《基因工程的诞生和发展》教案

《基因工程》实验教学教案一、实验教学目标1. 让学生了解基因工程的基本概念、原理和操作步骤。

2. 培养学生运用基因工程技术解决实际问题的能力。

3. 帮助学生掌握基因克隆、基因编辑等实验技能。

二、实验教学内容1. 基因克隆实验：让学生通过PCR扩增目的基因，并进行琼脂糖凝胶电泳分析。

2. 基因编辑实验：让学生利用CRISPR/Cas9系统对目标基因进行编辑，并通过PCR和琼脂糖凝胶电泳验证编辑效果。

3. 基因表达实验：让学生将目的基因插入到表达载体中，转化大肠杆菌，并通过IPTG诱导表达。

4. 抗原-抗体反应实验：让学生利用基因工程方法制备重组抗原，并进行抗原-抗体特异性反应检测。

5. 基因工程应用实例：让学生了解基因工程在生物制药、农业、环保等领域的应用。

三、实验教学方法1. 讲授法：讲解基因工程的基本原理、操作步骤和实验技巧。

2. 演示法：演示基因克隆、基因编辑等实验操作，让学生直观地了解实验过程。

3. 实践操作：让学生动手进行实验，培养实验操作能力和团队协作精神。

4. 讨论法：引导学生针对实验结果进行分析和讨论，提高解决问题的能力。

四、实验教学准备1. 教材和参考资料：准备《基因工程》等相关教材和参考资料，为学生提供理论支持。

2. 实验器材：准备PCR仪器、琼脂糖凝胶电泳设备、表达载体、大肠杆菌等实验所需的器材和试剂。

3. 实验指导：制定详细的实验步骤和操作指南，方便学生查阅。

五、实验教学评价1. 过程评价：评价学生在实验操作过程中的规范性和团队协作精神。

3. 应用评价：评价学生运用基因工程知识解决实际问题的能力。

4. 学生互评：鼓励学生互相评价，提高自我认知和沟通能力。

六、实验教学流程1. 实验前准备：讲解实验原理、目的和操作步骤，检查实验器材和试剂。

2. 实验操作：按照实验指导进行基因克隆、基因编辑等实验操作。

3. 实验结果分析：对实验结果进行分析和讨论，解释实验现象。

5. 实验总结：总结实验收获和不足，提出改进措施。

-1 -ACGTTAGACGTTAGATGTTAGATC先找出共同的序列是GTTA然后向左、向右找，得到重组的互补序列ATACGTTAGATC则靶序列是TATGCAATCTAG依照此种方法得出图2的靶序列。

5. 第11题：这题主要就是区分蛋白质工程和基因工程这两个概念，很多同学混淆这两个概念。

6. 第13题：首先得知道基因工程的“四步曲”是什么，然后弄清楚碱基互补配对发生的过程。

7. 第21题第（3）：用同一种限制性核酸内切酶切割运载体与目的基因，再用DNA连接酶连接，得到的产物有3种，目的基因——载体连接物，载体一—载体连接物，目的基因一一目的基因连接物。

三、教师总结。

课后：四、布置课后作业。

结合，催化遗传信息的转录C一种DNA限制酶能识别多种核苷酸序列，切割出多种目的基因D解旋酶能作用于氢键，在转录或翻译时使DNA分子双链打开3.科学家已能运用基因工程技术，让羊合成并分泌抗体。

相关叙述不正确的是A该技术将导致定向的变异B受精卵是理想的受体细胞C宜采用PCR技术扩增目的基因D卵巢分泌的孕激素能促进抗体的产生【分析】真核细胞的基因中有内含子，在转录过程中内含子和外显子都要转录，在形成成熟NRA 时，要把与内含子相应的RNA片断切除掉，而原核细胞中没有这类酶，所以若将真核基因在原核细胞中表达，先要把真核细胞基因的内含子去掉。

当把切割后的运载体与目的基因片段混合，在加入DNA连接酶后，有可能是两个目的基因片段相连成一个环状DNA或是可能是一个目的基因片段与运载体相连成一个环状DNA 或是两个运载体相连，所以会产生三种环状DNA分子。

