基因工程及其应用-初中-生物-教案

《基因工程及其应用》教案一、教材分析本节课内容是人教版生物必修二第六章第二节内容。这一节主要讲述了基因工程的原理、基因工程的应用以及转基因生物和转基因食品的安全性三个方面的内容。基因工程的原理是学生进入高中以来第一次接触到的生物工程方面的内容，又是生物工程中的重点和难点。为了避免与《现代生物科技专题》模块中基因工程的内容重复，教材没有过多地介绍。二、学情分析基因工程的原理是学生进入高中以来第一次接触到的生物工程方面的内容，又是生物工程中的重点和难点，对于学生来说，理解和接受基因工程比较困难。但是，学生对此并不陌生，不仅通过大众传媒有所了解，市场上销售的食品中，有的也标注了是否含有转基因成分。所以，学生比较感兴趣，有很强的求知欲。三、教学目标（核心素养）（1）生命观通过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。关注转基因生物和转基因食品的安全性，形成技术能改变生物性状的生命观念。（2）科学思维通过对书中插图、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。（3）科学探究动手操作，模拟基因工程的操作步骤和方法，使学生体验参与科学问题的讨论和决策的方法。（4）社会责任通过探讨转基因生物和转基因食品的利弊，培养学生关注科技发展，获取信息和应用信息解决实际问题的能力。四、教学重点和难点：1.重点阐明限制酶和连接酶的作用特点。说出常用的运载体及其特点。2.难点：阐明限制酶和连接酶的作用特点。五、教学方法直观教学、动手操作、小组合作讨论等教学方法。六、教学准备PPt、动画、短视频、制作模型的材料（彩色卡纸、剪刀、针线等）七、课时安排：1课时八、教学过程教学环节教师行为学生行为设计意图导入新授一、情境导入1.展示新闻：美国密苏里大学培育出四只含有荧光水母基因的小猪。2.想一想：这是什么技术？我们开始本节课的学习，基因工程及其应用。二、基因工程的原理1.基因工程的概念基因工程又称基因拼接技术或DNA重组技术。通俗的说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向的改造生物的遗传性状。基因工程概念的理解从以下几个方面介绍基因工程原理：基因重组操作水平：DNA分子水平结果：定向地改造生物的遗传性状，获得人类需要的品种。优点：①克服了远缘杂交不亲和的障碍；②周期短；③目的性强。基因工程的工具基因工程有三大基因的工具，基因的剪刀，基因的针线，运载体。接下来我们逐一进行学习①基因的“剪刀”──限制性核酸内切酶（限制酶）思考：被同一种限制酶切断的几个DNA是否具有相同的黏性末端？②基因的针线——DNA连接酶DNA连接酶可把黏性末端之间的缝隙“缝合”起来，形成一个重组的DNA分子。（位点：磷酸二酯键）进行学生活动：提供彩色卡纸、剪刀、针线等相应材料，学生以小组为单位，动手模拟制作重组DNA分子。③基因的运输工具——运载体介绍常用的运载体及其特点三、基因工程的操作步骤以动画形式展示基因工程整个操作过程：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四、基因工程的应用1.基因工程与作物育种请学生看图描述培育转基因抗虫棉的简要过程。资料分析与表达：资料1：以往，治疗糖尿病的胰岛素是从动物胰腺中提取的，从100千克猪、牛等动物的胰腺只能提取3－4克胰岛素，治疗一个患者需宰杀40－50头牛，其产量之低和价格之高可想而知。资料2：大肠杆菌生长迅速，容易控制。学生阅读提供的资料，想一想，怎么解决资料1中的问题。基因工程与药物研制介绍：将合成的胰岛素基因导入大肠杆菌，每2000L培养液就能产生100g胰岛素！大大降低生产成本!学生思考说出这一应用的优点：能够高效率地生产出各种高质量，低成本的药品。补充介绍转基因抗乙肝西红柿等新型转基因药物。3.环境污染治理展示近来年遭遇污染的照片，引出基因工程做成的“超级细菌”能吞食和分解多种污染环境的物质。转基因生物和转基因食品的安全性学生小组讨论：分析转基因生物与转基因食品的利与弊情景任务：如果你是一个生产基因工程产品的经营者，你将如何向客户解释你的产品，并让他们放心购买？展示国家农业部态度：研究上要大胆，坚持自主创新；推广上要慎重，做到确保安全；管理上要严格，坚持依法监管。六、小结与课堂练习⒈要使目的基因与对应的运载体重组，所需的两种酶是()①限制酶②DNA连接酶③解旋酶④还原酶Ａ．①②Ｂ．③④Ｃ．①④Ｄ．②③2.基因工程的正确操作步骤是（）

①使目的基因与运载体结合②将目的基因导入受体细胞

③检测目的基因的表达是否符合特定性状要求

④提取目的基因Ａ．③②④①Ｂ．②④①③

Ｃ．④①②③Ｄ．③④①②3.基因工程的第一步是把所需的基因从供体细胞内分离出来，这要利用限制性内切酶。一种限制性内切酶能识别DNA分子的GAATTC顺序，切点在G和A之间，这是利用了酶的（）

Ａ．高效性Ｂ．专一性

Ｃ．多样性Ｄ．催化活性易受外界影响

结合实例，回顾相关知识，思考问题。思考基因的剪刀—限制性核酸内切酶的作用特点。学生思考回答认真听讲，做笔记。小组合作动手操作学生认真观察小组合作讨论、回答思考，表达学生讨论、回答复习本节课内容，进行检测，查漏补缺。结合新闻，联系旧知识，引发对本节课内容的思考，激起学生好奇心。启发学生思考。引出基因的剪刀—限制性核酸内切酶的学习。模拟模型构建，加深内容学习。通过讲解和相关的PPT演示，学习基因的剪刀—限制性核酸内切酶，灵活运用知识，培养动手操作能力。结合问题，拓展知识面。讲解基础知识，为接下来的学习奠定知识基础。设置针对性问题，组织讨论。培养小组合作与总结能力，培养表达与交流能力。通过检测题，使学生了解重点和出题形式，帮助学生查漏补缺，活学活用。板书