基因工程及其应用-人教版高中生物必修二教案.doc

PAGE PAGE 1 PAGE 1 教案：基因工程及其应用 鹿邑县高级中学校高一生物组 杨丹丹 一、教材分析 本节内容包括两个主要方面,基因工程的基本原理和基因工程的应用，总共用二个课时完成。对于基因工程的基本原理而言，其知识内容比较抽象和复杂，属于生物科学中的前沿科学，不过在选修三会对基因工程的原理和应用有更深层次的学习。因此本节的侧重点是基因工程的原理和大致过程，在教学深度的把握上应定位在学生了解基因工程的过程和方法，而不必引入过多的专业术语和详细的操作技术且知识点应尽量简单。教学时从杂交育种及诱变育种的特点总结入手，结合“问题探讨”，引入基因工程的概念。 对于基因工程的应用的教学，重在列举基因工程各种应用的基础上，引导学生讨论基因工程应用的利与弊。在进行教学的过程中，布置学生在课前浏览相应的信息资料，搜集有关资料并分析、归纳、整理，提出相应的问题或自主探究的课题，提交组内讨论；各小组讨论归纳，在课堂上进行全体同学的交流和讨论。教师不必将学生的争论引向一致的结论，争辩的过程本身就是对学生思维的训练，能够给予学生不少启发。教师也应强调科学技术是一把双刃剑，既可以为人类造福，又可能造成一些负面影响。 二、教学目标 1.知识目标 （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。 2.能力目标 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。 3.情感态度价值观目标 关注转基因生物和转基因食品的安全性。 三、教学重点与难点 基因工程的基本原理。 四、教学过程 ［情境创设］ 演示多媒体课件列举几种生物的不同性状，如下： （1）青霉菌能产生对人类有用的抗生素——青霉素。 （2）豆科植物的根瘤菌能够固定空气中的氮气。 （3）人的胰岛素细胞能分泌胰岛素调节血糖的浓度。 【师】人类能不能改造基因呢？能不能使本身没有某个性状的生物具有某个特定性状呢？ 【生】海蜇的绿色荧光蛋白基因转移到大鼠细胞内是大鼠发荧光，让微生物生产出人的胰岛素、干扰素等药物。 【师】这是一种能定向改造生物的新技术——基因工程。 【师】（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”怎样才能实现？ （3）这种“嫁接”对品种的改良有什么意义？ 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。 【师】杂交育种有哪些局限性？人类是否可以按照自己的意愿直接定向改造生物。 【生】杂交育种有方法简单、容易操作的优点。但是，杂交育种只能利用已有基因的重组，按需选择，并不能创造新的基因。杂交后代会出现性状分离现象，育种进程缓缦，过程烦琐。我们可以利用基因工程的办法解决，即把一种生物的基因“嫁接”到另一种生物上。 【师】用什么样的方法才能实现这个设想呢？” 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：“你能想象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？” 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、表达、检测，所用到的工具：基因剪刀、基因针线、基因的运载体。 【师】以EcoRI为例，构建重组DNA分子模型，体会基因的剪切、拼接、缝合的道理。 EcoRI是已发现的500多种限制性内切酶中的一种，它是一种从细菌中发现的能在特定位置上切割DNA分子的酶。它的特殊性在于，它在DNA分子内部“下剪刀”，专门识别DNA分子中含有的“GAATTC”这样的序列，一旦找到就从G和A之间剪断。 让学生明白“分子剪刀”和“分子针线”的用途和使用方法动手做一个重组DNA模型。用同一种限制性内切酶切割后的DNA片段其末端可以用连接酶来缝合，这样“剪切拼接”就可以形成重组的DNA分子。 再次阅读课前教师下发的“构建DNA分子模型的文字指导”。 【师】（1）制作模型时用到的“剪刀”和“针线”各代表什么?比较剪切后的DNA片段的末端切片，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？ 剪刀——限制性内切酶（简称限制酶）。它的作用具有特异性特点，即识别特定核苷酸序列，切割特定切点。例如大肠杆菌的EcoRI限制酶能识别GAATTC序列，并在G和A之间切开。剪切的结果是产生黏性未端（碱基互补配对）。 【师】要想获得某个特定性状的基因必须要用限制酶切几个切口？可产生几个黏性末端？ 【生】要想获得某个特定性状的基因必须要用限制酶切2个切口。可产生2个黏性末端。 针线——DNA连接酶。连接的部位：磷酸和脱氧核糖交