1、第2節 基因工程及其應用孝義三中 高一生物組 張文一、 教材內容分析基因工程是現代四大生物工程之一。基因工程及其應用是人教版高中生物必修2第6章第2節內容。本節內容主要包括三個方面，分兩課時講授。第1課時簡要介紹“基因工程的原理”，第2課時介紹 “基因工程的應用”及“轉基因生物和轉基因食品安全性”。 本節內容是對前面所學育種內容的補充，是即貼近生活又遠離生活的微觀內容。由于在選修3中還有基因工程的介紹，因此本節的要求相對簡單一些。二、 學情分析對于基因操作的工具和基本步驟，內容抽象和復雜，學生接觸少，會出現掌握不好，甚至理解錯誤的情況。雖然經過必修1的學習，學生的生物基礎知識較扎實，思維的目的

2、性、連續性和邏輯性已初步建立。但基因工程一節對學生來說難點較多，如果處理不好，會變成簡單的死記硬背。因此在教學過程中，盡量通過生活化打比喻的方式和模型建構活動及采用多媒體動畫形象化教學，并在教師引導下適時加強學生解決問題和運用圖解等生物學語言歸納結論等方面的能力。切記不可講的太多。三、 教學目標1、簡述基因工程的基本概念；2、簡述基因工程的基本工具；3、簡述基因工程的基本操作步驟；4、通過基因工程的簡介，鼓勵學生積極探索新知和科學創新，樹立一分為二的辯證唯物主義思想；四、教學重點、難點分析教學重點：基因工程的基本原理（概念、工具、操作步驟）教學難點： 基因工程的基本原理五、 教學思路本節課主要

3、解決如下幾個問題：1）什么是基因工程？2）基因工程的主要原理是什么？3）基因工程的操作過程如何？4）基因工程有哪些方面的應用？如何看待轉基因食品？由于本節內容和前面的育種內容聯系比較緊密，因此可以讓學生回顧前面幾種育種方法的成果，再通過情景展現傳統育種方法所不能達到的地方，進而引出基因工程，通過列舉生活中的轉基因成果讓學生知道基因工程就在我們身邊。而后通過與學生們所熟知的器官移植做對比，讓學生理解基因工程的本質和操作過程。通過對轉基因食品的討論讓學生樹立辯證唯物主義觀念。六教學策略及教學媒體根據激趣原則，通過展示色彩絢麗的轉基因生物圖片入手，引出基因工程的概念，采取“引導互動探究”模式，即采用

4、師生互動探究式教學，借助老師生活化打比喻和多媒體動畫并安排學生制作模型活動從而使抽象的課程內容具體化，直觀化和形象化。七、 教學設計流程圖 第1課時 “基因工程的原理”引入新課：展示常規育種的成果和色彩絢麗的轉基因生物、導入設疑，討論，簡單介紹“抗蟲棉”的產生引出“基因工程”的概念師生活動：探討培育“抗蟲棉”的具體過程并歸納出培育“抗蟲棉”的關鍵步驟（生活化設喻），并引出并用類比方法介紹基因工程的基本工具：剪刀、針線、運載體師生活動：通過動畫課件展示基因工程操作的基本步驟，師生歸納基因工程操作的“四步曲”，并引導學生分析如何獲得“抗蟲棉”的過程，加強基因工程操作過程的理解應用總結再現本節課的知

5、識并布置學生課外收集基因工程的應用相關資料課堂練習和作業布置（課外探究）八、教學過程教學過程預設教學步驟環節教師的組織和引導（教學內容的呈現）學生活動（學習活動的設計）設計意圖一、情境導入二、新課講授（一）基因工程的概念回顧：常規育種有哪些成果？情景：蟲害會嚴重影響棉花的產量，但自然界的棉花都不具備抗蟲的特性，請你設計一種育種方法解決這一問題。多媒體逐一出示色彩絢麗的轉基因生物圖片設問：在生活中大家親眼見過這些生物嗎？其實前面大家看到的生物可以通過基因工程實現，基因工程給科學插上想象的翅膀，引出課題-第2節 基因工程及其應用問題：什么叫基因工程？（從原理、操作水平、產生結果方面理解概念）（打比

6、方）取出優秀基因“剪切”“拼接”表達甲生物新類型新的生物產品乙生物就像器官移植一樣，只不過一個是從個體到個體，另一個是從細胞到細胞。要實現這一目標，應該解決哪些問題？展示問題：（1）如何獲得目的基因？個別提問回答。討論，疑問？學生欣賞，驚訝學生思考總結“抗蟲棉”是怎樣產的？”培養學生的分析能力利用課外資料吸引學生的注意力，引起學生的興趣，同時培養學生的觀察能力和總結能力。通過展示問題引導學生討論、交流從而培養學生分析問題的能力和歸納總結能力。打比方使內容通俗化、形象化，利于學生理解（二）基因工程操作的基本工具1.基因剪刀（分子手術刀）-限制性核酸內切酶（簡稱：限制酶）2.“基因針線”DNA連接

