基因工程及其应用教案

1、第2节 基因工程及其应用一、教学目标1.简述基因工程的概念和原理2.概述基因工程的基本工具3.了解基因工程的操作程序二、教学重点（1）基因工程的概念和原理（2）基因工程的基本工具三、教学难点基因工程的基本工具四、教学实施过程教师组织引导学生活动设计意图导入新课教师通过图片资料展示信息，引导学生提出对人类有益的设想。教师通过“问题探讨”肯定学生的设想，并让学生明确大肠杆菌之所以能合成人的胰岛素，是由于它“嫁接”了人的胰岛素基因，由此提出问题，组织学生讨论、交流看法。（1）为什么能把一种生物的基因“嫁接”到另一种生物上？（2）这种“嫁接”是怎样实现的，传统的育种可以做到吗？教师点评，并从杂交育种的

2、局限性切入，导入基因工程的概念。学生观察并组织讨论，提出自己的设想。指导学生从基因的结构和表达过程入手，分组讨论。学生设想改造生物，获得目的产物的方法。各小组选派代表陈述观点。培养学生的科学创新精神通过实例，激发学生想像，引起学生兴趣。由杂交育种到基因工程，体现了技术的发展和突破。基因工程概念通过设计表格对概念进行分析，加深学生对基因工程概念的理解。说明基因工程的实质是将不同生物的基因重新组合到了一起，从而引导学生得出基因工程所依据的生物学原理。完成学案上的表格，并根据老师的提示思考基因工程的原理。学会用生物的基本原理解释问题。基因工程的基本工具基因工程的基本工具（一）基因的“剪刀”限制性核酸

3、内切酶教师用类比的方法引导学生思考基因工程所需要的工具：剪刀、针线、运载体等。指导学生看书完成学案。教师以EcoR为例介绍限制酶的来源及特性：EcoR能专门识别DNA分子中含有的“GAATTC”这样的序列，一旦找到就从G和A之间剪断。播放EcoR切割DNA分子的动画，让学生能够更直观的弄清楚限制酶的作用特点及结果。并思考：（1）被同一种限制酶切割的DNA分子产生的黏性末端有什么特点？（2）要想从DNA分子中剪切下某个目的基因，需要几个切口，产生几个黏性末端？（二）基因的“针线”DNA连接酶教师通过图片和问题让学生明确DNA连接酶的作用：（1）黏性末端黏合的是什么部位？（2）DNA连接酶连接的是

4、什么部位？ 教师进行形象比喻：氢键相当于梯子的“踏板”，而DNA连接酶连接的则是梯子的“扶手”。播放DNA连接酶连接DNA分子的动画，进一步明确连接部位。请学生回顾DNA聚合酶的作用，并与DNA连接酶进行比较。模型构建：以EcoRI 为例构建重组DNA分子模型（1）使用EcoRI 切割DNA分子取一张白纸，写出下面的DNA序列，用虚线框画出EcoRI的识别序列，再用箭头标出酶切位点，最后用剪刀（代表EcoRI）进行“剪切”：CTTCATGAATTCCGTAGAATTCCCTAA GAAGTACTTAAGGCATCTTAAGGGATT（2）模拟用DNA连接酶连接DNA片段将切割下的目的基因与下面

5、的片段用透明胶带（代表DNA连接酶）连接起来形成重组DNA分子： TCCCTCTTAAT AAGAGGGAG每个学习小组取一张白纸，写上学案中DNA序列，用虚线框标出EcoRI的识别序列，再用箭头标出酶切位点，最后用剪刀（代表EcoRI）进行“剪切”。切割后将其中两个片段再用透明胶带（代表DNA连接酶）连接起来。（三）基因的运载体教师启发学生思考重组后的DNA分子还需要特殊的搬运工具运载到受体细胞（如大肠杆菌、动植物细胞）中。指出最常用的运载体是质粒。通过图片展示质粒的结构及特点。（教科书图6-5）细胞拟核之外的小的环状DNA分子。（1）能够在宿主细胞内复制并稳定保存；（2）具有一个或多个限制

6、酶切割位点，以便与外源基因相连； （3）具有标记基因，便于进行筛选。这些特点使它能够胜任运载体的工作，携带目的基因进入细胞。认真阅读课本，完成学案相关内容。并跟随教师的引导，思考基因工程的大致步骤：找到目的基因、剪切、拼接、缝合、转移、表达、检测，所用到的工具：基因剪刀、基因针线、基因的运载体。观看动画， 小组交流讨论，完成思考题。学生结合问题，观看图片和动画，明确DNA连接酶连接的具体作用部位。试一试，动手来做一个重组DNA模型。在动手做之前，先要明白“分子剪刀”和“分子针线”的用途和使用方法。学生讨论模型构建的具体方法，按“指导”的方法步骤、依次完成模拟制作过程。学生观看图片或课件，了解质粒的特点及其运载体功能。通过动手构建模型，加深对重组DNA技术基本原理的认识。分组操作，便于合作交流。不仅动手做，而且要动脑想，才能突出模拟制作的教育价值。质粒的知识比较深，教师呈现并简要介绍，学生听取其特点，明白为什么质粒能被用来作为基因运载体。基因工程的操作程序教师用多媒体课件或与教科书插图6-6类似的示意图，简要归纳基因工程操作的基本步骤和大致过程。（1）提取目的基因（