人教版《基因工程的基本操作程序》教学设计1

“基因工程的基本操作程序”一节的教学设计

1教材分析

《基因工程的基本操作程序》是人教版选修3专题1基因工程中第2节内容，本

节是《基因工程》专题的核心，上承《DXA重组技术的基本工具》一节，下接《基因工程的

应用》。

对于基因工程，学生接触得很少，文字描述中会感到抽象，为此，教材中采用形象化得呈

现方式简述了基因工程基本操作程序的四个步骤。例如，基因文库中把基因组文库比作国家

图书馆，而把cDNA文库比作某市图书馆，这样便于学生理解和掌握。此外，在教材处理中

还呈现主干，割舍枝杈，将非主干内容以《生物技术资料卡》、《拓展视野》等方式呈现，做

到有主有次。【1】

2学情分析

学生经过上一节的学习已经掌握DNA重组技术所需三种基本工具的作用及基因工程载体所

需条件等知识，具备学习基因工程的基本操作程序•节的其础:而且经过•年必修教材的学

习，学生的生物基础知识较扎实，思维的目的性、连续性和逻辑性已初步建立。但基因工程

一节对学生来说难点较多，如果处理不好，会变成简单的死记硬背。因此在教学过程中，应

在教师引导下适时加强学生解决问题和运用概念图等生物学语言归纳结论等方面的能力。

3教学目标

3.1知识目标

⑴简述基础理论研究和技术进步催化了基因工程

⑵简述基因工程的原理和基本步骤

3.2能力目标

⑴学会运用概念图总结基因工程的基本步骤及方法

⑵尝试运用基因工程原理，提出解决某一实际问题的方案

3.3情感态度与价值观

⑴关注基因工程的发展

⑵认同基因工程的应用促进生产力的提高

4教学重点与难点

4.1教学重点基因工程基本操作程序的四个步骤

4.2教学难点

⑴从基因文库中获取目的基因

⑵利用PCR技术扩增目的基因

5教学整体思路

采用从“整体-部分-整体”的教学思路，首先引用基因工程案例使学生从整体上了解基因工

程的四个步骤，其次采用分步探究的形式帮助学生理解各个步骤的原理、方法和过程，最后

教师引导学生用概念图将所学的知识从整体上再次整合。【2】

6教学过程

教学环节

教师行为学生

活动

1）出示我国有知

识产权的转基

导入新课因抗虫棉的培看图并回答：首

育图解先要获得目的基

2)质疑：转基因因，其次将目的

抗虫棉培育的四基因连接到Ti质

个关键步骤粒上，再次将重

3)根据学生回答组的Ti质粒导入

补充还需检测抗受体细胞，最后

虫基因是否已经要重建转基因植

进入棉花植株，物

并由此引出基因看图并回答：首

工程的四部曲先要获得目的基

3)根据学生回答因，其次将目的

补充还需检测基因连接到Ti质

抗虫基因是否粒上，再次将重

已经进入棉花组的Ti质粒导入

植株，并由此引受体细胞，最后

出基因工程的要重建转基因植

四部曲物

看图并回答：首

先要获得目的基

因，其次将目的

基因连接到Ti质

粒上，再次将重

组的Ti质粒导入

受体细胞，最后

要重建转基因植

物

1)提问转基因抗回忆旧知识并回

虫棉培育需要答

哪些工具

2)讲授目的基因看书并回答：从

的概念自然界已有的物

3)指导学生看种中分离和人工

书并质疑：获合成

取目的基因总

的来说有哪两

种方式

4)根据学生回思考并回答：先

答强调如果已获取苏云金芽泡

知抗虫基因核杆菌的全部基

甘酸序列且序因，再从中提取

目的基因的获取列较短小，可抗虫基因

通过DNA合成仪

直接进行人工

合成

5)质疑：如果

对抗虫基因的

碱基序列完全

不知，怎样才思考并回答：操

能得到苏云金作条件：对目的

芽抱杆菌体内基因序列未知

的抗虫基因应用工具：限制

6)针对学生回答性内切酶、DNA

引出些因文摩连接胸、载体

概念过程：从基因组

7)指导学生看图中提取DNA-酶

并归纳构建基切、纯化一与载

因文库时的操体连接一侵染大

作条件、应用工肠杆菌一建立基

具和过程因组文库

iA体N*

1南化

教学环节ML1MM

[&幢UimbAann

C.1.，因・片•■AKcm

1"AH0

fT••体

TTT依斯回答：只

电含一种生物部

■1■!1.令泮困的文库

8)对学生回答

给与肯定并强

调构建基因组

文库时应注意

目的基因的获取两点：1每个受看书并回答：提

体菌DNA分子都取某种生物发育

包含一段不同某个时期的mRNA

的外源DNA片一反转录成互补

段：2本方法适DNA-与载体连

用于获取原核接一侵染大肠杆

细胞的基因菌f建立部分基

9)指导学生看因文库

书，说出部分

基因文库

(cDNA)概念

10)