7、酶（2）如何將目的基因導入受體細胞？（3）目的基因是否表達？基因工程操作的基本工具：1在生物學上作為獲取目的基因的“剪刀”是什么？【教師講解】限制酶主要來自細菌等微生物體。因為微生物容易受到外源DNA的干擾，而限制酶可以切除這些外源DNA，使其失活，是對自身生存的一種保護。EcoR只是已知多種限制酶中的一種。EcoR是一種從細菌中發現的能在特定位置上切割DNA分子的酶，其特定的識別序列是GAATTC，特定的切點是在G和A之間。探究1：限制酶的功能特點中指出兩個“特定”， 這兩個“特定”指什么？探究2：限制酶切割DNA分子后產生什么結果？探究3：用同種限制酶切割的DNA末端需要用什么酶連接縫合呢

8、？2.“基因針線”DNA連接酶思考：DNA連接酶連接的是兩個脫氧核苷酸分子的什么部位？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過渡：通過討論，我們知道基因剪刀限制酶切割目的基因，并通過基因針線-DNA連接酶將來源不同的兩個基因連接起來，但是目的基因(如人的胰島素基因)怎樣才能導入受體細胞(如大腸桿菌細胞)？閱讀教材，尋找答案，回答相互討論、交流用基因工程關鍵步驟和需要的工具閱讀課文，回答并舉例說明。通過展示問題引導學生討論、交流從而培養學生分析問題的能力和歸納總結能力。3.“基因運輸工具” 運載體（三）基因工程操作的基本步驟（四）結課3.“基

9、因運輸工具” 運載體提問：常用的運載體有哪些？展示質粒的結構模式圖，介紹探究4：充當運載體應該具有什么特點？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。問題：那么基因工程具體是如何進行操作的呢？播放基因工程操作的基本步驟的動畫歸納基因工程操作的基本步驟(四步曲)：（1）提取目的基因 目的基因的提取途徑：兩條，一條是從供體細胞的DNA中直接分離基因；另一種是人工合成基因。（2）目的基因與運載體結合（以質粒為運載體）。目的基因與運載體結合的結果可能有三種情況：目的基因與目的基因結合，質粒與質粒結合

10、，目的基因與質粒結合。（3）將目的基因導入受體細胞。 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）目的基因的檢測和表達檢測：通過檢測標記基因的有無，來判斷目的基因是否導入。思考回答學生觀察，理解學生動手實踐，展示成果學生回答學生思考，回答通過學生自己動手，激起學生的興趣，同時更加直觀的了解知識，加深對知識的理解。利用插圖，結合閱讀課本，歸納載體必須具備條件的認識，培養學生歸納總結能力，從而加深學生的記憶。激發學生的興趣，活躍課堂氣氛，體現基礎知識的準確運用，在運用中加深對基礎知識的深層次理解，同時加強學生的合作精神表達：通過特定性狀的產生與否來確定目

11、的基因是否表達。探究5：請大家根據基因工程操作的基本步驟(四步曲)，設計如何獲得“抗蟲棉”？設問：請一位同學總結今天的課堂內容。設疑：基因工程在實際應用領域中有何發展前景？請大家在課外查閱或上網收集基因工程的應用相關資料。反饋練習布置作業九、板書設計第6章 第2節 基因工程及其應用基因工程的原理（第1課時）（一）基因工程的概念（原理、操作水平、產生結果）（二）基因工程的操作工具 1.基因剪刀限制酶 2.基因針線DNA連接酶 3. 基因運載工具運載體（三） 基因工程操作步驟（四步曲）十、教學評價：1） 巧妙布置預習作業，化“復雜”為“簡約”。由于基因工程內容上的“高”與“新”，處理不好，會提高學習難度，令學生視高科技為畏途，致使教學流于形式。所以在課前以學生較為熟悉的轉基因抗蟲棉的培育過程案例為預習作業，使學生首先從整體上了解基因工程的四個步驟，起到了突破難點及培養自學能力的目的。2）巧妙運用插圖及多媒體技術，化“抽象”為“形象”。對于基因工程，學生接觸得少，只運用文字來教學會感到很抽象。如在講授如何構建基因文庫時，教師會提供一幅非常形象的插圖，結合圖文提出相應問題，誘導學生思考，從而把學習的注意力從簡單的死記硬背引導到分析、批判、創新等有利于學生終身