【教学设计】《基因工程及其应用》（人教）.docx

基因工程及其应用甘肃省高台一中罗福海老师 教材分析本节在学习生物遗传变异的基础知识、了解遗传变异基本规律的基础上，而且生物育种知识是高中生物新课程教学中的重点知识，该知识内容不仅是必修的学习主线之一，还与选修现代生物科技专题中的基因工程专题有密切的联系，进一步引导学生认识遗传学的知识是怎样用于指导生产实践、提高和改善生产技术，最大限度地满足人类不断增长的物质需要的，通过该内容的分析学习，还可以训练学生的各方面能力。 教学目标【知识与能力目标】、简述基因工程的基本原理；、举例说出基因工程在农业、医药等领域的应用。【过程与方法目标】、利用课本以外的资料和信息解决课内学习中发现的问题，培养自主学习能力；、通过制作模型的活动来模拟基因工程的操作过程，使学生在理解步骤的同时，切身体会基因工程的主要过程；、收集基因工程所取得的成果以及发展前景；、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。【情感态度价值观目标】、关注转基因生物和转基因食品的安全性；、进行角色扮演，使学生体验参与社会问题的讨论和决策的方法；、通过学习了解我国基因工程的发展前景及成果，激发学生对于生物知识的兴趣，开阔学生的思路，养成学生的爱国主义热情，树立在学习上努力刻苦的决心。 教学重难点【教学重点】、基因工程的基本原理；、基因工程的安全性问题。【教学难点】、基因工程的基本原理；、转基因生物与转基因食品的安全性。 课前准备 、多媒体课件；、学生完成相应预习内容；、学生课前查阅相关背景资料，搜集有关资料。 教学过程【课题导入】说说杂交育种和诱变育种的特点。学生发现传统育种的方法一般只能在同种生物中进行，很难将一种生物的优良性状，移植到另一种生物身上。展示热点聚焦：黄金大米引出基因工程。【独立自学】阅读教材 ，解决以下问题： 、什么叫基因工程?、基因工程是在什么水平上操作的？ 、基因工程的原理？ 、基因工程最基本的工具是什么? 【引导探究】、基因的”剪刀” 名称：限制性核酸内切酶 (限制酶)名称的由来：在生物体内有一类酶，它们能将外来的切断，即能够限制异源的侵入并使之失去活力，但对自身的却无损害。这种酶是从分子内部切断的，因此，这种酶称做限制性核酸内切酶。 来源:主要存在于微生物种类:已发现多种特点:专一性即能识别特定的核苷酸序列，并能在特定位点上切割 作用于: 磷酸二酯键【介绍】限制性核酸内切酶通常能识别个碱基长度的特定序列，并能以特定的模式剪切链。一般来说，被识别的序列是回文序列。这种序列的特点是，当从左右两端分别阅读这段双链的碱基序列时，双链上的碱基序列是相同的。 按照切割的方式，限制性核酸内切酶可以分为错位切和平切两种，它们分别产生黏性末端和平末端。思考：被同一种限制酶切断的几个是否具有相同的黏性末端？不同的限制酶呢？ .基因的针线连接酶 （）作用的对象：两个具有相同黏性末端的片段。 （）作用位置：脱氧核糖与磷酸间的缺口 （磷酸二酯键）。 （）作用结果：形成磷酸二酯键，形成重组。.基因的运输工具运载体 质疑：目的基因(如人胰岛素基因)怎样才能导入受体细胞(如大肠杆菌细胞)？ 引出运载体常用的运载体：（）质粒（细菌和酵母菌）（）噬菌体（）动植物病毒运载体的作用：将外源目的基因送入受体细胞，并在受体细胞内使目的基因进行大量复制 思考：运载体应该具有什么特点呢? 、能够在宿主细胞内复制并稳定保存并大量复制； 、具有多个限制酶切点以便与外源基因相连； 、具有标记基因， 便于进行筛选。 【介绍】质粒的结构与特点： 其中质粒存在于许多细菌和酵母菌等生物中,是一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核之外，并具有自我复制能力的双链环状分子；质粒分子上有一个至多个限制酶切割位点，供外源片段插入其中；携带外源片段的质粒进入受体细胞后，停留在细胞中进行自我复制，或整合到受体细胞染色体上，随其进行同步复制，质粒分子上有特殊的标记基因，供重组鉴定和选择。学生活动：运用基因工程的概念和介绍的工具用文字描述其培育黄金大米的的简要过程【教师引导】结合课本的图示模拟一下黄金大米的培育过程！(即让学生理解基因工程操作的基本步骤)【引导探究】基因工程基本操作步骤、提取目的基因将需要的基因从供体生物的细胞内提取出来。目前被较广泛提取使用的目的基因有：苏云金杆菌抗虫基因、人胰岛素基因、人干扰素基因、植物抗病基因等。、目的基因与运载体结合用与提取目的基因相同的限制酶切割质粒使之出现一个切口，将目的基因插入切口处，让目的基因的黏性末端与切口上的黏性末端互补配对后，在连接酶的作用下连接形成重组分子。、将目的基因导入受体细胞要让目的基因表达，必须将它导入受体细胞并进行扩增。为获得目的基因的表达产物时，通常以大肠杆菌等无害易得的细菌为受体。、目的基因的检测和鉴定目的基因导入受体细胞后，是否可以稳定维持和表达其中的遗传特性，只有通过检测和鉴定得知。如何操作？【独立自学】阅读教材 ，解决以下问题：、基因工程在农业上的应用主要表现在哪些方面?、基因工程在医药卫生、食品工业的应用？（）基因工程在农业上的应用作物育种获得高产、稳产和具有优良品质的农作物和具有抗逆性的作物新品种。（）基因工程在药物研制的应用【思考】转基因食品的安全性安全观点：、转基因食品与非转基因食品的构成是一样的；、减少农药使用、减少环境污染；、节省生产成本，降低粮食售价；、增加食品营养、提高食品产量等。反对派的观点一英国科学家声称，转基因马铃薯会减弱老鼠免疫系统功能；美国康乃尔大学也发现，转基因玉米会危害蝴蝶幼虫及其相关生态环境。不