基因工程及其应用教案(5页).doc

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1、-福 清 市 中 学 教 案 本教 师祝志安学科生物年段高二年课型新课讲授课 题第6章 从杂交育种到基因工程 第2节 基因工程及其应用（1）时间2012年03月21日教学目标课标要求1.简述基因工程的基本原理三维目标1、 知识与技能：（1）让学生了解基因工程的概念，培养学生的联想能力。（）通过制作模型的活动来模拟基因工程的操作过程，使学生在理解步骤的同时，切身体会基因工程的主要过程。（）让学生了解和掌握基因工程的步骤，培养学生的识图能力和语言表达能力。2、过程与方法：（）用现实生活中的几个实例，引入基因工程的概念。（）将限制酶、连接酶、运载体分别比喻为剪刀、针线和运输工具，使学生理解和掌握基因

2、工程的工具。（）能过FLAS动画，让学生直观的了解基因工程的全过程。3、情感态度价值观：（1）让幻想插上科学的翅膀，通过现实生活中基因工程的产品，让学生了解学习基因工程的意义。（2）通过整个基因工程的学习，让学生了解科学工作者的艰辛，激发学生对科学研究的热情。策略方案学法指导针对本节课的教学内容，学生已有的知识基础有：基因的本质，基因指导蛋白质的合成，基因重组的含义，酶的特性等，同时基因工程是一项微观操作的生物技术，学生无法体验其过程，为了达成教学目标，根据教学基本内容及学生的知识水平，我们设计了过程实例分析和制作模型模拟DNA重组，在此过程中体会和理解基因工程的基本过程及基因工具的基本作用和

3、特点。在教学方法上探索“小组合作学习”和“自主学习”，力求体现以“创设问题情境操作探讨交流一一总结应用拓展”为主线实施教学。学好这一节，可以让学生掌握在基因工程的学习中，抓住基因工程的概念、工具和步骤这一中心，确认基因工程在生物学中的重要地位，因此本节在本章的教学中起到了承上启下的作用，是本章的重点内容之一。新课程的基本理念之一是促进学习方式的多样化，发展高中生自主获取知识的愿望和能力。根据本节教材特点，在教学中我对学生主要进行了以下学习方法的指导： 1、图解分析 2、模型建构 3、快速阅读 4、归纳概括5、分工合作教学重点(1)基因工程的基本原理。（2）基因工程的操作步骤教学难点（1）限制酶

4、和运载体的作用（2）提取目的基因的方法和目的基因导入受体细胞的途径教学步骤（体现教学内容、教学问题设计、时间安排、板书设计、学法指导、作业布置和预习等）教学方法教学手段 【新课引入】展示几种怪物的图片，并以“如何让普通热带斑马鱼也发荧光”为引子，板画导出基因工程的基本流程。乙生物取出优秀基因“剪切”“拼接”表达甲生物新类型新的生物产品教师设问：1、 用杂交能不能得到这样的生物？2、 为什么不是用性状？而是用基因？复习“基因控制性状”的知识。（板书）第2节 基因工程及其应用【讲授新课】设问：1 什么是基因工程？【教师讲述】把甲生物的优秀基因剪切出来，拼接到乙生物体内并得以表达，这就是基因工程。2

5、 要实现这一目标，应该解决哪些问题？展示问题：（1）如何获得目的基因？（2）如何将目的基因导入受体细胞？（3）目的基因是否表达？播放：基因工程操作的基本步骤【学生活动】按照falsh动画播放顺序，将教师提供的DNA一条链和环形质粒上的碱基对补充完整。【教师设问】1在生物学上作为获取目的基因的“剪刀”是什么？【教师讲解】限制酶主要来自细菌等微生物体。因为微生物容易受到外源DNA的干扰，而限制酶可以切除这些外源DNA，使其失活，是对自身生存的一种保护。EcoR只是已知多种限制酶中的一种。EcoR是一种从细菌中发现的能在特定位置上切割DNA分子的酶，其特定的识别序列是GAATTC，特定的切点是在G和

6、A之间。播放基因操作第一步骤：目的基因的获取【学生活动】学生以两人为一小组，以EcoR为例，构建重组DNA分子模型，体验DNA剪切拼接的重组过程。 操作1：以EcoR切割该DNA分子，观察并叙述其结果。引出黏性末端。操作2：以EcoR切割两个不同的DAN分子，观察并叙述其结果。操作3：用不同的限制酶来切割相同的DNA分子，观察并叙述其结果。教师要启发学生思考，你的每个动作都代表什么含义？让模拟制作真正体现辅助教学的价值。【教师引导】小组分析讨论，以上操作产生的结果说明了什么？【师生共同总结】同一种限制酶切割不同的DNA，可以产生相同的黏性末端，相同的黏性末端可以碱基互补配对。而不同的限制酶切割

