高中生物人教版必修二 基因工程及其应用(教案)
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基因工程及其应用教学设计(优秀7篇)6.2基因工程及其应用教学设计案例篇一一、教学目标的确定课程标准中与本节内容相对应的具体内容标准是:关注转基因生物和转基因食品的安全性,这也是本节要达成的主要教学目标。
课程标准并未明确指出本章要讲述基因工程的内容,考虑到本章教材知识体系的完整性,以及学生达成上述目标所需要的知识基础,本节还将简述基因工程的基本原理,举例说出基因工程在农业、医药等领域的应用作为教学目标。
二、--思路第一课时--流程图如下。
第二课时--流程图如下。
三、教学实施的程序教师组织引导学生活动教学意图教师通过图片和音像资料展示基因工程产品,如种子、水果、疫苗或药物等,引入课题。
教师利用问题探讨,提出问题,组织学生讨论、交流看法。
·为什么能把一种生物的基因嫁接到另一种生物上?·推测这种嫁接怎样才能实现?·这种嫁接对品种的改良有什么意义?教师小结:从杂交育种的局限性切入,人类可以利用基因工程技术按照自己的意愿直接定向改变生物。
说明本节教学目标。
教师肯定学生合理的想法,引发思考。
你的想法很好,可是用什么样的方法才能实现你的设想呢?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:你能想像这种‘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?用同一种限制性内切酶切割后的dna片断其末端可以用连接酶来缝合(参考教科书插图6?4)。
这样剪切拼接就可以形成重组的dna分子。
将学生分成4个人一组,发给所需材料,可将构建模型的文字指导(参见选修3《现代生物科技专题》p.6重组dna分子的模拟操作),复印后发给各组。
教师提出问题:1.在制作模型时用到的工具(剪刀和不干胶)各代表什么?比较剪切后的dna片断的末端切片,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?教师启发学生思考重组后的dna分子还需要特殊的搬运工具运载到受体细胞(如大肠杆菌、动植物细胞)中。
基因工程及其应用目标检测●基础题1.不属于基因工程方法生产的药物是〔〕A.干扰素B.白细胞介素C.青霉素D.乙肝疫苗2.质粒是基因工程最常用的运载体,它的主要特点是〔〕①能自主复制②不能自主复制③结构很小④蛋白质⑤环状RNA分子⑥环状DNA ⑦能“友好〞地“借居〞A.①③⑤⑦B.②④⑥C.①③⑥⑦D.②③⑥⑦3.1993年,我国科学工作者培育成的抗棉铃虫的转基因抗虫棉,其抗虫基因来源〔〕A.普通棉花的基因突变B.棉铃虫变异形成的致死基因C.寄生在棉铃虫体内的线虫D.苏云金芽孢杆菌中的抗虫基因4.以下图表示限制酶切割某DNA的过程,从图中可知,该限制酶能识别的碱基序列及切点是( )A.CTTAAG,切点在C和T之间B.CTTAAG,切点在G和A之间C.GAATTC,切点在G和A之间D.GAATTC,切点在C和T之间5.切取牛的生长激素和人的生长激素基因,用显微注射技术将它们分别注入小鼠的受精卵中,从而获得了“超级鼠〞,此项技术遵循的原理是 ()A.基因突变:DNA→RNA→蛋白质B.基因工程:RNA→RNA→蛋白质C.细胞工程:DNA→RNA→蛋白质D.基因重组:DNA→RNA→蛋白质6.治疗白化病、苯丙酮尿症等人类遗传病的根本途径是〔〕3〕目前把重组质粒导入细菌细胞时,效率还不太高;导入完成后所得到的细菌,实际上有的根本没有导入质粒,有的导入的是普通质粒,只有少数导入的是重组质粒。
此处可以通过如下步骤来鉴别得到的细菌是否导入了质粒A或重组质粒:将得到的细菌涂布在一个有氨苄青霉素的培养基上,能够生长的就是导入了质粒A或重组质粒,反之那么没有。
用这种方法鉴别的原理是。
