基因工程及其应用教学设计

1、第2节 基因工程及其应用孝义三中 高一生物组 张文一、 教材内容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。本节内容主要包括三个方面，分两课时讲授。第1课时简要介绍“基因工程的原理”，第2课时介绍 “基因工程的应用”及“转基因生物和转基因食品平安性”。 本节内容是对前面所学育种内容的补充，是即贴近生活又远离生活的微观内容。由于在选修3中还有基因工程的介绍，因此本节的要求相对简洁一些。二、 学情分析对于基因操作的工具和基本步骤，内容抽象和简单，同学接触少，会消灭把握不好，甚至理解错误的状况。虽然经过必修1的学习，同学的生物基础学问较扎实，思维的目的

2、性、连续性和规律性已初步建立。但基因工程一节对同学来说难点较多，假如处理不好，会变成简洁的死记硬背。因此在教学过程中，尽量通过生活化打比方的方式和模型建构活动及接受多媒体动画形象化教学，并在老师引导下适时加强同学解决问题和运用图解等生物学语言归纳结论等方面的力量。切记不行讲的太多。三、 教学目标1、简述基因工程的基本概念；2、简述基因工程的基本工具；3、简述基因工程的基本操作步骤；4、通过基因工程的简介，鼓舞同学乐观探究新知和科学创新，树立一分为二的辩证唯物主义思想；四、教学重点、难点分析教学重点：基因工程的基本原理（概念、工具、操作步骤）教学难点： 基因工程的基本原理五、 教学思路本节课主要

3、解决如下几个问题：1）什么是基因工程？2）基因工程的主要原理是什么？3）基因工程的操作过程如何？4）基因工程有哪些方面的应用？如何看待转基因食品？由于本节内容和前面的育种内容联系比较紧密，因此可以让同学回顾前面几种育种方法的成果，再通过情景呈现传统育种方法所不能达到的地方，进而引出基因工程，通过列举生活中的转基因成果让同学知道基因工程就在我们身边。而后通过与同学们所熟知的器官移植做对比，让同学理解基因工程的本质和操作过程。通过对转基因食品的争辩让同学树立辩证唯物主义观念。六教学策略及教学媒体依据激趣原则，通过呈现颜色绚丽的转基因生物图片入手，引出基因工程的概念，实行“引导互动探究”模式，即接受

4、师生互动探究式教学，借助老师生活化打比方和多媒体动画并支配同学制作模型活动从而使抽象的课程内容具体化，直观化和形象化。七、 教学设计流程图 第1课时 “基因工程的原理”引入新课：呈现常规育种的成果和颜色绚丽的转基因生物、导入设疑，争辩，简洁介绍“抗虫棉”的产生引出“基因工程”的概念师生活动：探讨培育“抗虫棉”的具体过程并归纳出培育“抗虫棉”的关键步骤（生活化设喻），并引出并用类比方法介绍基因工程的基本工具：剪刀、针线、运载体师生活动：通过动画课件呈现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”，并引导同学分析如何获得“抗虫棉”的过程，加强基因工程操作过程的理解应用总结再现本节课的学

5、问并布置同学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）八、教学过程教学过程预设教学步骤环节老师的组织和引导（教学内容的呈现）同学活动（学习活动的设计）设计意图一、情境导入二、新课讲授（一）基因工程的概念（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（简称：限制酶）2.“基因针线”DNA连接酶3.“基因运输工具” 运载体（三）基因工程操作的基本步骤（四）结课回顾：常规育种有哪些成果？情景：虫害会严峻影响棉花的产量，但自然界的棉花都不具备抗虫的特性，请你设计一种育种方法解决这一问题。多媒体逐一出示颜色绚丽的转基因生物图片设问：在生活中大家亲眼见过这些生物

6、吗？其实前面大家看到的生物可以通过基因工程实现，基因工程给科学插上想象的翅膀，引出课题-第2节 基因工程及其应用问题：什么叫基因工程？（从原理、操作水平、产生结果方面理解概念）（打比方）取出优秀基因“剪切”“拼接”表达甲生物新类型新的生物产品乙生物就像器官移植一样，只不过一个是从个体到个体，另一个是从细胞到细胞。要实现这一目标，应当解决哪些问题？呈现问题：（1）如何获得目的基因？（2）如何将目的基因导入受体细胞？（3）目的基因是否表达？基因工程操作的基本工具：1在生物学上作为猎取目的基因的“剪刀”是什么？【老师讲解】限制酶主要来自细菌等微生物体。由于微生物简洁受到外源DNA的干扰，而限制酶可以

