《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

2、的聯(lián)系。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?！窘虒W(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。（）通過制作模型的活動(dòng)來模擬基因工程的操作過程，使學(xué)生在理解步驟的同時(shí)，切身體會(huì)基因工程的主要過程。（）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)圖能力和語言表達(dá)能力。2. 過程與方法：（）用現(xiàn)實(shí)生活中的幾個(gè)實(shí)例，引入基因工程的概念。（）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。（）能過FLAS動(dòng)畫，讓學(xué)生直觀的了解基因工

3、程的全過程。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)】(1) 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)生無法體驗(yàn)其過程， 為了達(dá)成教學(xué)目標(biāo)

4、， 根據(jù)教學(xué)基本內(nèi)容及學(xué)生的知識(shí)水平， 我們?cè)O(shè)計(jì)了過程實(shí)例分析和制作模型模擬DNA重組，在此過程中體會(huì)和理解基因工程的基本過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)問題情境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

5、下學(xué)習(xí)方法的指導(dǎo)：1、圖解分析2 、模型建構(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)過程設(shè)計(jì)】教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)教師活動(dòng)計(jì)和教學(xué)內(nèi)學(xué)生活動(dòng)意容圖【 新 課 引展示幾種怪物的圖片，并以“如何讓普通熱帶斑馬魚入】也發(fā)熒光”為引子，板畫導(dǎo)出基因工程的基本流程。甲生物【 講 授 新課】1 、基因工程的定義取出優(yōu)秀“剪切 ”基因“拼接 ”乙生物表達(dá)新類型新的生物產(chǎn)品教師設(shè)問：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)用設(shè)問：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，拼接到乙生物體

6、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(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)】2 、按照 falsh 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?；蚬こ獭窘處熢O(shè)問】操作的三1在生物學(xué)上作為獲取目的基因的 “剪刀” 是什么？種工具【教師講解】限制酶主要來自細(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)。EcoR只是已知多種限制酶中的一種。EcoR是一種從細(xì)菌中發(fā)現(xiàn)的能在特定

7、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。3 、基因工程的操作步播放基因操作第一步驟：目的基因的獲取驟教師要啟發(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。【教師引導(dǎo)】小組分析討論，以上操作產(chǎn)生的結(jié)果說明了什么？【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)生說出該

8、限制酶識(shí)別的特定序列及產(chǎn)生的黏性末端序列讓學(xué)生對(duì)基因工程的整學(xué) 生 以兩 人 為 個(gè)一小組，以 EcoR 過為例，構(gòu)建重 程組 DNA 分子模 有型，體驗(yàn) DNA個(gè)剪 切 拼接 的 重整組過程。體操作 1：以 EcoR印切割該 DNA象分子，觀察并敘述其結(jié)果。 引出黏性末端。操作 2：以 EcoR 切 割兩 個(gè) 不同的 DAN 分子，觀 察 并敘 述 其結(jié)果。操作 3：用不同的 限 制酶 來 切割相同的 DNA分子，觀察并敘述其結(jié)果。以 EcoR切割加深質(zhì) 粒 看看 獲 得學(xué)什么結(jié)果， 將目生的 基 因拼 接 上貴去。磷酸【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

9、鍵）2切割后，如果再把兩個(gè)片段連接起來則需要哪個(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?！窘處熤v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，它需要一種特殊的工具協(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

10、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“目的基因的檢測(cè)和表達(dá)”來重點(diǎn)介紹。教師可啟發(fā)學(xué)生思考下列問題假設(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?qū)肓硪环N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。【

11、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。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。二酯鍵的理解以及限制酶的作用4 、課堂小結(jié)5、課堂練習(xí)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，完成下列課堂練習(xí)。【課堂小結(jié)】一、基因工程概念：又叫做或。通俗的說，就是按照人們的意愿，把一種生物的某種基因提取出來，加以修飾改 造 ， 然 后 放 到 另 一 種 生 物 的 細(xì) 胞 里 ，地改造生

12、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第一步：的獲取 。第 二 步 ：和的結(jié)合。第 三 步 ： 將導(dǎo)入。第四步：目的基因的和。三、基因工程用到哪些工具？第一步目的基因的獲取第二步目的基因和運(yùn)載體的結(jié)合第三步將目的基因?qū)氲绞荏w細(xì)胞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)】實(shí)施基因工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，這要利用限制性內(nèi)切酶。一種限制性內(nèi)切酶能識(shí)別分子的順序，切點(diǎn)在和之間，這是利用了酶的（）高效性專一性多樣性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（）將毒素蛋白注射到棉受精卵中將編碼毒素蛋白的序列，注射到棉受精卵中將編碼毒素蛋白的序列，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)。將編碼毒素蛋白的序列， 與細(xì)菌質(zhì)粒重組，注射到棉花的體細(xì)胞