答案:〔1〕人的生长激素基因(2)①用一定的限制酶切割质粒,使其出现一个有粘性末端的切口;②用同种限制酶切割目的基因,产生相同的粘性末端;③将切下的目的基因片段插入到质粒的切口处,再加入适量的DNA连接酶,使质粒与目的基因结合成重组质粒。
第2节基因工程及其应用一、教学目标1. 知识方面(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。
(3)收集基因工程所取得的成果以及发展前景。
(4)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。
2. 情感态度与价值观方面(1) 关注转基因生物和转基因食品的安全性。
(2) 进行角色扮演,使学生体验参与社会问题的讨论和决策的方法。
(3)通过学习了解我国基因工程的发展前景及成果,激发学生对于生物知识的兴趣,开阔学生的思路,养成学生的爱国主义热情,树立在学习上努力刻苦的决心。
3. 能力方面(1)利用课本以外的资料和信息解决课内学习中发现的问题,培养自主学习能力。
(2)通过制作模型的活动来模拟基因工程的操作过程,使学生在理解步骤的同时,切身体会基因工程的主要过程。
(3)通过模拟听证会的活动,引导学生主动参与,乐于辩论、积极进行交流与合作,从而培养学生对团结、互助和协调的合作精神,训练学生思维的敏捷性、逻辑性、广阔性及创造性,开阔学生的视野,提高学生的自学能力和良好的语言表达能力。
二、教学重点和难点1.教学重点(1)基因工程的基本原理。
(2)基因工程的安全性问题。
2.教学难点(1)基因工程的基本原理。
(2)转基因生物与转基因食品的安全性。
三、教学方法讨论法、演示法、讲授法四、教学课时2课时。
第1课时:基因工程的原理,第2课时:基因工程的应用。
五、教学过程六、课堂小结七、布置作业P106:基础题1、2、3;拓展题1。
八、课后拓展1、学生搜集基因工程应用的事例及其价值的资料;2、搜集有关基因工程技术安全性方面的报道、法规等的资料。
【板书设计】【习题详解】一、练习(P106)(一)基础题1.基因工程的操作通常包括以下4步:(1)获得目的基因(外源基因);(2)目的基因与运载体结合,形成重组DNA分子;(3)将重组DNA分子导人受体细胞;(4)目的基因的检测与表达。
《基因工程及其应用》第2课时教学设计广州市一中生物科孙淑贞一、教材分析基因工程是四大生物工程之一。
本节内容包括三个方面,第1课时简要介绍“基因工程的原理”,第2课时介绍“基因工程的应用”、“转基因生物和转基因食品安全性”,第2课时的内容是基因工程的成果与发展前景,属于基因工程的实际应用问题,所以教材中的大量内容是基因工程发展近几年的成果,相对其他章节来讲该内容比较新颖和超前,而且该内容是一个动态的知识体系,其内容不断地更新、发展和变化。
如果按照传统的方法,仅仅以课本为参考,必然导致学生对知识的机械记忆,不利于开阔学生的思路、发展学生的思维和素质能力的提高。
因此本课时打破原有的教学模式,尝试让学生利用网络和图书进行信息收集和处理。
因此本节课的信息量比较大,具有较大的开放性。
教学应着重于调动学生的兴趣,重点引导学生讨论基因工程应用的利与弊,关注转基因食品和转基因生物安全性问题。
二、学情分析当今各种媒体上有不少关于基因工程的报道,市场上也有一些转基因食品销售,学生应该有所接触,从而获得了一些感性认识。
第二课时可在列举基因工程各种应用的基础上,重点引导学生讨论基因工程应用的利与弊。
教师应布置学生搜集有关资料,采用思考、分析、想像、推断和辩论相结合的方法,围绕基因工程的利与弊,分析讨论是否需要关注转基因食品和转基因生物。
对于这个问题,教师不必刻意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。
教师要注意引导学生摆事实、讲道理,做出合乎逻辑的推断,鼓励学生积极参与。
