基因工程及其應(yīng)用教學設(shè)計

第2節(jié)基因工程及其應(yīng)用孝義三中高一生物組張文一、教材內(nèi)容分析基因工程是現(xiàn)代四大生物工程之一?！痘蚬こ碳捌鋺?yīng)用》是人教版中學生物必修2第6章第2節(jié)內(nèi)容。本節(jié)內(nèi)容主要包括三個方面，分兩課時講授。第1課時簡要介紹“基因工程的原理”，第2課時介紹“基因工程的應(yīng)用”及“轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品平安性”。本節(jié)內(nèi)容是對前面所學育種內(nèi)容的補充，是即貼近生活又遠離生活的微觀內(nèi)容。由于在選修3中還有基因工程的介紹，因此本節(jié)的要求相對簡潔一些。二、學情分析對于基因操作的工具和基本步驟，內(nèi)容抽象和困難，學生接觸少，會出現(xiàn)駕馭不好，甚至理解錯誤的狀況。雖然經(jīng)過必修1的學習，學生的生物基礎(chǔ)學問較扎實，思維的目的性、連續(xù)性和邏輯性已初步建立。但基因工程一節(jié)對學生來說難點較多，假如處理不好，會變成簡潔的死記硬背。因此在教學過程中，盡量通過生活化打比方的方式和模型建構(gòu)活動及采納多媒體動畫形象化教學，并在老師引導下適時加強學生解決問題和運用圖解等生物學語言歸納結(jié)論等方面的實力。切記不行講的太多。三、教學目標1、簡述基因工程的基本概念；2、簡述基因工程的基本工具；3、簡述基因工程的基本操作步驟；4、通過基因工程的簡介，激勵學生主動探究新知和科學創(chuàng)新，樹立一分為二的辯證唯物主義思想；四、教學重點、難點分析教學重點：

基因工程的基本原理（概念、工具、操作步驟）教學難點：基因工程的基本原理五、教學思路本節(jié)課主要解決如下幾個問題：1）什么是基因工程？2）基因工程的主要原理是什么？3）基因工程的操作過程如何？4）基因工程有哪些方面的應(yīng)用？如何看待轉(zhuǎn)基因食品？由于本節(jié)內(nèi)容和前面的育種內(nèi)容聯(lián)系比較緊密，因此可以讓學生回顧前面幾種育種方法的成果，再通過情景呈現(xiàn)傳統(tǒng)育種方法所不能達到的地方，進而引出基因工程，通過列舉生活中的轉(zhuǎn)基因成果讓學生知道基因工程就在我們身邊。而后通過與學生們所熟知的器官移植做對比，讓學生理解基因工程的本質(zhì)和操作過程。通過對轉(zhuǎn)基因食品的探討讓學生樹立辯證唯物主義觀念。六．教學策略及教學媒體依據(jù)激趣原則，通過展示色調(diào)絢麗的轉(zhuǎn)基因生物圖片入手，引出基因工程的概念，實行“引導—互動—探究”模式，即采納師生互動探究式教學，借助老師生活化打比方和多媒體動畫并支配學生制作模型活動從而使抽象的課程內(nèi)容詳細化，直觀化和形象化。七、教學設(shè)計流程圖

第1課時

“基因工程的原理”

引入新課：展示常規(guī)育種的成果和色調(diào)絢麗的轉(zhuǎn)基因生物、導入設(shè)疑，探討，簡潔介紹“抗蟲棉”的產(chǎn)生引出“基因工程”的概念師生活動：探討培育“抗蟲棉”的詳細過程并歸納出培育“抗蟲棉”的關(guān)鍵步驟（生活化設(shè)喻），并引出并用類比方法介紹基因工程的基本工具：剪刀、針線、運載體師生活動：通過動畫課件展示基因工程操作的基本步驟，師生歸納基因工程操作的“四步曲”，并引導學生分析如何獲得“抗蟲棉”的過程，加強基因工程操作過程的理解應(yīng)用總結(jié)再現(xiàn)本節(jié)課的學問并布置學生課外收集基因工程的應(yīng)用相關(guān)資料課堂練習和作業(yè)布置（課外探究）八、教學過程

