第六章从杂交育种到基因工程教案

第六章从杂交育种到基因工程第2节基因工程及其应用教案设计一、教学目标：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，如杂交育种、诱变育种、单倍体育种、多倍体育种等，但这些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“问题探讨”可以激发学生学习兴趣，引入基因工程的概念。学生之前在必修二教材中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。因此，教学的三维目标的制定如下：1、知识目标（1）能够解释基因工程的概念。（2）说出基因工程操作的基本工具。（3）理解并简述基因工程操作的基本步骤。（4）举例说出基因工程的应用。2、能力目标（1）通过对概念、原理、方法的理解和掌握，逐步形成分析、综合等思维能力，具备运用学到知识评价和解决实际问题的能力。（2）通过对书中以及ppt课件中的插图、图片的观察，学会科学的观察方法，获取新知识的能力。（3）通过引导学生网上探究，引导学生主动参与，培养他们收集处理信息的能力、分析和解决问题的能力及交流与合作的能力。3、情感目标通过学习了解我国基因工程的发展，激发学生对生物知识的兴趣，开阔学生的思路，培养爱国主义情感，树立努力学习科学知识造福社会的决心。二、教学重点与难点基因工程是现代生物科技中的热点，逐渐对人类的生产和生活产生巨大的影响，所以该内容在高中生物必修教材中有，并且在选修教材中有更详细的阐述。学习这一内容，既有助于学生对这一前沿科技的了解，也能让学生对科学、技术、社会三者的关系有更深入的理解，还能为学生的人生规划和发展提供一种新的视角。本课学习的基因工程操作的原理及基本步骤（提取目的基因、目的基因与运载体结合、将目的基因导入受体细胞、目的基因的表达与检测）在必修1和必修2中能找到理论基础。但基因工程是在分子水平的操作，操作过程细微，抽象，实验现象看不见也摸不着，因此教师应把握重点，突破难点。通过分析教材，特设定一下内容为教学的重点和难点。教学重点：（1）简述基因工程概念。（2）掌握基因工程的基本工具。（3）理解基因工程的基本步骤。（4）关注转基因生物及转基因食品安全性。教学难点：（1）掌握基因工程的基本工具。（2）理解基因工程的基本步骤。(3)说出基因工程的应用。三、教具多媒体、ppt课件、动画、高中生物必修二教材、剪刀、针线。四、教学板书6.2基因工程及其应用基因工程（基因拼接技术或DNA重组技术）的概念：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，定向的改造生物的遗传性状。基因的剪刀——限制性内切酶基因操作的工具基因的针线——DNA连接酶一，基因工程基因的运输工具——运载体的基本内容提取目的基因基因操作的目的基因与运载体结合基本步骤将目的基因导入受体细胞目的基因的表达与检测二、基因工程基本操作流程图：供体细胞大肠杆菌（鸟枪法）（化学合成法）目的基因质粒（同一种限制性核酸内切酶切割，用DNA连接酶）重组DNA分子受体细胞目的基因复制和表达（表达产物的检测）粘性末端三、基因工程的应用1．基因工程与作物育种2．基因工程与药物研制3．基因工程与环境保护五、教学过程阶段教师活动学生活动设计意图图片引入新课展示两组图片，提出问题：用什么方法使烟草和热带鱼也能发光?（提示：操作对象是不同的物种，不能运用之前的杂交和诱变育种方法。）思考问题，发挥想象，探讨解决的办法通过图片引入新课激发学生兴趣通过大肠杆菌生产人胰岛素的事例，引入基因工程这一新概念。通过学习过程，自行总结归纳概念并理解。通过此种方法，让学生自主学习，归纳学习。基因工程的基本步骤与工具播放flash动画构建DNA重组过程，引导学生思考并总结基因工程的大致步骤：1．提取目的基因:鸟枪法、人工合成基因法（逆转录法和化学合成法）2．目的基因与运载体结合工具：剪刀——限制性核酸内切酶：专一性针线——DNA连接酶用同种限制酶切割后的DNA片断就可形成相同的黏性末端，碱基可互补配对，末端的骨架缺口可以用连接酶来缝合，构成重组DNA。