教师可设计合适的情境,组织学生进行角色扮演、制作公益广告、撰写咨询报告等多种活动,让学生站在不同角度思考问题并做出判断,使学生体会到参与社会问题的讨论和决策的方法。
三、教学目标1、知识目标:举例说出基因工程在农业、医药、环境保护等领域的广泛应用。
2、能力目标通过对课本插图的观察,学会科学的观察方法;培养学生收集转基因生物和转基因食品的相关信息,培养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。
基因工程及其应用教案一、教学目标1. 了解基因工程的概念、原理和基本操作步骤。
2. 掌握基因工程在农业、医药和环境保护等领域的应用。
3. 探讨基因工程技术的伦理和法律问题。
4. 培养学生的创新意识和实践能力。
二、教学内容1. 基因工程的概念:基因、DNA、基因重组等。
2. 基因工程的原理:DNA重组技术、基因表达载体的构建等。
3. 基因工程的基本操作步骤:目的基因的获取、基因表达载体的构建、转化宿主细胞等。
4. 基因工程的应用:农业(转基因作物、抗病虫害育种)、医药(基因治疗、药物生产)、环境保护(生物降解、生物修复)等。
5. 基因工程技术的伦理和法律问题:基因歧视、生物安全、生物多样性保护等。
三、教学方法1. 讲授法:讲解基因工程的基本概念、原理和应用。
2. 案例分析法:分析具体的基因工程应用实例,引导学生思考和讨论。
3. 小组讨论法:分组讨论基因工程技术的伦理和法律问题。
4. 实践操作法:安排实验室实践活动,如基因表达载体的构建、转化宿主细胞等。
四、教学资源1. 教材:基因工程及其应用。
2. 课件:基因工程的原理和应用。
3. 视频资料:基因工程技术的实际应用案例。
4. 实验室设备:PCR仪、电泳仪、转化系统等。
五、教学评价1. 平时成绩:课堂参与度、小组讨论表现等。
2. 书面作业:基因工程应用案例分析和伦理法律问题论述。
3. 实验报告:基因表达载体的构建和转化实验。
4. 期末考试:基因工程及相关知识的选择题、填空题和简答题。
六、教学安排1. 课时:本课程共计32课时,其中理论课24课时,实验课8课时。
2. 教学计划:第1-4课时:基因工程的基本概念和原理。
第5-8课时:基因工程的基本操作步骤。
第9-12课时:基因工程在农业领域的应用。
第13-16课时:基因工程在医药领域的应用。
第17-20课时:基因工程在环境保护领域的应用。
第21-24课时:基因工程技术的伦理和法律问题。
第25-28课时:实验室实践活动,包括基因表达载体的构建、转化宿主细胞等。
教学课题第六章第2节基因工程及其应用设计者:长治六中宋庆丽一、教材分析1.教学内容分析《基因工程及其应用》是人教版生物必修二第六章第二节的内容。
包括以下三方面内容:基因工程的原理、基因工程的应用、转基因生物和转基因食品的安全性。
其中基因工程的原理是本节内容的重点和难点,这部分内容又包括了基因工程的概念、工具、操作步骤。
只有在了解了基因工程的原理这部分内容的基础上才能更好地了解此项技术的应用,进而更深入的思考转基因生物及转基因食品的安全性。
基因工程是在杂交育种及诱变育种技术的基础上,不断探索研究出的取得突破性进展的新技术。
是在分子水平上进行的操作技术,在高中阶段不可能直接让学生进行相关实验和操作,所以在教学中,应借助多媒体课件以图片及动画的形式来呈现这一动态过程。
使学生能够更加直观的理解这样一个分子水平上的技术,在头脑中也能呈现这样一个动态的过程。
本节课以基因工程操作步骤为主线,穿插基因工程工具的结构特点和功能及其概念,通过启发式的提问,及小组讨论的方法调动学生的学习兴趣以及思维。
2.课程标准要求具体内容标准:关注转基因生物和转基因食品的安全性二、教学目标【知识目标】1.简述基因工程基本原理。
2.描述基因工程的概念。
3.说出基因工程的工具、基本步骤。
【能力目标】1.能根据老师的实例讲解以及在掌握基因工程工具、步骤的基础上能解决新的问题。