7、切除这些外源DNA，使其失活，是对自身生存的一种爱护。EcoR只是已知多种限制酶中的一种。EcoR是一种从细菌中发觉的能在特定位置上切割DNA分子的酶，其特定的识别序列是GAATTC，特定的切点是在G和A之间。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DNA分子后产生什么结果？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？2.“基因针线”DNA连接酶思考：DNA连接酶连接的是两个脱氧核苷酸分子的什么部位？连接的部位：磷酸二酯键（梯子的扶手），不是氢键（梯子的踏板）。结果：两个相同的黏性未端的连接过渡：通过争辩，我们知道基因剪刀限制酶切割

8、目的基因，并通过基因针线-DNA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)？3.“基因运输工具” 运载体提问：常用的运载体有哪些？呈现质粒的结构模式图，介绍探究4：充当运载体应当具有什么特点？作用：将外源基因送入受体细胞。具备的条件：能在宿主细胞内复制并稳定地保存；具有多个限制酶切点；具有某些标记基因。 种类：质粒、噬菌体和动植物病毒。问题：那么基因工程具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）提取目的基因 目的基因的提取途径：两条，一条是从供体细胞的DNA中直接分别基因；

9、另一种是人工合成基因。（2）目的基因与运载体结合（以质粒为运载体）。目的基因与运载体结合的结果可能有三种状况：目的基因与目的基因结合，质粒与质粒结合，目的基因与质粒结合。（3）将目的基因导入受体细胞。 导入方法：借鉴细菌或病毒侵染细胞的途径。 导入过程：运载体为质粒，受体细胞为细菌。（4）目的基因的检测和表达检测：通过检测标记基因的有无，来推断目的基因是否导入。表达：通过特定性状的产生与否来确定目的基因是否表达。探究5：请大家依据基因工程操作的基本步骤(四步曲)，设计如何获得“抗虫棉”？设问：请一位同学总结今日的课堂内容。设疑：基因工程在实际应用领域中有何进展前景？请大家在课外查阅或上网收集基

10、因工程的应用相关资料。反馈练习布置作业个别提问回答。争辩，疑问？同学观赏，惊异同学思考总结“抗虫棉”是怎样产的？”阅读教材，查找答案，回答相互争辩、沟通用基因工程关键步骤和需要的工具阅读课文，回答并举例说明。思考回答同学观看，理解同学动手实践，呈现成果同学回答同学思考，回答培育同学的分析力量利用课外资料吸引同学的留意力，引起同学的爱好，同时培育同学的观看力量和总结力量。通过呈现问题引导同学争辩、沟通从而培育同学分析问题的力量和归纳总结力量。打比方使内容通俗化、形象化，利于同学理解通过呈现问题引导同学争辩、沟通从而培育同学分析问题的力量和归纳总结力量。通过同学自己动手，激起同学的爱好，同时更加直

11、观的了解学问，加深对学问的理解。利用插图，结合阅读课本，归纳载体必需具备条件的生疏，培育同学归纳总结力量，从而加深同学的记忆。激发同学的爱好，活跃课堂气氛，体现基础学问的精确运用，在运用中加深对基础学问的深层次理解，同时加强同学的合作精神九、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（第1课时）（一）基因工程的概念（原理、操作水平、产生结果）（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）十、教学评价：1） 奇妙布置预习作业，化“简单”为“简约”。由于基因工程内容上的“高”与“新”，处理不好，会提高学习难度，令同学视高科技为畏途，致使教学流于形式。所以在课前以同学较为生疏的转基因抗虫棉的培育过程案例为预习作业，使同学首先从整体上了解基因工程的四个步骤，起到了突破难点及培育自学力量的目的。2）奇妙运用插图及多媒体技术，化“抽象”为“形象”。对于基因工程，同学接触得少，只运用文字来教学会感到很抽象。如在讲授如何构建基因文库时，老师会供应一幅格外形象的插图，结合图文提出相应问题，诱导同学思考，从而把学习的留意力从简洁的死记硬背引导到分析、批判、创新等有利于同学终身进展的力