基因工程及其应用教案.doc

基因工程及其应用教案 【教学目标】知识目标掌握基因工程的概念、原理；基因操作的工具及其操作过程。能力目标培养学生分析、推理、归纳、总结的能力。德育目标培养学生实事求是的科学态度从现象到本质的科学的研究方法.【教学重点】基因工程的基本原理，基因操作的工具，基本步骤及其应用。【教学难点】基因工程的基本原理，基因工程的应用及其安全性。【课时安排】1课时【教学过程】一、情境创设提问：各种生物间的性状千差万别这是为什么呢? 引导：生物体的不同性状是通过基因特异性表达而形成的。列举：几种生物的不同性状：够吐出丝；豆科植物的根瘤菌能够固定空气中的氮气；青霉菌能产生对人类有用的抗生素青霉素。 提问：人类能不能改造性状？能不能使本身没有某个性状的生物具有某个特定性状呢？引导：让禾本科植物能够固定空气中的氮气；能否让细菌“吐出”蚕丝；让微生物生产出人的胰岛素、干扰素等珍贵的药物。（这种设想能实现吗？）定向改造生物的新技术基因工程。二、师生互动（1）基因工程的原理指导学生阅读教材P102页第二段，通过提问的方式指导学生找出概念中的关键词语，并让学生理解基因工程概念，引导学生独立完成。最后归纳列表，便于学生的记忆。概念：在生物体外，通过对DNA分子进行人工“剪切”和“拼接”，对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入受体细胞进行无性繁殖，使重组基因在受体细胞内表达，产生出所需要的基因产物。（2）基因操作的工具利用多媒体课件演示抗虫棉培育过程示意图，同时提出讨论问题，进行分组讨论，最后交流讨论结果，教师进行归纳总结。思考：在以上的基因工程培育的过程中，关键步骤或难点是什么？引导：关键步骤的完成过程中都要用到基因操作工具，并使学生形象地记忆“工具”的作用。A基因的剪刀限制性内切酶（简称限制酶）。通过演示多媒体动画，将限制酶的作用过程进行动态演示，使学生理解抽象的知识内容。存在：主要是存在于微生物细胞中。特性：一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的切点切割DNA分子。作用结果：得到具有黏性末端或平末端的DNA片段，如大肠杆菌中的EcoR I，能够专一识别GAATTC的序列，并在G和A之间将这段序列切开。B基因的针线DNA连接酶从DNA的结构入手，利用多媒体动画演示连接酶的连接部位，利用形象的比喻使学生更容易接受和理解。DNA连接酶的作用是在DNA分子的连接过程中，黏合脱氧核糖和磷酸之间的缺口，即将由同一种限制酶切割后的黏性末端（碱基互补）的脱氧核糖和磷酸连接起来。C基困的运输工具运载体对于运载体的教学，应使学生形象地理解运载体的作用、种类及其所具备的条件。目前常用的运载体有质粒、噬菌体、动植物病毒等。其中，质粒存在于细菌及酵母菌等生物中，是拟核或细胞核外能够自我复制的很小的环状DNA分子。学习完这些操作工具后，再来看看现有的基因工程的成果，大家一起思考下这些工具到底怎样操作才能完成基因工程的过程呢？归纳：请学生写出基因工程操作的基本步骤和操作过程。总结： 基本步骤：剪切拼接导入表达 操作过程：提取目的基因目的基因与运载体结合目的基因导入受体目的基因检测与鉴定 (3)基因工程的应用。基因工程与作物育种作物育种：人们利用基因工程的方法获得了转基因抗虫棉，耐贮存的番茄，耐盐碱的棉花，抗除草剂的玉米、油菜、大豆等。抗虫基因作物的使用，不仅减少了农药的用量，大大降低了生产成本，而且还减少了农药对环境的污染。基因工程与药物研制利用基因工程生产的药物有胰岛素、干扰素、白细胞介素、溶血栓剂、凝血因子，以及预防乙肝、霍乱、伤寒、疟疾的疫苗等。基因工程生产药品的优点是效率高、成本低、品质好。 转基因生物和转基因食品的安全性转基因生物和转基因食品的优点：解决粮食短缺问题；减少农药使用，从而减少环境污染；节省生产成本，降低粮食售价；增加粮食营养，提高附加价值；增加食物种类，提升食物品质；促进生产效率，带动相关产业发展。转基因生物和转基因食品的缺点：可能产生新毒素和新过敏原，可能产生抗除草剂的杂草，可能使疾病的散播跨越物种障碍，可能威胁其他生物的生存，可能干扰生态系统的稳定性。三、板书设计一、基因工程的原理基因工程的别名操作对象操作水平原理操作环境结果（目的）基因拼接技术或DNA重组技术基因DNA分子水平基因重组生物体外定向地改造生物的遗传性状二、基因