互动、生生互动，活跃了课堂气氛，从而落实了新课改的理念。

六、作业设计（课外探究）

搜集资料，探究转基因生物及转基因食品的安全

七、板书设计

第6章 第2节

基因工程及其应用—基因工程的原理

（一）基因工程的概念

（二）基因工程的操作工具

1.基因剪刀—限制酶

2.基因针线—DNA连接酶

3. 基因运载工具—运载体

（三）

基因工程操作步骤（四步曲）

（四）

基因工程的应用