基因工程及其应用教学设计

第1篇：基因工程及其应用—教学设计2

《基因工程及其应用》教学设计 求是高级中学 赵文俊

一、教学内容分析

本节课内容是人教版生物必修二第六章第二节内容。包括以下三方面内容：基因工程原理、基因工程的应用、转基因生物和转基因食品安全性。

本节简要介绍了基因工程的原理，使学生对基因工程有一个基本的认识。为了避免与选修3中基因工程的内容重复，教材没有过多地展开介绍。教材结合实例介绍了基因工程在作物育种、药物研制、环境保护等方面的应用，最后，将重点放在对转基因生物和转基因食品安全性的讨论上。

二、学生情况分析

学生通过前面的学习已经掌握了不少培养生物新品种的方法，杂交育种、诱变育种、单倍体育种、多倍体育种等方法都局限于同一物种进行的操作。能否跨越物种的界限呢？通过身边的实际可激发学生学习兴趣，引入基因工程的概念。学生之前在已经学习了主要遗传物质DNA的结构、基因的概念和功能、基因重组，对于理解基因工程中的“剪切连接”有一个物质基础。

三、教学目标及教学重难点

（一）教学目标 1．知识与技能目标：

（1）简述基因工程的基本原理。

（2）举例说出基因工程在农业、医药等领域的应用。（3）收集基因工程所取得的成果以及发展前景。2．过程与方法目标：

（1）培养学生信息解读和知识迁移转化的能力。（3．情感态度价值观目标：

（1）关注转基因生物和转基因食品的安全性。

（2）通过辩论，使学生体验参与社会问题的讨论和决策的方法。（3）通过学习了解我国基因工程的发展前景及成果，激发学生对于生物知识的兴趣，开阔学生的思路，养成学生的爱国主义热情，树立在学习上努力刻苦的决心。

（二）教学重难点：

1．教学重点

（1）基因工程的基本原理。（2）基因工程的安全性问题。2．教学难点

（1）基因工程的基本原理。（2）转基因生物与转基因食品的安全性。

五、教学过程

1．导入：思考：棉花无抗棉铃虫性状（细胞中无抗虫基因及其等位基因），但苏云金芽孢杆菌的细胞中有抗棉铃虫基因，我们怎样才能获得抗虫棉呢？能用杂交育种吗？能用诱变育种吗？

2.基因工程的概念：基因工程，又叫做 技术或。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。（以抗虫棉为例，对概念进行说明，便于学生理解）3.以抗虫棉为例，和学生一起探讨基因工程的一般步骤，在一般步骤的学习过程中，掌握基因操作的工具。4.用一个语音视频对基因工程的一般步骤加以巩固。5.学生自主学习基因工程的运用

6.用一段新闻帮助学生正确认识转基因食品的安全性问题。

六、板书设计：

第二节基因工程及应用

（一）基因工程 1.概念 2.原理 3.步骤

（1）提取目的基因（限制酶）

（2）目的基因与运载体结合（连接酶 运载体）（3）将目的基因导入受体细胞（4）目的基因的检测和鉴定

（二）基因工程的应用

（三）转基因生物和食品的安全性

七、教学反思

八、课后检测：

1.基因工程的正确操作步骤是: ①使目的基因与运载体结合 ②将目的基因导入受体细胞

③检测目的基因的表达是否符合特定性状要求 ④提取目的基因

A ③ ② ④ ① B ② ④ ① ③ C ④ ① ② ③ D ③ ④ ① ②

2.要使目的基因与对应的载体重组，所需的两种酶是()

①限制酶 ②连接酶 ③解旋酶 ④还原酶

Ａ．①② Ｂ．③④ Ｃ．①④ Ｄ．②③ 3.下列关于基因工程的叙述中,正确的是 A.限制酶只用于提取目的基因 B.细菌体内的环状DNA均可作运载体 C.DNA连接酶可用于目的基因和运载体的连接 D.重组DNA分子一旦进入受体细胞,基因工程则完成 4.以下说法正确的是: A.目的基因是指重组DNA B.一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列 C.DNA重组所用的工具酶是限制酶、连接酶和运载体

D.只要受体细胞中含有目的基因，目的基因就一定能够成功表达

5.2006年.四川）用基因工程技术可使大肠杆菌合成人的蛋白质。下列说法不正确的是

A.常用相同的限制性核酸内切酶处理目的 基因和质粒 B.DNA连接酶和RNA聚合酶是构建重组质粒必需的工具酶 C.可用抗生素的培养基检测大肠杆菌中是否导入了重组质粒 D.导入大肠杆菌的目的基因不一定能成功表达.