例如：EcoRI：它是限制酶的一种，可以专门识别DNA分子中含有的“GAATTC”这样的序列，一旦找到就可以从G和A之间剪断。3．将目的基因（如重组质粒）导入受体细胞。工具：运载体——质粒、动植物病毒，它们能在受体细胞里利用受体细胞的各种核苷酸进行自主复制和表达。方法：主要是借鉴细菌或跟随教师的引导，思考基因工程所需基本工具的使用方法和特点。联想生活中的一些实例和这些工具有什么相似之处。关注限制酶的专一性和质粒的结构特性等。思考如何送入受体细胞。类比能使学生更形象地理解基因工程操作中的“剪、接、导、检”等过程。学生通过教师引导和自己的联想，体会基因工程基本工具的使用方法。病毒侵染细胞的途径。例如，如果运载体是质粒，受体细胞是细菌，一般是将细菌用氯化钙处理，以增大细菌细胞壁的通透性，使含有目的基因的重组质粒进入受体细胞。4．目的基因的表达和检测引导学生认识基因工程就像是一种“剪刀加浆糊”式的“嫁接，又有些像生活中的裁缝做衣。只有检测到目的基因在受体细胞中表达了，才能说明基因工程完成。运用flash动画演示基因工程的整个过程，加深学生对基因工程原理的理解和记忆结课1．小结本节内容。通过习题进行教学效果评价检测。2．布置学生课下收集基因工程应用的信息，包括事例、应用价值、现代研究状况、以及人们对基因工程的态度，特别关注与安全性方面有关的报道、法律法规等资料。3．课堂作业：基础题1、2、3完成基础练习讨论课后准备用何种方法获得信息（如网络、图书、影像、实地调查等）加深学生对重难点知识的把握，将知识与现实社会相联系，学以致用，培养学生的严谨的科学思维。第二节课检查任务引入新课1、检查上节课布置的任务2、安排学生上台讲解所搜集资料3、对学生所搜集资料与讲解进行点评4、总结并补充知识学生展示自我搜集资料，并说出自己对此的理解通过这样的活动，增强学生的学习兴趣，培养他们搜集资料，表达与交流的能力基因工程的应用通过讲解新闻报道、图片等说明基因工程的利弊，然后组织同学对转基因食品问题进行辩论学生根据自己所搜集的转基因食品安全问题的资料展开辩论培养学生表达与交流，辨别是非的能力总结引导学生对基因工程的应用进行小结，并在课堂完成典型例题，布置作业学生对所学知识进行归纳、总结，完成作业使学生能够学以致用六、总结回顾本节课及上节课所学知识，对知识进行归纳、总结，然后通过课堂练习反馈教学。练习：1、科学家经过多年的努力，创立了一种新兴的生物技术――基因工程，实施该工程的最终目的是（D）A定向提取生物体的DNA分子B定向地对DNA分子进行人工“剪切”C在生物体外对DNA分子进行改造D定向地改造生物的遗传性状2、不同物种之间存在生殖隔离，可以打破物种界线进行育种的方式是（D）A诱变育种B杂交育种C单倍体育种D转基因育种3.基因工程是在DNA分子水平上进行设计施工的。在基因操作的基本步骤中，不进行碱基互补配对的是（C）A人工合成目的基因B目的基因与运载体结合C将目的基因导入受体细胞D、目的基因的检测和表达4、遗传工程技术中常用的质粒其本质是什么分子，一般取自何类生物（C）A．蛋白质噬菌体B．蛋白质动物细胞C．DNA细菌细胞D．DNA植物细胞4.下列关于基因工程应用的叙述，正确的是（C）A．基因治疗就是把缺陷基因诱变成正常基因B．一种基因探针能检测水体中的各种病毒C．基因诊断的基本原理是DNA分子杂交D．原核基因不能用来进行真核生物的遗传改良5．采用基因工程的方法培育抗棉虫，下列导入目的基因的作法正确的是(C)①将毒素蛋白注射到棉受精卵②将编码毒素蛋白的DNA序列，注射到棉受精卵③将编码毒素蛋白的DNA序列，与质粒重组，导入细菌，用该细菌感染棉的体细胞，再进行组织培养④将编码毒素蛋白的DNA序列，与细菌质粒重组，注射到棉的子房并进入受精卵A．①②B．②③C．③④D．④①6．下列有关基因工程技术的应用中，对人类不利的是(C)A．制造“工程菌”用于药品生产B．创造“超级菌”分解石油、DDTC．重组DNA诱发受体细胞基因突变D．导人外源基因替换缺陷基因七、教学反思