基因工程及其應(yīng)用教學(xué)設(shè)計(jì)王娟

1、科目：生物 班級(jí)：三(1)授課教師：王娟第六周第七節(jié)10月8日【課題】基因工程及其應(yīng)用【教學(xué)內(nèi)容分析1 .教學(xué)內(nèi)容在教材中的地位：此節(jié)內(nèi)容屬于高考?？純?nèi)容，建立在基因的本質(zhì)和基因的表達(dá)之上，學(xué)生有了一定的基礎(chǔ)。在本章的教學(xué)中起到了承上啟下的作用，是本章的重點(diǎn)內(nèi)容之一。在選修三中有具體講解，本屆只對(duì)所用到得三種工具和過(guò)程簡(jiǎn)單介紹。2 .教材的編寫思路：先從基因工程的定義入手，接著介紹此過(guò)程中用到得三種工具，然后 再具體介紹操作的四大步以及在生產(chǎn)中的應(yīng)用。3 .教材處理：本節(jié)只對(duì)基因中的三種工具和基因操作的步驟進(jìn)行介紹。【教學(xué)對(duì)象分析】1 .學(xué)生的興趣：轉(zhuǎn)基因生物的形成以及與我們現(xiàn)實(shí)生活的聯(lián)系。2

2、 .學(xué)生的知識(shí)基礎(chǔ)：基因的本質(zhì)，基因的表達(dá)3 .學(xué)生的認(rèn)識(shí)特點(diǎn)：學(xué)生只能理解其表面的知識(shí)，對(duì)基因操作中具體步驟以及用到的工具 不太理解。【教學(xué)目標(biāo)】1 .知識(shí)與技能：(1)讓學(xué)生了解基因工程的概念，培養(yǎng)學(xué)生的聯(lián)想能力。(2)通過(guò)制作模型的活動(dòng)來(lái)模擬基因工程的操作過(guò)程，使學(xué)生在理解步驟的同時(shí)，切 身體會(huì)基因工程的主要過(guò)程。(3)讓學(xué)生了解和掌握基因工程的步驟，培養(yǎng)學(xué)生的識(shí)圖能力和語(yǔ)言表達(dá)能力。2 .過(guò)程與方法：(1)用現(xiàn)實(shí)生活中的幾個(gè)實(shí)例，引入基因工程的概念。(2)將限制酶、連接酶、運(yùn)載體分別比喻為剪刀、針線和運(yùn)輸工具，使學(xué)生理解和掌握基因工程的工具。(3)能過(guò)FLAS動(dòng)畫，讓學(xué)生直觀的了解基因

3、工程的全過(guò)程。3 .情感態(tài)度與價(jià)值觀：(1)讓幻想插上科學(xué)的翅膀， 通過(guò)現(xiàn)實(shí)生活中基因工程的產(chǎn)品，讓學(xué)生了解學(xué)習(xí)基因工程的意義。(2)通過(guò)整個(gè)基因工程的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生了解科學(xué)工作者的艱辛，激發(fā)學(xué)生對(duì)科學(xué)研究的熱情?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】基因工程的基本原理。(2)基因工程的操作步驟【教學(xué)難點(diǎn)】(1)限制酶和運(yùn)載體的作用(2)提取目的基因的方法和目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞的途徑【教學(xué)策略設(shè)計(jì)(教學(xué)模式)】針對(duì)本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容， 學(xué)生已有的知識(shí)基礎(chǔ)有： 基因的本質(zhì)，基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成，基因重組的含義，酶的特性等，同時(shí)基因工程是一項(xiàng)微觀操作的生物技術(shù)，學(xué)生無(wú)法體驗(yàn)其過(guò)程，為了達(dá)成教學(xué)目標(biāo)，根據(jù)教學(xué)基本內(nèi)容及學(xué)生的知識(shí)

4、水平，我們?cè)O(shè)計(jì)了過(guò)程實(shí)例分析和制作模型模擬 DNA組，在此過(guò)程中體會(huì)和理解基因工程的基本過(guò)程及基因工具的基本作 用和特點(diǎn)。在教學(xué)方法上探索“小組合作學(xué)習(xí)”和“自主學(xué)習(xí)”,力求體現(xiàn)以“創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境一一操作探討交流一一總結(jié)應(yīng)用拓展”為主線實(shí)施教學(xué)。學(xué)好這一節(jié)，可以讓學(xué)生掌握在基因工程的學(xué)習(xí)中，抓住基因工程的概念、 工具和步驟這一中心， 確認(rèn)基因工程在生物學(xué)中的重要 地位，因此本節(jié)在本章的教學(xué)中起到了承上啟下的作用，是本章的重點(diǎn)內(nèi)容之一。新課程的基本理念之一是促進(jìn)學(xué)習(xí)方式的多樣化，發(fā)展高中生自主獲取知識(shí)的愿望和能力。根據(jù)本節(jié)教材特點(diǎn)，在教學(xué)中我對(duì)學(xué)生主要進(jìn)行了以下學(xué)習(xí)方法的指導(dǎo)： 1、圖解分析2、模

