市場營銷第三章第四節(jié)基因工程簡介

1、PAGE PAGE 18第四節(jié) 基因工程簡介 教學目標 1知識方面 （1）基因工程的概念（知道）。 （2）基因操作的工具和基本步驟（知道）。 （3）基因工程所取得的成果以及發(fā)展前景（知道）。 2態(tài)度觀念方面 （1）通過學習基因操作的工具和基本步驟，形成結構與功能相統(tǒng)一的基本觀點。 （2）通過學習了解基因工程的發(fā)展前景及成果，培養(yǎng)理論聯(lián)系實際的良好學風。 （3）通過學習了解我國基因工程的發(fā)展前景及成果，激發(fā)學生對于生物知識的興趣，開闊學生的思路，培養(yǎng)學生的愛國主義熱情，樹立在學習上努力刻苦的決心。 3能力方面 （1）通過對書中插圖、照片等的觀察，學會科學的觀察方法，培養(yǎng)觀察能力。 （2）能利用課

2、本以外的資料和信息解決課內學習中發(fā)現(xiàn)的問題，從而培養(yǎng)學生自主學習能力，為終身學習、后續(xù)學習打下堅實的基礎。 （3）通過對基本概念、基本原理、科學方法的正確理解和掌握，逐步形成比較、判斷、推理、分析、綜合等思維能力，具備能運用學到的生物學知識評價和解決某些實際問題的能力。 （4）通過對基因操作基本步驟的學習，使學生在理解步驟的同時，舉一反三，對于其他基因工程操作實例做到能理解、能介紹，從而培養(yǎng)學生對相關知識的理解能力及良好的語言表達能力。 （5）通過引導學生在網上的探究活動，改變學生傳統(tǒng)的學習方式，引導學生主動參與，樂于探究，培養(yǎng)學生收集和處理科學信息的能力、獲取新知識的能力、分析和解決問題的能

3、力及交流與合作的能力。 重點、難點分析 1教學重點及分析 （1）基因操作的工具和基本步驟。 （2）基因工程在醫(yī)藥衛(wèi)生方面的重要作用。 （3）基因工程在農牧業(yè)方面取得的成果及前景。 對于基因操作的工具，需要通過教師的啟發(fā)引導，使學生理解基因操作是在分子水平上進行的操作，從而使學生形象地理解操作工具的重要性及各種工具的作用；對于基因工程的基本步驟，要求學生在掌握四大基本步驟的基礎上，從基因結構的角度，理解每一步驟實施的基本過程和原理。 對于基因工程在醫(yī)藥衛(wèi)生和農牧業(yè)方面的成果與前景，主要是使學生掌握大量的基因工程應用方面的信息，了解諸方面的應用實例，通過對基因工程最新成果的了解，拓展學生的知識領域

4、，開闊學生的思路，激發(fā)學生對生物學知識的興趣，挖掘學生的學習潛力。 2教學難點及分析 （1）限制性內切酶和運載體的作用。 （2）提取目的基因的方法和目的基因導入受體細胞的途徑。 （3）基因診斷和基因治療的原理。 對于限制性內切酶和運載體的作用，要在看懂課本示意圖的基礎上，理解限制酶的特異性及特定的堿基序列，從結構上掌握運載體，尤其是質粒的有關知識，為理解基因操作的基本步驟打下基礎；對于提取目的基因的方法和目的基因導入受體細胞的途徑，在教學過程中要使學生將抽象靜止的過程理解為動態(tài)的過程，注意區(qū)分各種方法之間的區(qū)別和優(yōu)勢，注意區(qū)分易混的概念，并指導學生理解有關基因操作方面的前沿技術，同時也可以啟發(fā)

5、學生搜集資料，激發(fā)學生的生物學興趣。 對于基因診斷和基因治療的原理，要使學生在對比的基礎上，理解二者的區(qū)別及各自的應用實例，也可讓學生搜集大量的資料，擴展學生的知識范圍，通過對資料實例的分析理解二者的區(qū)別。 教學模式 探究式、資源式教學模式。 教學手段 普通學校可充分利用教材中的插圖和照片，通過學生觀察理解本節(jié)內容。也可以利用掛圖和自制幻燈片。有條件的學?？衫娩浵褓Y料或計算機輔助教學，制作相應的多媒體課件，將抽象靜止的過程變?yōu)閯討B(tài)直觀的過程，便于學生理解。也可以采用網絡信息技術，將大量的信息和資源放在相關的網頁中。讓學生在瀏覽的同時獲得知識，即鍛煉了觀察思維能力，也培養(yǎng)了學生良好的自學能力。