教师补充如学生活动

想知道一•种生看书并回答：模

细胞内DNA复制

的异同

1)引出基因表达

载体的构建是

基因二程的核思考并回答：1

心及构建基因该方法针对性

表达我体的意差，完全靠运气

义2不方便检测，

基因表达载体的构建2)质疑：将生无法确定目的基

物的所有DNA直因是否导入受体

接导入受体细细胞

胞是否可行，

如果这样做，

结果怎样

3)提问：回忆

载体需要具备讨论并回答：启

的条件动子和终止子，

4)根据学生回它们分别位于目

答引巴基因表的基因的两侧

达载体也应具

备复制原点、标

记基因等条件，思考并回答：复

进一步明确基制原点：控制更

因表达载体最制起始的位点；

终要表达出人抗性基因：检测

类所需的蛋白目的基因是否导

质产物入受体细胞；

5)质疑：从cDNA多个限制施切

文库中获取的点：目的基因插

目的基因没有入：

启动子，如果启动子：位于基

要实现将编码因首端：是RNA

序列导入受体聚合酶识别和结

生物中并成功合位点，驱动基

表达，基因表因转录出mRNA,

达载体还需哪最终获得蛋白

些元件质；

6)提问：总结基因终止子：转录在

表达载体构成，所需地方停下来

并说明各个元终止子：转录在

件的作用所需地方停下来

6)提问：总结基因

表达载体构成，

并说明各个元

件的作用

6)提问：总结基因

表达载体构成，

并说明各个元

件的作用

1)引出转化的

将目的基因导入受体细胞概念，并强调看书井回答：1

转化的最终目农杆菌生活在土

教学环节的是目的基因壤中，自然条件

仕父仲刑肥维r日匕钞案双十叶

持稳定和表达植物和裸子植物

2)讲生：将目2农杆菌中Ti质

的基因导入植物细粒上的T-DNA可

胞有三种方法，其转移至受体细

中最常用的是农杆胞，并且整合到

菌转化法受体细胞染色体

3)引导学生看DNA上

书，质疑：农杆菌

有何特点学

将目的基因导入受体细胞生活动

教师行讨论并回答：将

为目的基因导入Ti

质粒■*转入农杆

菌一含重组Ti质

4)引导学生看粒的农杆菌一导

插图，概述农入植物细胞一植

杆菌转化法的物组织培养一转

过程基因植物

5)质疑：将目看书并回答：显

的基因导入动微注射法，受体

物细胞中的常细胞是受精卵

用方法及常用

的受体细胞思考并回答：动

6)质疑：培育物体细胞没有全

转基因动物时，能性，受精卵全

受体纣胞能否能性高，并且营

采用动物体细养物质丰富

胞，为何采用

受精卵

7)引出原核生看书并回答：用

物的特点，早Ca2+处理制备感

期基因工程都受态细胞

用原核生物作

受体细胞，质

疑：目的基因导听讲并根据习题

入微生物细胞理解

采用的方法

8)讲爱：怎样

筛选含外源基

因的受体细胞，

主要是应用标

记基因的插入

失活特性，向

学生展示图，

并配以习题

8)讲生：怎样

筛选含外源基

因的受体细胞，

主要是应用标

记基凶的插入

失活特性，向学

生展示图，并配

以习题

8)讲授：怎样筛

选含外源基因

的受体细胞，主

要是应用标记

基因的插入失

活特性，向学生

展示图，并配以

习题

1)质疑：用什思考并回答：给

么方法可以知道抗棉铃虫喂食抗虫

虫棉赋予了植物抗棉，看虫子生活

虫特性状况：检测抗虫

棉染色体DNA上

2)质疑：检测是否插入目的基

与鉴定有何不因

同，基因工程看书并回答：检

成功的标志(提测是分子水平上

示学生应用真的，而鉴定是个

核生物中心法体水平上的。成

则思考)功标志是表达出

3)引出检测分人类所需蛋白质

为DNA.mRNA和

蛋白质水平。强

目的基因的检测与鉴定调检测转基因

生物染色体的

DNA上是否插入思考并回答:方

目的基因是目法：DNA分子杂

的基因能否在交：

真核生物中稳探针：含有口的

定遗传的关键。基因的单链DNA,

4)指导学生看用放射性同位素

书,质疑：DNA标记；

水平上的检测步骤：转基因生

应用什么方法，物一提取基因组

探针是什么，DNA和探针朵交

如何标记，检~有杂交带~证

测如何操作明目的基因已插

5)根据学生回入染色体DNA中

答，补充探针思考并回答：破

还可以用地高基互补配对原则

辛和生物素标

记。质疑:DNA思考并回答：转

分子杂交原理基因生物mRNA与

6)检测目的基DNA探针杂交;原

因是否转录理:碱基互补配

mRNA应用方法,对原则

依据原理

7)质疑：用什思考并回答：转

么方法检测目的基基因生物一提取

因是否翻译出蛋白蛋白质(用其作

质，原理是什么抗原)与抗体反

应一有杂交带一

目的基因已形成

8)讲授：除上述分蛋白质产品；

子水平上的检原理：抗原一抗

测外，还可以体特异性结合

应用个体生物原理：抗原一抗

学水平的鉴定，体特异性结合

如给棉铃虫喂