__________________________ 学生自我小结。

板书设计单位结构真核生物核苷酸基因现代技术“原核生物基因工程-2 --3 -。

3.1 基因工程的诞生和发展教学设计-2023-2024学年高二下学期生物人教版（2019）选择性必修3一、教学内容本节课主要内容来自人教版（2019）选择性必修3生物课本第5章第1节“基因工程”。

本节课主要介绍了基因工程的诞生和发展，包括DNA重组技术的产生、基因工程技术的应用和基因工程的发展前景。

其中，DNA重组技术的产生部分包括基因工程的定义、发展历程、基本原理和应用领域。

基因工程技术的应用部分包括基因治疗、基因编辑、基因农业等。

基因工程的发展前景部分则主要介绍了基因工程在未来可能的发展方向和挑战。

二、教学目标1. 理解基因工程的定义，掌握DNA重组技术的产生和发展历程，能够举例说明基因工程的基本原理和应用领域。

2. 能够运用基因工程技术的基本原理，分析和解决实际问题，如基因治疗、基因编辑等。

3. 了解基因工程在农业、医药等领域的应用，理解基因工程技术对人类社会的影响。

4. 能够关注基因工程的发展前景，理解基因工程在未来可能面临的挑战，如伦理、安全和生态等问题。

5. 培养学生的创新意识和实践能力，激发学生对基因工程领域的兴趣和好奇心，提高学生的科学素养。

三、教学难点与重点1. 教学重点：理解基因工程的定义，掌握DNA重组技术的产生和发展历程基因工程是现代生物科学的核心技术之一，其定义是指通过人工方法将特定的基因进行分离、转移和重组，以达到改造生物的目的。

学生需要掌握基因工程的基本原理，理解DNA重组技术的产生和发展历程。

例如，学生需要了解基因工程的发展历程，从1973年第一只转基因细菌的诞生，到1983年第一只转基因小鼠的诞生，再到2007年第一只转基因狗的诞生，基因工程的发展历程是一个不断探索和突破的过程。

2. 教学重点：能够运用基因工程技术的基本原理，分析和解决实际问题学生需要能够运用基因工程技术的基本原理，分析和解决实际问题。

例如，学生需要能够运用基因工程技术的基本原理，分析和解决基因治疗、基因编辑等实际问题。

第一节基因工程教学目标】1.知识与技能（1）举例说出基因工程的原理，并说明“工程菌”的培育过程。

（2）举例说出基因工程在工农业生产和医疗方面的应用。

（3）能正确认识转基因生物的安全性。

2.过程与方法通过调查活动和动画演示等方法探究基因工程在生产生活中的应用，提高信息整合能力。

3.情感态度和价值观通过学习基因生物技术及产品安全性对人类的影响，培养学生辩证看待生物技术的态度。

教学重点】（1）“工程菌”的培育过程。

（2）基因工程的应用。

（3）转基因生物的安全性。

教学难点】（1）基因工程的原理及大致操作过程。

（2）转基因技术和产品的安全性。

课前准备】多媒体课件课时安排】1课时教学过程】一、导入新课播放视频：《美国科学家培育出首批转基因婴儿》据国外媒体报道：美国科学家成功培育出了世界首批转基因婴儿，这些健康宝宝在出生前都经历过一系列基因科学实验。

该事件在美国甚至在全球都激起了关于伦理的激烈争论，一方面体现了科学家希望通过改变人类生殖细胞基因培养出正常、健康的婴儿，另一方面有悖人类的伦理观。

关于转基因技术，你们都有哪些了解呢？这节课，我们就来学习基因工程及其应用。

、新课学习在美国马里兰州有个小女孩，她体内的某个基因与正常人不同，无法合成有分解氨基毒素功能的酶，导致其免疫功能严重低下，只能生活在无菌的隔离帐内。

1990年，当小女孩4岁时，医生们用基因治疗的方法使她的病情大为缓解，由此她成为世界上接受基因治疗的第一人。

基因治疗是基因工程研究的一个重要方面，虽然目前还处于试验阶段，但它已经为我们展现了生物工程的美好前景。

视频：《基因工程与医学》（一）基因工程的原理基因工程的原理：各种生物的DNA在组成方式上是相同的，基因蕴含的遗传信息在动物、植物和微生物之间也是相通的，一种生物的基因在另一种生物体内同样可以得到表达。

