基因工程及其应用教学设计第二课时

第2节

基因工程及其应用

一、教学目标

1、知识与技能：

（1）简述基因工程的基本原理。

（2）举例说出基因工程在农业、医药等领域的应用。

（3）通过对书中插图、照片等的观察，学会科学的观察方法，培养学生收集和处理科学信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力。

2、过程与方法

（1）通过模拟重组质粒的活动，引导学生主动参与，积极进行交流与合作，从而培养学生对团结、互助和协调的合作精神，训练学生思维的敏捷性、逻辑性，提高学生的自学能力。

（2）通过课件演示基因工程的现实应用，学生能理论联系实际。

3、情感态度和价值观

关注转基因生物和转基因食品的安全性。

二、学情分析

本节内容包括两个主要方面：一是基因工程的基本原理，二是基因工程的应用。对于基因工程的基本原理而言，既是学生进入高中以来第一次接触到的生物工程方面的有关内容，又是生物工程中四大主要工程的重点和难点，其知识内容比较抽象和复杂，属于生物科学中的前沿科学。学生理解和接受起来都十分困难。因此本节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。对于基因工程的应用的教学，重在列举基因工程各种应用的基础上，引导学生讨论基因工程应

用的利与弊。同时，教师也应强调科学技术是一把双刃剑，既可以为人类造福，又可能造成一些负面影响。身为现代公民，应该关注科学技术的发展和影响。

三、教学重点和难点

【教学重点】

(1)基因工程的基本原理。

(2)基因工程的应用。

【教学难点】

(1)基因工程的基本原理。

(2)转基因生物与转基因食品的安全性。

四、教学过程

课前准备

1．学生的学习准备：（1）完成预习学案，初步把握基因工程的原理和方法步骤。

2．教师的教学准备：多媒体课件制作，课堂活动单的制作，模拟小实验的材料。

（一）情景导入、展示目标。

播放利用基因工程技术的最新研究成果——转基因小鼠（会鸟叫）

（内容看课件）

讲述：这种具有鸟性状的小鼠就是一种能定向改造生物的新技术——基因工程下的产物，今天让我们一起探讨基因工程。

（二）本节聚焦：

什么是基因工程？

基因工程的原理是什么？请学生们完成活动一（详见活动单）。

学生独立完成活动一相关内容。

基因工程，又叫基因拼接技术或DNA重组技术。就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰和改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向的改变生物的遗传性状。

教师：基因工程是在分子水平的设计和施工，需要有专门的工具，生物体内有哪些专门的工具呢？

学生小组讨论后，回答：

“基因剪刀”“基因针线”和“基因的运载体”

教师：用类比的方法引导学生思考基因工程的大致步骤和所需要的工具：剪刀、针线、运载体等。并用问题启发学生：“你能想像这种剪刀加针线式的嫁接工作在分子水平的操作，其难度会有多大吗？”

教师：下面以EcoRI为例，以小组为单位，构建重组DNA分子模型，体会基因的剪切、拼接、缝合的道理，并完成活动单相关内容。

用同一种限制性内切酶切割后的DNA片断其末端可以用连接酶来缝合（参考教科书插图6-4）。这样“剪切拼接”就可以形成重组的DNA分子。

提出问题：通过课件演示你对重组DNA的操作有什么新的理解？

学生回答并交流对重组DNA技术的理解。

学生讲述重组质粒的合成过程：剪刀——限制性内切酶（简称限制酶）。它的作用具有特异性特点，即识别特定核苷酸序列，切割特定切点。例如大肠杆菌的EcoRI限制酶能识别GAATTC序列，并在G和A之间切开。剪切的结果是：产生黏性未端（碱基互补配对）。

针线——DNA连接酶。连接的部位：磷酸和脱氧核糖交替连接而构成的DNA骨架上的缺口（梯子的扶手），不是氢键（梯子的踏板）。结果是：把两个来源不同却有相同的黏性未端的DNA连接。

教师：有了基因工程操作的工具后，那么基因工程具体是如何进行操作的呢，

学生根据课本自主学习基因工程的大致步骤：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、目的基因的检测与表达。

学生和教师一起归纳基因工程操作的几个步骤：

第一步：提取目的基因；

第二步：目的基因与运载体的结合；

第三步：将目的基因导入受体细胞；

第四步：目的基因的检测和表达。

思考以下问题：

（1）什么是目的基因？

（2）目的基因能否直接导入受体细胞？

（3）为什么要将重组DNA分子导入受体细胞？

（4）目的基因需要检测与鉴定吗？

（5）切割运载体和目的基因往往是用同一种限制酶还是两种？为什么？

（6）受体细胞有哪些？

学生思考、讨论、回答。（通过观看录像资料学生对基因工程的步骤能够大体了解，对以上的问题能基本回答，但是对具体的操作步骤还不能从生物学角度上很透彻地理解。）

教师：通过以上学习，基因工程的原理是什么？

学生：基因工程的原理是：基因重组。（回到本节聚焦）

教师：基因工程育种与杂交育种、诱变育种相比，主要优点是什么？

学生思考回答：

（1）目的性强，可以定向改变基因，按照人们的需求改变物种，获得人想要的性状；

（2）可克服远缘杂交不亲和的障碍；

育种周期短。

教师用课件展示基因工程在农业、畜牧业、环保等方面的应用，并引导学生思考转基因食品的安全性。

（四）反思总结，当堂检测。

教师组织学生反思总结本节课的主要内容，并完成活动单上的检测反馈。

（五）板书设计

；

（2）可克服远缘杂交不亲和的障碍；

育种周期短。

（四）反思总结，当堂检测。

教师组织学生反思总结本节课的主要内容，并进行当堂检测。（引导学生构建知识网络并对所学内容进行简单的反馈纠正。）

（五）布置作业。P106：基础题1、2、3；拓展题1。

（六）、板书设计