5、型建構(gòu) 3、快速閱讀 4、歸納概括5、分工合作【教學(xué)用具】 多媒體課件【教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)】教學(xué)環(huán)節(jié)和教學(xué)內(nèi)容教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖【新課引 入】展示幾種怪物的圖片，并以“如何讓普通熱帶斑馬魚 也發(fā)熒光”為引子，板畫導(dǎo)出基因工程的基本流程。甲物取出剪切”優(yōu)秀t乙物 表達(dá) 新類型教師設(shè)問(wèn)：新的生物產(chǎn)品1、用雜交能不能得到這樣的生物？2、為什么不是用性狀？而是用基因？復(fù)習(xí)“基因控制性狀”的知識(shí)。（板書）第2節(jié)基因工程及其應(yīng)用【講授新 課】1、基因工程的定義設(shè)問(wèn)：1 .什么是基因工程？【教師講述】把甲生物的優(yōu)秀基因剪切出來(lái)，拼接到 乙生物體內(nèi)并得以表達(dá)，這就是基因工程。2 .要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，應(yīng)該解決哪些

6、問(wèn)題？展示問(wèn)題：(1)如何獲得目的基因？(2)如何將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞？(3)目的基因是否表達(dá)？播放：基因工程操作的基本步驟【學(xué)生活動(dòng)】按照f(shuō)alsh動(dòng)畫播放順序，將教師提供的DNA一條鏈和環(huán)形質(zhì)粒上的堿基對(duì)補(bǔ)充完整?！窘處熢O(shè)問(wèn)】1 .在生物學(xué)上作為獲取目的基因的“剪刀”是什么？【教師講解】限制酶主要來(lái)自細(xì)菌等微生物體。因?yàn)槲⑸锶菀资艿酵庠?DNA的干擾，而限制酶可以切除 這些外源DNA,使其失活，是對(duì)自身生存的一種保護(hù)。 EcoRI只是已知多種限制酶中的一種。EcoRI是一種從細(xì)菌中發(fā)現(xiàn)的能在特定位置上切割DNA分子的酶，其特定的識(shí)別序列是 GAATTC特定的切點(diǎn)是在 G和A 之間。播放

7、基因操作第一步驟：目的基因的獲取2、基因工程操作的三種工具教師要啟發(fā)學(xué)生思考，你的每個(gè)動(dòng)作都代表什么含 義？讓模擬制作真正體現(xiàn)輔助教學(xué)的價(jià)值?！窘處熞龑?dǎo)】小組分析討論，以上操作產(chǎn)生的結(jié)果說(shuō)明了什么？【師生共同總結(jié)】同一種限制酶切割不同的DNA,可以產(chǎn)生相同的黏性末端，相同的黏性末端可以堿基互 補(bǔ)配對(duì)。而不同的限制酶切割同一種 DNA也會(huì)形成不 同的黏性末端。課件演示：從DNA分子結(jié)構(gòu)角度，演示限制酶的切割 點(diǎn)，從而認(rèn)識(shí)限制酶的作用部位是磷酸二酯鍵。強(qiáng)化訓(xùn)練1 動(dòng)畫演示切割之后，讓學(xué)生說(shuō)出該限制 酶識(shí)別的特定序列及產(chǎn)生的黏性末端序列學(xué)生以兩人為 一小組，以EcoR I為例，構(gòu)建重 組DNA分子模

8、 型，體驗(yàn) DNA 剪切拼接的重 組過(guò)程。操彳1:以EcoRI切割該 DNA 分子，觀察并敘 述其結(jié)果。引出心 黏性末端。子操彳2:以EcoR t，人一生 I切割兩個(gè)不同的DAN分子， 觀察并敘述其對(duì)結(jié)果。甘基操彳3:用不同 的限制酶來(lái)切因 割相同的 DNA 分子，觀察并敘工 述其結(jié)果。3、基因工程的操作步驟【教師設(shè)疑】1 .從圖上可知限制酶切割的是什么部位？ （ 3' -5'-磷酸二酯鍵）2.切割后，如果再把兩個(gè)片段連接起來(lái)則需要哪個(gè)工具呢？在哪連接呢？ （ DNA連接酶在斷口處連接） 【教師講解】由此可知，限制酶破壞的是磷酸二酯鍵，而DNA連接酶是連接磷酸二酯鍵的。因此我們