相关链接：质粒有些细菌除核区固有的遗传物质以外，其细胞质中还存在一种相对独立的环状DNA分子，我们称之为质粒。

基因工程教案教学目标：1. 了解基因工程的基本概念、原理和应用；2. 掌握基因工程的实验技术和操作步骤；3. 培养学生的科学实验能力和创新思维。

教学内容：1. 基因工程的定义与发展历程；2. 基因工程的原理及其在生物学研究中的应用；3. 基因工程的实验技术及常用的操作步骤。

教学步骤：一、导入教师通过简单的例子引导学生思考基因工程的应用和作用，并激发他们对基因工程的兴趣。

二、基因工程的定义与发展历程1. 教师简要介绍基因工程的定义和基本概念，引导学生了解基因工程的发展历程；2. 学生通过阅读相关文献，了解基因工程的发展史，并进行小组分享。

三、基因工程的原理及其应用1. 教师详细讲解基因工程的原理，包括基因克隆、DNA重组和转基因等；2. 学生以小组形式，选择一个基因工程应用领域，进行深入研究并撰写小论文；3. 学生进行小组间的交流与讨论，分享不同领域的基因工程应用案例。

四、基因工程的实验技术与操作步骤1. 教师介绍基因工程的实验技术，包括PCR扩增、凝胶电泳、蛋白质表达等；2. 学生进行实验前的准备工作，包括实验器材、试剂的准备和实验流程的设计；3. 学生进行基因工程实验的操作，记录实验数据和观察结果；4. 学生通过小组讨论，总结实验操作中遇到的问题，并提出改进方案。

五、实践与创新1. 学生以小组为单位，自主设计并执行一个基因工程实验方案；2. 学生根据实验结果，撰写实验报告，并进行小组间的交流与评议；3. 鼓励学生展示他们的实验成果，并参加科学展览等相关活动。

六、总结与评价教师对整个教案进行总结和评价，鼓励学生展示他们在基因工程领域的学习成果，并鼓励他们继续深入研究和探索。

教学资源：1. 教科书和参考书籍；2. 实验室设备和材料；3. 计算机和互联网资源；4. 实验报告模板和评价表格。

教学评价：1. 学生小组间的讨论和分享；2. 学生的实验报告和实验数据记录；3. 学生在实践与创新环节的表现和成果；4. 教师的教学评价和学生的反馈。

1.基因工程的基本原理是基因重组，外源DNA能在受体细胞表达的理论基础是密码子的通用性。

2．DNA重组技术的基本工具有限制性核酸内切酶、DNA连接酶和使目的基因进入受体细胞的载体。

3．限制性核酸内切酶可识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并在特定位点上切割。

4．E·coli DNA连接酶只能连接黏性末端，而T4DNA连接酶既能连接黏性末端也能连接平末端。

5．质粒作为基因工程的载体需具备的条件有：能在宿主细胞内稳定保存并自我复制；具有一个或多个限制酶切割位点；具有标记基因。

6．在基因工程中使用的载体除质粒外，还有λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等。

一、基因工程的概念及其诞生与发展1．基因工程的概念[填表]别名DNA重组技术操作环境生物体外操作对象基因操作水平DNA分子水平结果创造出人类需要的新的生物类型和生物产品2．基因工程的诞生和发展(1)基础理论的突破：DNA是遗传物质的证明；DNA双螺旋结构和中心法则的确立；遗传密码的破译。

(2)技术的发明：基因转移载体和工具酶的相继发现；DNA合成和测序技术的发明；DNA体外重组的实现及重组DNA表达实验的成功；第一例转基因动物的问世及PCR技术的发明。

二、DNA重组技术的基本工具1．限制性核酸内切酶(又称限制酶)(1)来源：主要来自原核生物。

(2)功能：能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。

(3)结果：产生黏性末端或平末端。

(4)应用：已知限制酶Eco RⅠ和SmaⅠ识别的碱基序列和酶切位点分别为G↓AATTC和CCC↓GGG，在图中写出两种限制酶切割DNA后产生的末端并写出末端的种类。

