《第二節(jié) 基因工程的原理和技術》學習任務單

《第二節(jié)基因工程的原理和技術》學習任務單班級：姓名：小組：層次代號：教師評價：【課程標準與考試要求】基因工程是現(xiàn)代生物技術的核心內容。學習這部分內容要讓同學們理解基因工程的基本原理，掌握基因工程的基本操作技術，包括基因工程工具酶的作用、基因工程載體的特點、目的基因的獲取、基因表達載體的構建、目的基因導入受體細胞的方法以及目的基因的檢測與鑒定等。同時，要能運用所學知識分析基因工程在農業(yè)、醫(yī)藥、環(huán)境保護等領域的應用實例，了解基因工程的發(fā)展前景及其可能帶來的影響?！緦W習目標】1、知識與技能能說出基因工程的概念、原理和基本操作步驟。準確說出基因工程中常用的工具酶（限制酶、DNA連接酶）的作用特點。清楚基因工程載體（質粒等）的結構特點和功能。學會描述目的基因獲取的方法（從基因文庫中獲取、利用PCR技術擴增等）。2、過程與方法通過對基因工程實例的分析，提高歸納總結和邏輯思維能力。在模擬基因工程操作步驟的活動中，培養(yǎng)動手實踐能力和團隊協(xié)作能力。3、情感、態(tài)度與價值觀體會基因工程在解決人類面臨的糧食、健康、環(huán)境等問題中的巨大作用，激發(fā)對生物技術的興趣。了解基因工程可能帶來的倫理道德問題，樹立正確的科學價值觀?！緦W習重點】1、基因工程的基本原理和操作步驟。2、基因工程工具酶和載體的作用特點?！緦W習難點】1、基因表達載體的構建過程。2、目的基因的檢測與鑒定方法?！局R鏈接】一、生物技術發(fā)展的小故事話說以前，科學家們就像一群充滿好奇心的探險家，他們看到生物界各種各樣神奇的現(xiàn)象，就琢磨著能不能按照自己的想法來改造生物呢？就好比你看到家里的小花盆里的花長得不夠好，就想能不能把它變成超級花，又大又漂亮還不怕病蟲害。于是，基因工程這個神奇的領域就慢慢發(fā)展起來了。二、什么是基因基因就像是生物體內的小指揮官，它藏在DNA這個超級長鏈里，指揮著生物該怎么長，是長成高個子還是矮個子，是單眼皮還是雙眼皮。每個基因都有自己的任務，就像咱們班級里每個同學都有自己負責的事兒一樣。三、DNA的結構DNA就像一個超級螺旋樓梯，兩邊的扶手是磷酸和脫氧核糖交替連接而成的，中間的臺階呢，就是一對一對的堿基，它們按照AT、GC這樣的規(guī)則配對，形成了一個非常穩(wěn)定又神奇的結構?！咀灾鲗W習案】1、基因工程初了解找一找：在課本或者網絡上（比如一些靠譜的科普網站，像果殼網之類的），找一找關于基因工程的定義，然后用自己的話簡單寫下來。就像你給小伙伴介紹一個新游戲一樣，要讓別人一聽就懂哦。想一想：你覺得基因工程和我們日常生活有啥關系呢？可以結合你看到的新聞或者身邊的事情來想。比如說，你有沒有聽說過轉基因食品呀？2、基因工程的工具酶限制酶大揭秘讀課本：仔細閱讀課本上關于限制酶的部分，找出限制酶的作用特點。比如說，它是怎么識別DNA的？又會對DNA做些什么呢？做筆記：把限制酶的名字、來源和它的作用特點都記下來。就像記錄游戲里角色的技能一樣，要記清楚哦。DNA連接酶的奇妙之處探究功能：從課本上找出DNA連接酶的功能，它是怎么把斷開的DNA片段連接起來的呢？可以想象它是一個小小的DNA“膠水”。對比思考：對比限制酶和DNA連接酶的作用，它們之間有什么聯(lián)系呢？就像對比兩個小伙伴的特長一樣，找出它們的不同和相同之處。3、基因工程的載體認識質粒結構探索：在課本上找到質粒的結構示意圖，看看質粒都有哪些部分組成?？梢园阉胂蟪梢粋€小小的“生物飛船”，那這個飛船都有哪些部件呢？功能分析：分析質粒作為基因工程載體的功能。為什么科學家們要選擇質粒來做載體呢？它有什么特別的本事？其他載體查找資料：除了質粒，還有沒有其他的基因工程載體呢？到網絡或者其他參考資料里去找一找，然后把你找到的結果寫下來?！咀詫W反思】我的收獲：我發(fā)現(xiàn)基因工程真是一個超級神奇的領域，以前覺得生物都是按照自然的規(guī)律生長，沒想到現(xiàn)在可以人為地去改變它們的基因。我學會了限制酶就像一把特殊的剪刀，能在特定的地方剪斷DNA，而DNA連接酶就像膠水一樣把斷開的地方粘起來。還知道了質粒這個小載體，它能帶著我們想要的基因到別的細胞里去。我的疑問：我不太明白基因表達載體的構建過程，感覺好復雜呀。還有目的基因的檢測和鑒定，有那么多方法，怎么才能準確地記住它們呢？【互動探究案】1、目的基因的獲取小組討論：在小組里討論目的基因獲取的方法。從基因文庫中獲取目的基因是怎么一回事呢？利用PCR技術擴增目的基因又有哪些步驟呢？每個小組成員都要發(fā)言，就像大家一起商量怎么玩一個新游戲一樣。案例分析：給大家一個基因工程在農業(yè)上應用的案例，比如說抗蟲棉的培育。分析在這個案例中，目的基因是怎么獲取的呢？