2.举例说出基因工程在农业、医药等领域的应用。
【情感目标】1.在学习了基因工程的原理及应用的基础上,深入思考转基因生物及转基因食品的安全性,关注人类健康,上升到伦理方面的思考。
三、教学重点和难点重点:(1)基因工程的概念;(2)基因工程工具的特点和功能;(3)基因工程的基本操作步骤。
(4)基因工程的应用及转基因生物和食品的安全性难点:(1)基因工程工具的特点和功能(2)基因工程基本操作步骤四、教学课时 1个课时(40分钟)五、教学方法多媒体教学(借助PPT课件以图片和动态形式进行教学)直观教学法(通过课件和板书,让同学们直观感受基因工程的操作步骤,并进行一定的思考)小组讨论法(通过小组讨论,能对所学的知识加以运用)六、教学用具多媒体、ppt课件、图片、高中生物必修二教材七、教学板书:第2节基因工程及其应用一、实例展示①“剪刀”—限制酶工具②“针线”—DNA连接酶③“运输车”—运载体二、基因工程的步骤剪切连接导入表达三、基因工程的概念基因工程的原理:基因重组四、基因工程的应用八、教学过程教学程序教师行为学生活动设计意图导入(2min)同学们,上节课我们学习了杂交育种和诱变育种两种育种技术,虽然这两种育种技术广泛应用于我们的生产实践,但仍然存在很多的不足和局限。
《基因工程及其应用》教课设计延津县高级中学刘晓燕教课目的:1.知识目标:⑴理解基因工程的观点。
⑵掌握基因操作的工具和基本步骤。
⑶认识基因工程的应用和转基因食品的安全性。
2.能力目标:培育和提升学生的理解能力,语言表述能力和实验设计能力。
3.感情、态度与价值观目标:建立学生热爱科学、勇于想象精神,培育正确认识科学利用科学的态度。
教课重点及打破方法1.教课重点及打破基因操作的工具和基本步骤。
打破: 1,概括记忆,利用形象比喻、过程演示以及多媒体视频,概括基因操作的工具和基本步骤知识点,让学生在认知的基础上加以理解。
2,应用训练。
利用例题,经过做题过程稳固和掌握基因操作的工具和基本步骤。
教课难点及打破方法1.限制性内切酶和运载体的作用。
2.基因的应用,转基因生物和转基因食品的安全性。
打破:利用多媒体展现限制性内切酶和运载体功能,同时利用例题应用训练。
利用多媒体,展现基因的应用。
安排学生课后进行知识比赛,稳固和加深理解转基因生物和转基因食品的安全性。
课时: 1 课时教具准备:多媒体,自制教具教课过程:一、联想设疑、引出新课地球上的生物多种多样,性状各异。
人类仍是想创建一些特其他生物,知足人类的各样需要。
演示幻灯片列举人类已经创建的新式生物,学生提出一些依据自己的假想打算创建的奇异生物。
发问:人类能够用什么方法来实现创建重生物?学生回答:能够使用基因工程的方法来实现。
进而引出基因工程。
二、解说新课对于基因工程的观点,指导学生依据列举出的例子,自己总结出来,而后与课本上的进行对照和完美。
(一)沟通商讨、敲定观点:基因拼接技术或 DNA 重组技术 ,是在生物体外,经过对DNA 分子进行人工“剪切”和“拼接”,对生物有基因进行改造和从头组合,而后导入受体细胞内进行无性生殖,使重组基因在受体细胞内表达,产生出人类所需要的基因产物。
设问:既然基因工程是能够对 DNA 分子进行人工“剪切”和“拼接”,那么详细是用何种工具进行操作的呢?经过设问,引出基因工程操作工具。
第2节基因工程及其应用一、基因工程的基本操作工具1.基因工程的概念2.基因工程的操作工具(1)“剪刀”和“针线”项目 名称作用“剪刀” 限制酶 识别特定的核苷酸序列,并在特定的切点上切割DNA 分子“针线” DNA 连接酶连接脱氧核糖和磷酸之间的缺口①作用:将外源基因送入受体细胞。