Eco RⅠ限制酶和SmaⅠ限制酶识别的碱基序列不同，切割位点不同(填“相同”或“不同”)，说明限制酶具有专一性。

2．DNA连接酶(1)作用：将双链DNA片段“缝合”起来，恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。

高中生物基因工程的教案
教学目标：
1. 了解基因工程的定义和历史背景；
2. 掌握基本的基因工程技术和方法；
3. 讨论基因工程在农业、医学、环境领域的应用。

教学内容：
1. 基因工程的定义和概念；
2. 基因工程的发展历程；
3. 基因工程技术：DNA重组技术、PCR技术、基因剪接技术等；
4. 基因工程在农业、医学、环境领域的应用。

教学过程：
1. 导入：通过展示基因工程在实际应用中的场景，引发学生的兴趣；
2. 讲解基因工程的定义和概念，以及发展历程；
3. 着重介绍基因工程的技术和方法，让学生了解基因工程的基本原理；
4. 讨论基因工程在不同领域的应用，比如转基因作物、基因治疗、环境修复等；
5. 组织学生展开讨论和思考，引导他们思考基因工程对社会的影响和伦理道德问题。

教学资源：
1. PPT
2. 视频资料
3. 案例分析
评价方法：
1. 听课记录
2. 小组讨论
3. 课堂互动
拓展活动：
1. 组织学生参观相关基因工程实验室或企业
2. 鼓励学生进行基因工程相关的研究项目
3. 开展基因工程主题的科普宣传活动
家庭作业：
1. 撰写基因工程的发展历程报告
2. 研究一个基因工程在农业、医学或环境领域的应用案例，并进行分享
师生互动：
教师能够倾听学生的想法和见解，鼓励他们表达自己的观点，并引导他们思考基因工程对未来的影响。

同时，教师要了解学生的学习需求，及时调整教学方法，提升教学效果。

高三生物学《基因工程》的教案一、教学目标1. 知识目标简述基因工程的基本原理。

说出基因工程的操作工具及作用。

概述基因工程的基本操作步骤。

2. 能力目标通过对基因工程操作步骤的分析，培养学生的逻辑思维能力。

通过小组讨论和案例分析，提高学生的合作学习能力和解决问题的能力。

3. 情感目标关注基因工程的发展，体会科学技术对人类生活的影响。

培养学生的创新意识和科学态度。

二、教学重难点1. 教学重点基因工程的基本原理和操作步骤。

基因工程的操作工具。

2. 教学难点基因工程中各种工具的作用及操作步骤的理解。

三、教学方法讲授法、讨论法、案例分析法、多媒体辅助教学法。

四、教学过程1. 导入新课通过展示一些基因工程的成果图片，如转基因抗虫棉、转基因大豆等，引出本节课的主题——基因工程。

提问学生对基因工程的了解，激发学生的学习兴趣。

2. 讲授新课基因工程的概念和基本原理讲解基因工程的定义，强调基因工程是在分子水平上进行的操作。

分析基因工程的基本原理，即基因重组。

通过实例说明基因工程是如何实现不同生物之间的基因转移和重组的。

基因工程的操作工具限制酶：介绍限制酶的来源、作用特点和作用结果。

通过图片和实例展示限制酶如何识别特定的核苷酸序列并切割DNA 分子。

DNA 连接酶：讲解DNA 连接酶的作用，即连接被限制酶切开的磷酸二酯键。

比较不同类型的DNA 连接酶的特点和用途。

运载体：介绍运载体的种类，如质粒、噬菌体和动植物病毒等。

分析运载体的作用，包括携带目的基因、在宿主细胞中复制和表达等。

基因工程的基本操作步骤目的基因的获取：讲解获取目的基因的方法，如从基因文库中获取、利用PCR 技术扩增目的基因等。

分析各种方法的优缺点和适用范围。

基因表达载体的构建：强调基因表达载体的组成部分，包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。

讲解构建基因表达载体的过程和目的。

将目的基因导入受体细胞：介绍将目的基因导入不同受体细胞的方法，如农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法等。