第2篇：2 基因工程及其应用 教学设计 教案

教学准备

1.教学目标

1、简述基因工程的基本原理。

2、举例说出基因工程在农业、医药等领域的应用。

3、收集基因工程所取得的成果以及发展前景。

4、通过对书中插图、照片等的观察，学会科学的观察方法，培养学生收集和处理科学信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力。

2.教学重点/难点

1.教学重点：

（1）基因工程的基本原理。（2）基因工程的安全性问题。2.教学难点：

（1）基因工程的基本原理。

（2）转基因生物与转基因食品的安全性。

3.教学用具

教学课件

4.标签

教学过程

一、导入

多媒体展示一组图片，能发光的水母、不能发光的热带斑马鱼、超级小鼠超级鱼等图片，然后介绍，图片中这些生物的出现是基因“嫁接”的结果，提出问题，二、问题讨论

1.为什么能把一种生物的基因“嫁接”到另一种生物上？ 2.推测这种“嫁接”怎样能实现？ 3.这种“嫁接”对品种的改良有什么意义？

我们今天就来学习这方面的知识，基因工程及其应用。1973年美国科学家科恩创立了定向改造生物的新技术-----基因工程。

引导学生进行探究：从糖尿病治疗实例入手，共同研究基因工程及有关的技术。组织学生讨论分析：治疗糖尿病的药物是什么？用什么方法获得胰岛素才能满足社会需要呢？

大多同学想到从动物胰脏中提取，这确实是获得胰岛素的一种方法。科学家运用这种方法提取胰岛素，结果每100Kg胰脏只能提取4--5g胰岛素，不仅需要消耗大量的动物肝脏，而且提取过程复杂，必然是产量低、价格昂贵，远远满足不了社会的需要。还有没有其他更好的方法？

学生各叙己见，教师归纳引出基因工程的方法。目前成功的做法是：把胰岛素基因从人的DNA分子上剪下，与大肠杆菌的DNA分子拼接成新的DNA，再把新的DNA导入大肠杆菌，用大肠杆菌来生产人的胰岛素！

问题探究：为什么想到用大肠杆菌来生产胰岛素呢？易培养，繁殖速度快。

三、假设模型

（一）基因工程的原理

组织学生讨论分析：DNA分子的直径只有2.0nm,粗细只有头发丝的十万分之一，长度也是极其短小的，一般以µm为单位，如大肠杆菌的DNA长度为1.36µm.在如此微小的DNA分子上进行剪切和拼接，是一项非常精细的工作，这些工作的完成需要一些特殊的工具。

问题探究：

组织学生讨论分析：用什么方法才能把胰岛素基因切下来呢？ 有的同学想法很好，用酶。科学家把这样的酶叫作：

1、限制性核酸内切酶，形象的比喻为“基因的剪刀”。

组织学生讨论分析：限制性核酸内切酶为什么能切割DNA，这与它的特点有关，限制性核酸内切酶的特点是什么？ 得出：每种限制性核酸内切酶只能识别特定的核苷酸序列，并在其中特定的位点上切割DNA分子。

组织学生讨论分析：用限制性核酸内切酶切割DNA分子后，其切口处露出什么结构？ 生：黏性末端。

师：用限制性核酸内切酶切割DNA分子后，露出几个黏性末端？ 生：二个。

师：这两个黏性末端有什么特点？ 生：其上的碱基可以互补配对。

师：黏性末端的出现对DNA的拼接有意义吗？为什么？

生：有意义，用同一种限制性核酸内切酶切割两种来源不同的DNA，可以得到互补配对的黏性末端，把两者的黏性末端连起来，就能把一个DNA中的基因剪下并拼接到另一个DNA分子上。