教學過程預(yù)設(shè)教學步驟環(huán)節(jié)老師的組織和引導（教學內(nèi)容的呈現(xiàn)）學生活動（學習活動的設(shè)計）設(shè)計意圖一、情境導入

二、新課講授（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（分子手術(shù)刀）--限制性核酸內(nèi)切酶（簡稱：限制酶）

2.“基因針線”——DNA連接酶3.“基因運輸工具”——運載體

（三）基因工程操作的基本步驟

（四）結(jié)課回顧：常規(guī)育種有哪些成果？情景：蟲害會嚴峻影響棉花的產(chǎn)量，但自然界的棉花都不具備抗蟲的特性，請你設(shè)計一種育種方法解決這一問題。多媒體逐一出示色調(diào)絢麗的轉(zhuǎn)基因生物圖片設(shè)問：在生活中大家親眼見過這些生物嗎？其實前面大家看到的生物可以通過基因工程實現(xiàn)，基因工程給科學插上想象的翅膀，引出課題--《第2節(jié)基因工程及其應(yīng)用》問題：什么叫基因工程？（從原理、操作水平、產(chǎn)生結(jié)果方面理解概念）（打比方）取出優(yōu)秀基因“取出優(yōu)秀基因“剪切”

“拼接”表達甲生物新類型新的生物產(chǎn)品乙生物乙生物就像器官移植一樣，只不過一個是從個體到個體，另一個是從細胞到細胞。要實現(xiàn)這一目標，應(yīng)當解決哪些問題？展示問題：（1）如何獲得目的基因？（2）如何將目的基因?qū)胧荏w細胞？（3）目的基因是否表達？基因工程操作的基本工具：1．在生物學上作為獲得目的基因的“剪刀”是什么？【老師講解】限制酶主要來自細菌等微生物體。因為微生物簡潔受到外源DNA的干擾，而限制酶可以切除這些外源DNA，使其失活，是對自身生存的一種愛護。EcoRⅠ只是已知多種限制酶中的一種。EcoRⅠ是一種從細菌中發(fā)覺的能在特定位置上切割DNA分子的酶，其特定的識別序列是GAATTC，特定的切點是在G和A之間。探究1：限制酶的功能特點中指出兩個“特定”，這兩個“特定”指什么？

探究2：限制酶切割DNA分子后產(chǎn)生什么結(jié)果？

探究3：用同種限制酶切割的DNA末端須要用什么酶連接縫合呢？2.“基因針線”——DNA連接酶思索：DNA連接酶連接的是兩個脫氧核苷酸分子的什么部位？

連接的部位：磷酸二酯鍵（梯子的扶手），不是氫鍵（梯子的踏板）。結(jié)果：兩個相同的黏性未端的連接過渡：通過探討，我們知道基因剪刀—限制酶切割目的基因，并通過基因針線--DNA連接酶將來源不同的兩個基因連接起來，但是目的基因(如人的胰島素基因)怎樣才能導入受體細胞(如大腸桿菌細胞)？3.“基因運輸工具”——運載體提問：常用的運載體有哪些？

展示質(zhì)粒的結(jié)構(gòu)模式圖，介紹探究4：充當運載體應(yīng)當具有什么特點？作用：將外源基因送入受體細胞。具備的條件：能在宿主細胞內(nèi)復(fù)制并穩(wěn)定地保存；具有多個限制酶切點；具有某些標記基因。

種類：質(zhì)粒、噬菌體和動植物病毒。問題：那么基因工程詳細是如何進行操作的呢？播放基因工程操作的基本步驟的動畫歸納基因工程操作的基本步驟(四步曲)：（1）提取目的基因