6、 課時安排 三課時。 設計思路 本節(jié)內容包括兩個主要方面：一是基因工程的基本內容，二是基因工程的成果與發(fā)展前景。 1對于基因工程的基本內容而言，既是學生進入高中以來第一次接觸到的生物工程方面的有關內容，又是生物工程中四大主要工程的重點和難點，其知識內容比較抽象和復雜，屬于生物科學中的前沿科學。對于基因工程的知識學生理解和接受起來都十分困難，這就需要教師根據(jù)不同學生的特點，根據(jù)教材對該知識的要求，引導學生通過多方面的觀察和思考，鍛煉學生處理和理解信息的能力。 對于基因工程的概念，教材中以兩種形式進行表述：一是基本概念，二是通俗概念。這就要求教師從不同角度引導學生去積極理解生物工程概念的內涵，由此

7、概括和簡要地領會基因工程的基本內容，并為以后內容的展開、提出疑問埋下伏筆。 對于基因操作的工具，教師要不斷地設置疑問，一步一步地引導學生去理解各基因操作工具的特點和用途，同時輔以直觀的教學手段（幻燈、掛圖或制作多媒體課件）演示各基因操作工具的具體作用過程，使學生更直觀簡明地理解。 對于基因工程的基本步驟，教師應引導學生在充分觀察的基礎上，掌握基因操作的四大基本步驟，可利用多媒體課件或書中的彩圖讓學生直觀地掌握基本步驟的順序，再通過不斷質疑，指導學生理解每一步驟中的具體操作，尤其要理解和弄懂提取目的基因的方法和目的基因導入受體細胞的途徑。 2對于基因工程的成果與發(fā)展前景，教師應充分利用計算機網絡

8、信息技術，進行網絡環(huán)境下的信息化教學。在進行教學的過程中，教師應指導學生測覽相應的信息資料，并提出相應的問題或自主探究的課題；通過學生的例覽和分析，歸納整理相應的信息，并對每個課題的內容進行總結；通過小組的討論歸納，將每個課題的內容分別在組內交流，最后進行全體同學的交流和討論。學生可以在網上提出相應的問題，教師或學生都可以參與其中進行交流和討論。最后教師對整節(jié)課的知識內容進行小結和歸納，并強調所要掌握的知識點。學生通過對基因工程的成果與發(fā)展前景的學習，獲得大量的生物學科信息，開拓了學生的知識面，提高了對生物學科的興趣。第一課時一、激發(fā)情趣、復習導入、引出新課 眾所周知，對于大多數(shù)生物而言， D

9、NA是主要的遺傳物質，有遺傳效應的DNA片段叫基因，生物之所以體現(xiàn)出各種形態(tài)是基因表達的結果。但是各種生物間的性狀千差萬別這是為什么呢？ 提出問題，引導學生回答：生物體的不同性狀是基因特異性表達的結果。 教師演示幻燈或利用多媒體課件列舉幾種生物的不同性狀，如下： 1青霉菌能產生對人類有用的抗生素青霉素。 2豆科植物的根瘤菌能夠固定空氣中的氮氣。 3人的胰島日細胞能分泌胰島素調節(jié)血糖的濃度。 以上幾種生物各自有其特定的性狀，這些性狀都是基因特異性表達的結果，但是人類能不能改造基因呢？能不能使本身沒有某個性狀的生物具有某個特定性狀呢？例如，讓禾本科植物能夠固定空氣中的氮氣；讓微生物生產出人的胰島素

10、、干擾素等藥物。這樣既節(jié)省了人力，又簡化了生產，同時還不會對環(huán)境造成污染。這種設想能實現(xiàn)嗎？回答是可以的。通過科學家們的不斷努力，在20世紀70年代終于創(chuàng)立了一種能定向改造生物的新技術基因工程。 根據(jù)具體實例提出假設，引導學生思考，激發(fā)學生求知、探究的欲望，同時引出本節(jié)課題：第四節(jié)基因工程簡介 二、講授新課 1基因工程的概念 對于基因工程的概念，教師應在指導學生閱讀教材的基礎上，讓學生理解基因工程概念的兩種不同的表述方式（標準概念和通俗概念），并通過提問的方式指導學生找出概念中的關鍵詞語，便于學生的記憶，最后由教師歸納列表，引導學生獨立完成。 基因工程的別名基因拼接技術或DNA重組技術操作環(huán)境