师：很好。

2.基因针线：DNA连接酶

师：现在我们接着上面讨论，如何将胰岛素基因切下并与大肠杆菌的DNA拼接？ 生：用同一种限制性核酸内切酶分别切割胰岛素基因和大肠杆菌DNA，可以得到互补配对的黏性末端，把两者的黏性末端连起来，就可以把胰岛素基因拼接到大肠杆菌DNA分子上。

师：通过上述技术能将两个DNA完全拼接成一个新的DNA吗？ 生：不能。

师：为什么？还需要怎么办？ 生：还需要用DNA连接酶连接。师：DNA连接酶的作用是什么？

生：把DNA这把“梯子”的扶手断口处连接起来。3.基因的运输工具：载体

师：下面还要请大家思考：切下的人的胰岛素基因与大肠杆菌的什么结构相拼接才能顺利导入大肠杆菌呢？

生：质粒。

师：质粒的作用、本质及对受体细胞的影响如何？

生：质粒的作用是运输工具，质粒的本质是环状DNA，对细胞没有不良影响。师：常用的载体有哪些？最常用的载体是什么？

生：常用的载体有质粒、噬菌体及一些动植物病毒，最常用的载体是质粒。师：有了上述工具我们就可把把胰岛素基因拼接到大肠杆菌DNA分子上去，再请同学总结一下：把胰岛素基因从人的DNA分子上剪下，与大肠杆菌的DNA分子拼接成新的DNA，用到的工具有哪些？这些工具的作用是什么？

生：基因的剪刀：限制性核酸内切酶；基因针线：DNA连接酶；基因的运输工具：载体。

师：下面向大家展示人的胰岛素基因从人的DNA分子上切下，再拼接到大肠杆菌的质粒DNA上去以及大肠杆菌生产胰岛素的全过程。

（过程展示）

（二）、基因工程的有关概念 师：什么是目的基因？

生：人们所需要的特定基因叫目的基因。师：什么是受体细胞？

生：人们所需要的特定基因导入的细胞称为受体细胞。师：什么是重组DNA？

生；来源不同的DNA在体外，经过一定人工“剪切”和“拼接”形成新的DNA叫重组DNA。师：什么是基因工程？

生：基因工程又叫重组DNA技术，是指在体外通过人工“剪切”和“拼接”等方法，对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入受体细胞进行无性繁殖，使重组基因在受体细胞内表达，产生人类需要的基因产物。

师：重组DNA导入受体细胞后还需什么重要步骤才能完成大肠杆菌生产胰岛素的全过程？

生：还有重组DNA的扩增，目的基因的产物表达等。师：扩增是指目的基因进入受体细胞后随受体细胞的繁殖而

复制，获得大量目的基因的过程；目的基因的产物表达是指目的基因进入受体细胞后能产生特定的产物的过程。这两步的完成才能说明基因工程的全过程的完成。

（三）、基因工程的步骤

师：基因工程的一般过程包括哪些基本步骤？

生：基因工程的基本步骤包括获取目的基因，目的基因与运载体结合，形成重组DNA，重组DNA导入受体细胞并进行扩增，目的基因的产物表达等。

(课件展示)师：下面请各学习小组代表上台，交流学习成果。

（四）、基因工程的应用

1.用基因工程的方法设计抗软化番茄的培育过程。

2.用基因工程的方法设计能生产人的干扰素的大肠杆菌的培育过程。 3.用基因工程的方法设计能生产鸡蛋白的大肠杆菌的培育过程。4.用基因工程的方法设计能吐出蚕丝的大肠杆菌的培育过程。5.我国在基因工程方面的成就有哪些？

（五）、转基因食品的安全性讨论 结束语 师：同学们今天我们共同探索了基因工程及有关的技术，在课上很多同学表现出了聪明和才智。

基因工程是现代生物技术的尖端学科，基因工程还有很多需要探索的课题，随着基因工程技术的不断完善和成熟，基因工程将造福人类，基因工程专业正成为大学最热门的专业，相信不远的将来，在座的同学中一定有世界级基因工程专家！