目的基因的提取途徑：兩條，一條是從供體細胞的DNA中干脆分別基因；另一種是人工合成基因。

（2）目的基因與運載體結(jié)合（以質(zhì)粒為運載體）。

目的基因與運載體結(jié)合的結(jié)果可能有三種狀況：目的基因與目的基因結(jié)合，質(zhì)粒與質(zhì)粒結(jié)合，目的基因與質(zhì)粒結(jié)合。

（3）將目的基因?qū)胧荏w細胞。

導入方法：借鑒細菌或病毒侵染細胞的途徑。

導入過程：運載體為質(zhì)粒，受體細胞為細菌。

（4）目的基因的檢測和表達

檢測：通過檢測標記基因的有無，來推斷目的基因是否導入。表達：通過特定性狀的產(chǎn)生與否來確定目的基因是否表達。

探究5：請大家依據(jù)基因工程操作的基本步驟(四步曲)，設(shè)計如何獲得“抗蟲棉”？

設(shè)問：請一位同學總結(jié)今日的課堂內(nèi)容。設(shè)疑：基因工程在實際應(yīng)用領(lǐng)域中有何發(fā)展前景？請大家在課外查閱或上網(wǎng)收集基因工程的應(yīng)用相關(guān)資料。

反饋練習布置作業(yè)個別提問

回答。探討，疑問？學生觀賞，驚異

學生思索總結(jié)“抗蟲棉”是怎樣產(chǎn)的？”

閱讀教材，找尋答案，回答

相互探討、溝通用基因工程關(guān)鍵步驟和須要的工具

閱讀課文，回答并舉例說明。

思索回答

學生視察，理解

學生動手實踐，展示成果

學生回答

學生思索，回答

培育學生的分析實力利用課外資料吸引學生的留意力，引起學生的愛好，同時培育學生的視察實力和總結(jié)實力。

通過展示問題‘引導學生探討、溝通從而培育學生分析問題的實力和歸納總結(jié)實力。

打比方使內(nèi)容通俗化、形象化，利于學生理解

通過展示問題‘引導學生探討、溝通從而培育學生分析問題的實力和歸納總結(jié)實力。

通過學生自己動手，激起學生的愛好，同時更加直觀的了解學問，加深對學問的理解。利用插圖，結(jié)合閱讀課本，歸納載體必需具備條件的相識，培育學生歸納總結(jié)實力，從而加深學生的記憶。激發(fā)學生的愛好，活躍課堂氣氛，體現(xiàn)基礎(chǔ)學問的精確運用，在運用中加深對基礎(chǔ)學問的深層次理解，同時加強學生的合作精神

九、板書設(shè)計第6章

第2節(jié)

基因工程及其應(yīng)用—基因工程的原理（第1課時）（一）基因工程的概念（原理、操作水平、產(chǎn)生結(jié)果）（二）基因工程的操作工具

1.基因剪刀—限制酶

2.基因針線—DNA連接酶

3.基因運載工具—運載體（三）基因工程操作步驟（四步曲）十、教學評價：1）奇妙布置預(yù)習作業(yè)，化“困難”為“簡約”。由于基因工程內(nèi)容上的“高”與“新”，處理不好，會提高學習難度，令學生視高科技為畏途，致使教學流于形式。所以在課前以學生較為熟識的轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的培育過程案例為預(yù)習作業(yè)，使學生首先從整體上了解基因工程的四個步驟，起到了突破難點及培育自學實力的目的。2）奇妙運用插圖及多媒體技術(shù)，化“抽象”為“形象”。對于基因工程，學生接觸得少，只運用文字來教學會感到很抽象。如在講授如何構(gòu)建基因文庫時，老師會供應(yīng)一幅特別形象的插圖，結(jié)合圖文提出相應(yīng)問題，誘導學生思索，從而把學習的留意力從簡潔的死記硬背引導到分析、批判、