9、形象地 把DNA連接酶比喻成是基因的針線。播放基因操作第二步驟。【教師講解】播放基因操作的第三步運(yùn)載體的特點(diǎn)有了限制酶可以剪切我們所需要的目的基因，但目的 基因不能直接進(jìn)入受體細(xì)胞，它需野-種特殊的工具 協(xié)助它導(dǎo)入受體細(xì)胞，這就是運(yùn)載體。教師指導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)手中質(zhì)粒示意圖，了解質(zhì)粒的結(jié)構(gòu) 及特點(diǎn)* 細(xì)胞擬核或細(xì)胞核以外的小型的環(huán)狀DNA分子；* 能夠自主復(fù)制* 具有多個(gè)限制酶的切點(diǎn)；* 含有標(biāo)記基因介紹質(zhì)粒作為運(yùn)載體的條件：1、容易得到2、能與目的基因結(jié)合3、能進(jìn)入受體生物細(xì)胞并在受體生物細(xì)胞內(nèi)復(fù)制并 表達(dá)；關(guān)于運(yùn)載體的特點(diǎn)，老師不必作過(guò)多的講解，但標(biāo)記 基因要結(jié)合基因工程的第四個(gè)操作步驟“目的基

10、因的 檢測(cè)和表達(dá)”來(lái)重點(diǎn)介紹。教師可啟發(fā)學(xué)生思考下列 問(wèn)題假設(shè)某細(xì)菌質(zhì)粒上抗生素抗性基因?yàn)榭顾沫h(huán)素的基 因。并用此細(xì)菌的質(zhì)粒作運(yùn)載體，將人的胰島素基因 導(dǎo)入另一種受體細(xì)胞（一種不抗四環(huán)素的細(xì)菌）內(nèi)。 你怎樣才能知道目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞？怎樣 才知道基因工程是否成功？由此題學(xué)生會(huì)很容易明白運(yùn)載體上的標(biāo)記基因的作用是為了篩選導(dǎo)入重組 DNA的受體細(xì)胞，而目的基因 控制的性狀的產(chǎn)生與否才是基因工程是否成功的標(biāo)志O以EcoRI切害U 質(zhì)粒看看獲得 什么結(jié)果，將目 的基因拼接上 去。的 整 個(gè) 過(guò) 程 有 個(gè) 整 體 印 象【教師講解】第四步目的基因的表達(dá)和檢測(cè) 大量的受體細(xì)胞接受不多的目的基因。處

11、理的受 體細(xì)胞中真正攝入了目的基因的很少，必須將它從中 檢測(cè)出來(lái)。將每個(gè)受體細(xì)胞單獨(dú)培養(yǎng)形成菌落，檢測(cè)菌落中 是否有目的基因的表達(dá)產(chǎn)物。淘汰無(wú)表達(dá)產(chǎn)物的菌 落，保留有表達(dá)產(chǎn)物的進(jìn)一步培養(yǎng)、研究。在四個(gè)步驟學(xué)習(xí)完成之后再播放一遍基因工程的操 作步驟，指導(dǎo)學(xué)生看書，歸納出基因工程的概念，完 成卜列課堂練習(xí)?！菊n堂小結(jié)】一、 基因工程概念：又叫做 或。通俗的說(shuō)，就是按照人們的意愿，把一種生物的某種基因提取出來(lái)，加以修飾 改造，然后放到另一種生物的細(xì)胞里， 地改造生物的。原理是：。 操作水平：。結(jié)果： 地改造生物的遺傳性狀，獲得人類所需要的品種。二、基因工程的基本步驟宥f 的獲取 。第二步：和的結(jié)合。

12、第三步：將導(dǎo)入O第 四 步：目的 基 因 的和。三、基因工程用到哪些工具？第一步目的基因的獲取_第二步目的基因和運(yùn)載體的結(jié)合一一 第三步將目的基因?qū)氲绞荏w細(xì)胞一一 第四步目的基因的表達(dá)和檢測(cè) 四、上課動(dòng)手做的是基因操作的連幾個(gè)步驟？【課堂練習(xí)】L實(shí)施基因，程的第一步的一種方法是把所需的基 因從供體細(xì)胞內(nèi)分離出來(lái)，這要利用限制性內(nèi)切酶。 一種限制性內(nèi)切酶能識(shí)別D N A分子的GAATTC順序，切點(diǎn)在G和A之間，這是利用了酶的（）A .圖效性B .專一性C.多樣性D.催化活性易受外界影響2.采用基因工程的方法培育抗蟲棉，下列導(dǎo)入目的基 因的作法正確的是（）A.將毒素蛋白注射到棉受精卵中加 深 學(xué) 生 貴 磷 酸 二 酯 鍵 的 理 解 以 及 限 制 酶 的 作 用4、課堂小結(jié)B.將編碼毒素蛋白的DNA序列，注射到棉受精卵 中C.將編碼毒素蛋白的DNA序列，與質(zhì)粒重組，導(dǎo) 入細(xì)菌，用該細(xì)菌感染棉花體細(xì)胞， 再進(jìn)行組織培養(yǎng)。 D.將編碼毒素蛋白的DNA序列， 與細(xì)菌質(zhì)粒重組, 注射到棉花的體細(xì)胞中?！菊n后