11、生物體外操作對象基因操作水平DNA分子水平基本過程剪切拼接導入表達結果人類需要的基因產物對于概念的學習，學生往往不夠重視，但是生物學概念又是學生必須了解和掌握的。這就需要教師能夠利用多種方法，對抽象的概念進行簡化和概括，以利于學生的理解和記憶，并為后面知識內容的講授做好鋪墊。 通過對基因工程概念的理解，我們知道其操作水平是在DNA分子水平，用普通的操作工具能夠在如此微觀的條件下操作嗎？回答是不能。這就需要有專門的工具對DNA分子進行操作。 由基因工程的概念入手，提出相關的問題，引出基因操作的工具。 2基因操作的工具 教師利用幻燈或多媒體課件演示基因工程培育抗蟲棉的簡要過程，同時提出討論問題，進

12、行分組討論，最后交流討論結果，教師進行歸納總結。 思考題：在以上的基因工程培育抗蟲棉的過程中，關鍵步驟或難點是什么？ 經過學生的討論和交流，教師對基因工程關鍵步驟歸納總結：（幻燈演示或多媒體課件演示） 關鍵步驟一：抗蟲基因從蘇云金芽孢桿菌細胞內提取。 關鍵步驟二：抗蟲基因與運載體DNA連接。 關鍵步驟三：抗蟲基因進入棉細胞。 通過對以上關鍵步驟的確定，教師引導學生思考，使學生理解在關鍵步驟的完成過程中都要用到基因操作工具，并使學生形象地記憶“工具”的作用。（幻燈演示或多媒體課件演示） 關鍵步驟一的工具：基因的剪刀限制性內切酶。 關鍵步驟二的工具：基因的針線DNA連接酶。 關鍵步驟三的工具：基因

13、的運輸工具運載體。 （1）基因的剪刀限制性內切酶（簡稱限制酶）。 對于限制性內切酶的教學，教師應在學生熟練掌握DNA分子結構的基礎上展開。通過演示幻燈或多媒體動畫，將限制酶的作用過程進行動態(tài)演示，使學生理解抽象的知識內容。最后教師要在學生直觀理解的基礎上指導學生歸納總結限制酶的知識要點。（可讓學生在觀察自學的基礎上自主完成） 分布：主要在微生物中。 作用特點：特異性，即識別特定核苷酸序列，切割特定切點。 結果：產生黏性未端（堿基互補配對）。 舉例：大腸桿菌的一種限制酶能識別GAATTC序列，并在G和A之間切開。 思考題：要想獲得某個特定性狀的基因必須要用限制酶切幾個切口？可產生幾個黏性未端？

14、（2）基因的針線DNA連接酶。 從DNA的結構入手，利用幻燈或多媒體動畫演示連接酶的連接部位，利用形象的比喻使學生更容易接受和理解。最后教師指導學生歸納如下：（可讓學生在觀察自學的基礎上自主完成。） 連接的部位：磷酸二酯鍵（梯子的扶手），不是氫鍵（梯子的踏板）。 結果：兩個相同的黏性未端的連接。 思考題： 用DNA連接酶連接兩個相同的黏性末端要連接幾個磷酸二酯鍵？ 用限制酶切一個特定基因要切斷幾個磷酸二酯鍵？ （3）基困的運輸工具運載體 對于運載體的教學，應使學生形象地理解運載體的作用、種類及其所具備的條件，可通過教材中的示意圖或多媒體演示使學生由淺入深逐步理解，指導學生歸納如下：（可讓學生在

15、觀察自學的基礎上自主完成） 作用：將外源基因送入受體細胞。 具備的條件：能在宿主細胞內復制并穩(wěn)定地保存。 具有多個限制酶切點。 具有某些標記基因。 種類：質粒、噬菌體和動植物病毒。 質粒的特點：質粒是基因工程中最常用的運載體。 最常用的質粒是大腸桿菌的質粒。 存在于許多細菌及酵母菌等生物中。 質粒的存在對宿主細胞無影響。 質粒的復制只能在宿主細胞內完成。 細胞染色體外能自主復制的小型環(huán)狀DNA分子。 思考題： 質粒上會存在某些標記基因，這些標記基因有什么用途？ 要想將某個特定基因與質粒相連，需要用幾種限制性內切酶和幾種DNA連接酶處理？ 第一課時的教學重點是使學生理解基因工程的概念和基因操作的