2、基因表達載體的構建模擬構建：每個小組利用一些簡單的材料（比如小紙條代表DNA片段，回形針代表酶等）來模擬基因表達載體的構建過程。在這個過程中，要清楚地說出每個步驟都做了什么，就像你給別人講解一個手工制作的過程一樣。問題解決：在模擬過程中肯定會遇到一些問題，比如說如何選擇合適的限制酶，如何保證目的基因的方向正確等。小組一起討論解決這些問題，然后把你們的解決方法分享給其他小組。3、目的基因導入受體細胞方法比較：課本上介紹了好幾種目的基因導入受體細胞的方法，像農桿菌轉化法、基因槍法、花粉管通道法等。小組內比較這些方法的優(yōu)缺點，然后制作一個簡單的表格來呈現(xiàn)你們的結果。情景假設：假設你是一名科學家，你要把一個能讓植物抵抗干旱的基因導入到小麥細胞中，你會選擇哪種導入方法呢？為什么？4、目的基因的檢測與鑒定檢測流程：畫出目的基因檢測與鑒定的流程圖，要包括分子水平和個體水平的檢測?？梢詤⒖颊n本上的內容，但是要用自己的方式畫出來，就像畫一幅游戲攻略圖一樣。實際應用：找一個基因工程在醫(yī)藥領域應用的實例，比如生產胰島素的工程菌。分析在這個實例中是如何進行目的基因的檢測與鑒定的。【學習資源】1、教材：浙科版選修3教材，這是我們學習的基礎資料，里面有詳細的文字解釋和清晰的圖片說明。2、網絡資源：果殼網、生物谷等科普網站，上面有很多關于基因工程的科普文章和最新研究進展，可以拓寬我們的視野。3、學校圖書館的相關書籍：比如一些生物技術方面的專著，里面可能會有更深入的理論分析和實際案例。【學習時間安排】1、自主學習案：預計花費23個課時。同學們可以根據(jù)自己的學習速度在這個時間范圍內完成自主學習任務。2、互動探究案：安排34個課時。其中小組討論和模擬操作每個環(huán)節(jié)大概需要11.5個課時，最后的成果分享和問題解答需要0.51個課時?！痉答伵c評價】1、自我評估方法知識掌握方面：對于基因工程的基本概念、原理和操作步驟，可以通過自己畫思維導圖或者給其他同學講解的方式來檢驗自己是否掌握。如果能夠清晰地畫出思維導圖或者讓同學聽懂，那就說明掌握得還不錯。能力提升方面：在互動探究案中，觀察自己在小組討論、模擬操作和問題解決過程中的表現(xiàn)。如果能夠積極參與討論、提出合理的解決方案并且能夠與小組成員協(xié)作良好，那就說明在能力方面有所提升。2、教師評價教師會根據(jù)同學們的自主學習筆記、互動探究中的表現(xiàn)以及最后的成果展示來進行評價。對于自主學習筆記，教師會檢查同學們是否準確地記錄了關鍵知識點，是否有自己的思考和總結。在互動探究環(huán)節(jié)，教師會關注同學們的參與度、團隊協(xié)作能力以及對問題的解決能力。最后的成果展示，教師會評價同學們對基因工程原理和技術的理解程度、表達能力以及創(chuàng)新思維?！眷柟逃柧毎浮?、下列關于基因工程的敘述，正確的是（）A.基因工程經常以抗菌素抗性基因為目的基因B.細菌質粒是基因工程常用的運載體C.通常用一種限制酶處理含目的基因的DNA，用另一種限制酶處理運載體D.為育成抗除草劑的作物新品種，導入抗除草劑基因時只能以受精卵為受體2、在基因工程中，切割運載體和含有目的基因的DNA片段時，需使用（）A.同種限制酶B.兩種限制酶C.同種DNA連接酶D.兩種DNA連接酶3、基因工程的正確操作步驟是（）①目的基因與運載體相結合②將目的基因導入受體細胞③檢測目的基因的表達是否符合特定性狀要求④提取目的基因A.③④②①B.②④①③C.④①②③D.③④①②4、要使目的基因與對應的載體重組，所需的兩種酶是（）①限制酶②連接酶③解旋酶④還原酶A.①②B.③④C.①④D.②③5、科學家將β胡蘿卜素合成途徑中的相關基因導入水稻，使水稻米粒中含有β胡蘿卜素，這種大米被稱為“金色大米”?！敖鹕竺住钡呐嘤^程屬于（）A.基因重組B.細胞融合C.誘變育種D.染色體變異【學習反思】我的收獲：經過這一系列的學習和練習，我對基因工程的原理和技術有了更深入的理解。我不僅掌握了基礎知識，還在互動探究中鍛煉了自己的團隊協(xié)作和解決問題的能力。我的疑問：我還是對基因工程在實際應用中的一些倫理道德問題有些困惑。比如說，轉基因食品到底安不安全呢？還有基因工程如果被濫用，會不會對生物多樣性造成很大的影響呢？參考答案1、答案：B解析：基因工程經常以抗菌素抗性基因作為標記基因，A錯誤；細菌質粒是基因工程常用的運載體，B正確；通常用同一種限制酶處理含目的基因的DNA和運載體，C錯誤；為育成抗除草劑的作物新品種，導入抗除草劑基因時可以以受精卵為受體，也可以以體細胞為受體，再通過植物組織培養(yǎng)得到轉基因植物，D錯誤。2、答案：A解析：在基因工程中，切割運載體和含有目的基因的DNA片段時，需使用同種限制酶，這樣可以產生相同的黏性末端，便于目的基因與運載體的連接，A正確。3、答案