7、同一种DNA也会形成不同的黏性末端。课件演示：从DNA分子结构角度，演示限制酶的切割点，从而认识限制酶的作用部位是磷酸二酯键。强化训练1 动画演示切割之后，让学生说出该限制酶识别的特定序列及产生的黏性末端序列【学生活动】以EcoR切割质粒看看获得什么结果，将目的基因拼接上去。【教师设疑】1从图上可知限制酶切割的是什么部位？（3-5-磷酸二酯键）2切割后，如果再把两个片段连接起来则需要哪个工具呢？在哪连接呢？（DNA连接酶在断口处连接）【教师讲解】由此可知，限制酶破坏的是磷酸二酯键，而DNA连接酶是连接磷酸二酯键的。因此我们形象地把DNA连接酶比喻成是基因的针线。播放基因操作第二步骤。【教师讲解

8、】播放基因操作的第三步 运载体的特点有了限制酶可以剪切我们所需要的目的基因，但目的基因不能直接进入受体细胞，它需要一种特殊的工具协助它导入受体细胞，这就是运载体。教师指导学生认识手中质粒示意图，了解质粒的结构及特点*细胞拟核或细胞核以外的小型的环状DNA分子；*能够自主复制*具有多个限制酶的切点；*含有标记基因介绍质粒作为运载体的条件：1、容易得到2、能与目的基因结合3、能进入受体生物细胞并在受体生物细胞内复制并表达；关于运载体的特点，老师不必作过多的讲解，但标记基因要结合基因工程的第四个操作步骤“目的基因的检测和表达”来重点介绍。教师可启发学生思考下列问题假设某细菌质粒上抗生素抗性基因为抗四

9、环素的基因。并用此细菌的质粒作运载体，将人的胰岛素基因导入另一种受体细胞（一种不抗四环素的细菌）内。你怎样才能知道目的基因是否导入受体细胞？怎样才知道基因工程是否成功？由此题学生会很容易明白运载体上的标记基因的作用是为了筛选导入重组DNA的受体细胞，而目的基因控制的性状的产生与否才是基因工程是否成功的标志。【教师讲解】第四步目的基因的表达和检测大量的受体细胞接受不多的目的基因。处理的受体细胞中真正摄入了目的基因的很少，必须将它从中检测出来。 将每个受体细胞单独培养形成菌落，检测菌落中是否有目的基因的表达产物。淘汰无表达产物的菌落，保留有表达产物的进一步培养、研究。在四个步骤学习完成之后再播放一

10、遍基因工程的操作步骤，指导学生看书，归纳出基因工程的概念，完成下列课堂练习。【课堂小结】一、基因工程概念：又叫做 或 。通俗的说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里， 地改造生物的 。原理是： 。操作水平： 。结果： 地改造生物的遗传性状，获得人类所需要的品种。二、基因工程的基本步骤第一步： 的获取 。第二步： 和 的结合。第三步：将 导入 。第四步： 目的基因的 和 。 三、基因工程用到哪些工具？第一步目的基因的获取 第二步目的基因和运载体的结合 第三步将目的基因导入到受体细胞 第四步目的基因的表达和检测四、上课动手做的是基因操作的连几

11、个步骤？【课堂练习】实施基因工程的第一步的一种方法是把所需的基因从供体细胞内分离出来，这要利用限制性内切酶。一种限制性内切酶能识别分子的顺序，切点在和之间，这是利用了酶的（）高效性专一性多样性催化活性易受外界影响2.采用基因工程的方法培育抗虫棉，下列导入目的基因的作法正确的是（ ）将毒素蛋白注射到棉受精卵中将编码毒素蛋白的序列，注射到棉受精卵中将编码毒素蛋白的序列，与质粒重组，导入细菌，用该细菌感染棉花体细胞，再进行组织培养。将编码毒素蛋白的序列，与细菌质粒重组，注射到棉花的体细胞中。【课后作业】1、以同桌为单位运用基因工程方法，设计在大肠杆菌体内合成人类的胰岛素的工程方案，下节课上展示设计成果。2、了解基因工程在生活中的应用例子，谈谈你的看法！ 学生讨论回答学生讨论回答学生动手，复习旧知识 学生合作学习讨论回答学生动手操作，合作完成学生讨论学生当场讨论回答，互相补充教学反思（教学随笔）-第 5 页-