16、工具。通過教師適當?shù)闹靡桑瑔l(fā)學生的思維，通過直觀教學手段，將復雜的問題簡化，并在教學中注意培養(yǎng)學生的自主學習能力、語言表達能力和文字歸納能力。同時在第一課時結尾提出疑問引導學生思考，為第二課時的進行埋下伏筆。 第二課時一、復習鞏固，引出課題 通過上節(jié)課的學習，學生基本掌握了基因工程的概念和操作工具，本節(jié)課利用提問方式開始，使學生的思路回到所學的內容中，為本節(jié)課的推進進行鋪墊。問題如下：（可利用幻燈或多媒體課件演示） 基因工程的概念是什么？ 基因操作的工具酶有幾種？分別是什么？ 基因的剪刀是什么？其主要作用是什么？ 基因的針線是什么？其主要作用是什么？ 基因的運輸工具是什么？ 運載體必須具備的

17、條件是什么？最常用的運載體是什么？ 質粒的結構是什么？ 通過提問復習鞏固舊知識，引導學主在理解基因工程概念和基因操作工具的基礎上，提出疑問：有了基因操作的工具后，對基因是如何進行操作的呢，從而順利導入新課。 二、講授新課 1基因操作的基本步驟。 由于基因操作的基本步驟比較抽象和微觀，理解起來有一定的難度，這就需要教師將復雜的問題簡化，使學生直觀地理解抽象事物。在教學中為了使學生對基因操作的基本步驟有一個宏觀的了解和認識，可以先讓學生觀看基因操作步驟的有關錄像資料，在觀看過程中教師要提出相應的思考問題啟發(fā)學生思維，加深對基因操作步驟的理解。思考問題如下：（可以利用幻燈或多媒體課件演示） 舉例說明

18、什么是目的基因。 從供體細胞DNA中直接分離基因的方法叫什么？簡要說出該方法的過程是什么。 人工合成基因的方法有幾種？其操作過程分別是什么？ 將目的基因與用限制性內切酶處理后的運載體混合，用DNA連接酶處理會出現(xiàn)幾種結果？（只考慮兩兩結合） 將含目的基因的重組質粒導入細菌受體細胞的過程中常用到哪種化學試劑？其作用是什么？ eq oac(,6)在目的基因的檢測過程中，檢測的對象是什么？ 學生通過觀看錄像資料，思考問題，對基因工程的步驟能夠大體了解，對以上的問題能基本回答，但是對具體的操作步驟還不能從生物學角度上很透徹地理解。這就需要教師引導學生閱讀教材內容，從理論上理解有關知識，并使學生從生物學

19、的專業(yè)知識角度出發(fā)，用生物學的專業(yè)術語準確地解答有關問題。這樣不僅鍛煉了學生的自我學習能力，而且也培養(yǎng)了學生生物學科的專業(yè)素養(yǎng)及用科學的語言解答實際問題的能力。 （1）提取目的基因 教師應在學生自學的基礎上，讓學生根據(jù)具體的實例理解目的基因的概念。同時可以啟發(fā)學生利用所學知識思考，如何從DNA分子中提取目的基因。在學生討論的基礎上，教師加以總結并利用多媒體課件演示目的基因的提取途徑。 （2）目的基因與運載體結合（以質粒為運載體）。 該內容的教學教師最好采用多媒體課件輔助進行，將抽象靜止的過程用動畫做演示，將限制性內切酶及DNA連接酶的具體作用過程通過演示使學生加深理解。 思考題：目的基因與運載

20、體結合的結果可能有幾種情況？ 在學生思考討論的基礎上，引導學生理解該問題。有三種情況：目的基因與目的基因結合，質粒與質粒結合，目的基因與質粒結合。 （3）將目的基因導入受體細胞。 教師可按以下形式歸納： 導入方法：借鑒細菌或病毒侵染細胞的途徑。 導入過程：（運載體為質粒，受體細胞為細菌） （4）的目的基因的檢測和表達 對于該內容教師應通過指導學生閱讀教材有關內容使學生明確檢測與表達的區(qū)別?？砂匆韵滦问綒w納： 檢測：通過檢測標記基因的有無，來判斷目的基因是否導入。 表達：通過特定性狀的產生與否來確定目的基因是否表達。 在第二課時的最后，教師應讓學生根據(jù)教材中的基因操作基本步驟示意圖中所示的過程，