课堂小结

本节的内容信息量大、专业术语较多，在教学中学生不易理解，所以在教学过程中教师要注意调动学生的积极性，通过不断地质疑引导学生的思维，将复杂的知识简化，让学生直观地、自然地接受本节的知识。本节的内容涉及的概念和名称较多，教师应指导学生对本节知识中出现的概念，名称进行比较加以区别。例如，基因工程的概念、目的基因的概念、供体细胞与受体细胞的区别，重组质粒与重组DNA分子的区别，目的基因的检测与表达的区别等。在教学中应搞好组织工作，处理好各种媒体的使用，做到恰到好处，点到为止。处理好学生的讨论，交流与操作的关系，掌握好教学过程中的时间分布，做到心中有数。

在教学中要敢于放手，对于学生可以理解的内容尽量让学生独立思考和解决，教师在其中只作为教学的指导者，这样不仅可以培养学生的创新意识和实践能力，也可以锻炼学生的自主学习能力，同时也有利于学生的个性发展和认知水平的提高。教学过程要体现主体性和科学性的现代教育理论和原则，使学生全员参与到教学过程的整个探究中，并在平衡——不平衡——平衡中不断得到丰富、提高和发展。在知识内容方面，由于本节的知识较抽象，有条件的学校最好制作多媒体课件或相关的网页，这就需要教师具备一定的计算机软件开发能力，教师与学生都要具备一定的计算机操作使用基础，才能上好本课。

本节的内容要求学生掌握的层次是了解水平，教师可以适当的将课本的知识延伸，既可以提高学生对生物学科的兴趣，又可以锻炼学生的观察、思维、归纳、协作能力。但是教师在适当扩充延伸知识的同时，不要忽视本课知识点的掌握。

板书

第6章 从杂交育种到基因工程 第2节 基因工程及应用

第3篇：6.2基因工程及其应用 教学设计案例

一、教学目标的确定

课程标准中与本节内容相对应的具体内容标准是：关注转基因生物和转基因食品的安全性，这也是本节要达成的主要教学目标。课程标准并未明确指出本章要讲述基因工程的内容，考虑到本章教材知识体系的完整性，以及学生达成上述目标所需要的知识基础，本节还将简述基因工程的基本原理，举例说出基因工程在农业、医药等领域的应用作为教学目标。

二、--思路

第一课时--流程图如下。

第二课时--流程图如下。

三、教学实施的程序

教师组织引导

学生活动

教学意图

教师通过图片和音像资料展示基因工程产品，如种子、水果、疫苗或药物等，引入课题。

教师利用问题探讨，提出问题，组织学生讨论、交流看法。

·为什么能把一种生物的基因嫁接到另一种生物上？

·推测这种嫁接怎样才能实现？

·这种嫁接对品种的改良有什么意义？

教师小结：从杂交育种的局限性切入，人类可以利用基因工程技术按照自己的意愿直接定向改变生物。说明本节教学目标。

教师肯定学生合理的想法，引发思考。

你的想法很好，可是用什么样的方法才能实现你的设想呢？

教师用类比的方法引导学生思考基因工程的大致步骤和所需要的工具：剪刀、针线、运载体等。并用问题启发学生：你能想像这种‘剪刀加浆糊’式的‘嫁接’工作在分子水平的操作，其难度会有多大吗？