21、試著復述基因操作的步驟，以檢驗學生對本課的理解和掌握程度。 對于第二課時的教學，有條件的學校也可以利用網絡信息技術，在教學之前教師將大量的資料和信息做成相關的網頁，在教學中教師提出相關的思考問題，通過學生自主的測覽和搜索找出問題的答案，而且可以充分利用網絡的便利進行網上的交流和反饋，使每位同學都能夠將注意力集中在相關的問題上，使所有學生都能夠參與到討論和學習中。 第三課時一、課前準備 由于本課時的內容是基因工程的成果與發(fā)展前景，屬于基因工程的實際應用問題，所以教材中的大量內容是基因工程發(fā)展近幾年的成果，相對其他章節(jié)來講該內容比較新穎和超前，而且該內容是一個動態(tài)的知識體系，其內容不斷地更新、發(fā)展

22、和變化。如果按照以往的教學手段，必然導致學生對知識的機械記憶，不利于開闊學生的思路、發(fā)展學生的思維和素質能力的提高。因此本課打破原有的教學模式，嘗試利用網絡環(huán)境進行信息化教學。這就需要教師和學生做充分的準備。 1教師準備： （1）教師設計并參與制作計算機教學課件，在校園網上制作網頁，查找大量資料，完善網頁內容，建立內容豐富的“基因工程知識資源庫”。 （2）熟練計算機系統(tǒng)、課件等的操作，為教學做好準備。 2學生準備： （1）學生預習教材，對教材中的內容做宏觀的了解。 （2）利用課余時間，通過看書、看報及看電視，收集有關基因工程的成果與發(fā)展前景的資料或信息，也可以走訪有關的專家學者了解該內容，有條

23、件的學校可以請專家學者做有關基因工程知識的講座。 （3）熟悉計算機的基本操作，為本課進行做準備。 二、具體教學過程 1情境創(chuàng)設： （1）教師活動：輔導學生操作計算機進入校園網并找到相關的網頁，瀏覽本節(jié)課的有關內容。 （2）學生活動：進入相關的網頁，按照自己的興趣愛好瀏覽有關的資料和信息，進入學習情境。 2確定課題： （1）教師活動：教師幫助學生確立自主研究的子課題： 在醫(yī)藥衛(wèi)生方面，基因工程有哪些應用和前景？ 在農吐業(yè)和食品工業(yè)方面，基因工程有哪些應用和前景？ 在環(huán)境保護方面，基因工程有哪些應用和前景？ 你想像中未來的基因工程會有怎樣的發(fā)展趨勢？ （2）學生活動：學生按照自己搜集的資料和興趣愛

24、好在教師時協(xié)調下分成4個小組，每個小組分別確定一個子課題作為本組研究和討論的中心內容，并且各小組研究的子課題內容不能重復。 3自主探究： （1）教師活動：作為學生的指導者、幫助者、咨詢者和學習伙伴，在學生上網自主探究的過程中，給予必要的幫助和指導： 在信息技術上，指導學生如何上網、瀏覽、搜索和網上交流討論。 在學生交流處理信息的過程中給予指導幫助。 （2）學生活動：以小組為單位，按照子課題的內容在網上搜索有關資料信息，同時可以將課前收集準備的有關資料在組內進行信息交流和討論；在交流的過程中每個小組將信息歸納、整理，建構自己的知識框架，將知識內化；通過組內的交流和討論，全組成員形成共識，將各子課題的研究成果進行概括的歸納總結，并可在網上公布。 4交流協(xié)作： （1）教師活動： 組織4個小組進行組間交流，在參與交流的同時，對交流進行點評、導撥，以確保交流的正確性和有效性。 在交流中教師組織學生討論，可以打破組的界限使同學們各抒己見。 在交流和討論中，教師可以將有代表性的學生網頁，在學生發(fā)言時進行切換，供全體學生交流。 （2）學生活動：各小組圍繞呈現(xiàn)不同側面的情境所獲得的認識，展開小組討論、交流，形成分享式、合作式的學習方式，并學會利用網絡知識解決實際問題，將知識外顯化。在討論交流中，每個學生的觀點在和其他同學以及教師一起建立的協(xié)商環(huán)境中受到考察、評論，同時，每個學生也對別人