用同一种限制性内切酶切割后的dna片断其末端可以用连接酶来缝合（参考教科书插图6?4）。这样剪切拼接就可以形成重组的dna分子。

将学生分成4个人一组，发给所需材料，可将构建模型的文字指导（参见选修3《现代生物科技专题》p.6重组dna分子的模拟操作），复印后发给各组。

教师提出问题：

1.在制作模型时用到的工具（剪刀和不干胶）各代表什么？比较剪切后的dna片断的末端切片，你发现有什么特点呢？

2.回顾在模型构建过程中，每一步的操作和所用到的工具以及形成的产品，你对重组dna的操作有什么新的理解？

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。

教师用图片或课件动画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。

·借宿于细菌、霉菌、酵母菌等细胞里，对细胞的正常生活几乎没有影响。

·能够自主复制。

·可以容易地从细胞中取出或放入。

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。

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。

启发学生思考：想像科学家在分子水平上进行这一操作的精确性。

教师小结本节内容。

布置学生课下搜集基因工程应用的事例及其价值的资料；搜集有关基因工程技术安全性方面的报道、法规等的资料。

课堂作业、课后练习：基础题

1、2、3；拓展题。

复习基因工程操作的基本步骤和重要工具。

检查课前收集到的有关基因工程应用的资料。

导入新课：基因工程的应用。

指定几名学生汇报，其他人补充。

学生阅读教科书p.104的内容。

教师总结，并从具体事例引入关于转基因生物和转基因食品安全性的争议，启发学生对其安全性问题进行讨论。

学生分组讨论，教师强调支持某一观点的论据要充分，要注意科学性、客观性和逻辑性。

在学生讨论的基础上，与学生协商或按小组指派某个角色，安排角色扮演活动。

教师可将角色扮演的程序、规则和具体要求以及评价标准事先复印好，分发给各组，引导学生以小组为单位讨论并形成陈述报告要点。

模拟听证会

议题：近来，一些市民和媒体纷纷向市政府反映了他们对转基因农产品或转基因食品安全性的担忧，呼吁市政府制定条例对转基因生物及转基因食品的生产和销售加以控制。请你作为a-f中的任一角色参加听证会，就是否应当对转基因生物与转基因食品加以限制发表你的看法。

要求：观点正确，论据充分，注意科学性，客观性和逻辑性。

听证会程序：

1.决策部门的主管陈述听证会议题及议程（规则）；

2.控辩双方分别陈述各自的主张；

3.辩论阶段；

4.法律专家代表陈述我国和世界各主要国家和地区的有关法律法规；

5.表决有关条例决议案。

师生共同总结，对活动过程和结果做出合理评价。

教师依据教科书p.107的本章小结，对本章内容进行简要总结。

学生观察、传看。

学生列举自己知道的基因工程产品及利用的例子。

学生分组讨论。

学生设想用类似的方法来改造某种生物，使其符合人们某种特定需要，说出具体设想。各小组选派代表陈述观点。

学生回忆并思考杂交育种的局限性以及基因工程的应用。

明确本节的学习目标。

学生头脑中设想嫁接的过程。

学生跟随教师的引导，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。

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。并思考教师提出的问题。

学生回答并交流对重组dna技术的理解。

学生观看图片或课件，了解质粒的特点及其运载体功能。

学生和教师一起归纳基因工程操作的几个步骤。

回忆并回答教师提出的问题。

汇报并交流课前收集资料的情况。

汇报、交流。

学生分组，四人一组，对教科书p.105资料分析中的两种观点进行思考、讨论，找出支持某一观点的有力论据。

学生站在所扮演角色的立场上，收集证据，按规定程序陈述。

每个小组选择其中一个角色，准备陈述提纲和辩论材料，做到尊重科学、体察民意、以理服人、客观公正、民主决策。

学生参与总结和评价。

从具体的事例出发，集中学生注意力。

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。

类比能使学生形象地理解剪、接、导的过程。

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。

只要归纳其大致过程即可，不必加深扩展。

为下节课的学习和讨论做准备。

掌握学生课前准备的情况。

基因工程的应用最好由学生自己列举，教师总结归纳。

通过讨论，激发兴趣，引起学生的关注。

通过角色扮演活动，摆事实、讲道理，培养学生的民主意识和应用所学知识参与公共事务决策的公民意识。

体验科学、技术对社会的影响。达到激趣、引思、导辩、表达、交流、倾听等效果。

客观公正的评价和总结有利于激发和调动学生参与课堂教学活动的积极性和主动性。

教师帮助学生理出本章的主线，强化sts教育。

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