②种类⎩⎪⎨⎪⎧噬菌体质粒⎩⎪⎨⎪⎧分布:许多细菌以及酵母菌等生物细胞质中特性:能够自主复制实质:环状DNA 分子动植物病毒二、基因工程的操作及应用 1.基本操作步骤2.应用及安全性 (1)应用应用内容作物育种目的培育出具有各种抗逆性的作物新品种实例 抗虫的转基因抗虫棉意义 减少了农药用量,而且还减少了农药对环境的污染药物研制 实例生产人的胰岛素过程胰岛素基因与大肠杆菌的DNA 分子重组,并在大肠杆菌内成功表达环境保护实例利用转基因细菌降解有毒有害的化合物,吸收环境中的重金属,分解泄漏的石油,处理工业废水等判断对错(正确的打“√”,错误的打“×”)1.基因工程能够定向地改造生物的性状。
()2.基因工程导入了新的基因,其原理是基因突变。
( ) 3.一种限制酶可以识别多种核苷酸序列。
()4.含有目的基因的运载体是否进入受体细胞需要检测。
( ) 5.基因工程中的运载体只有质粒。
( ) 6.转基因生物和转基因食品都是不安全的。
( ) 提示:1.√2.×基因工程导入的基因是自然界原来就存在的基因,原理是基因重组。
3.×一种限制酶只能识别特定的核苷酸序列。
4.√5.×基因工程中常见的运载体有质粒、噬菌体和动植物病毒。
6.×对于转基因生物和转基因食品的安全性问题不能片面地一概而论。
(1)存在:主要存在于微生物中。
(2)作用:断裂两个核苷酸之间的磷酸二酯键。
(3)特点:具有特异性,即一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列,并在特定的位点切割DNA分子。
(4)作用结果:一般产生黏性末端。
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、教材分析第3章中有关DNA的结构、基因的本质 ,第4章中基因指导蛋白质的合成等内容 ,是学习本节的根底。
本节课内容是人教版生物选修二第六章第二节内容。
教材结合实例介绍了基因工程在作物育种、药物研制、环境保护等方面的应用 ,最后将重点放在对转基因生物和转基因食品平安性的讨论上。
教材安排了一那么“资料分析〞 ,分左右两栏列举了两种对立的观点 ,并在每种观点下都提供了局部资料 ,为学生展开讨论设置了具体环境。
由于基因工程是在分子水平上进行的生物工程 ,在高中阶段不可能直接让学生进行相关实验和操作 ,所以教师应在备课时作充分准备 ,如准备相关的课件通过电脑动画来表现这一动态过程。
本节课以基因工程操作步骤为主线 ,穿插基因工具的结构特点和功能 ,通过启发式的提问 ,调动学生的学习兴趣以及思维。
二、学生情况分析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 ,杂交育种、诱变育种、单倍体育种、多倍体育种等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〞有一个物质根底。
三、教学目标知识目标〔1〕举例说明基因工程在作物育种、医药生产等方面的作用。
〔2〕简述基因工程所取得的成果以及开展前景。
能力目标通过对书中以及ppt课件中的插图、图片的观察 ,学会科学的观察方法 ,培养收集和处理科学信息的能力、获取新知识的能力、分析问题和解决问题的能力。
情感态度与价值观通过学习了解我国基因工程的开展 ,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。
四、教学重点和难点重点:〔1〕基因工程的概念;〔2〕基因工程工具的特点和功能;〔3〕基因工程的根本操作步骤。
第2节基因工程及其应用一、基因工程的原理1.基因工程的概念基因工程,又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。
通俗地说,就是按照人们的意愿,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,定向地改造生物的遗传性状。
2.基因工程的基本工具 (1)“剪刀”与“针线”(2)运载体①作用:将外源基因送入受体细胞。
②种类:质粒、噬菌体和动植物病毒等。
质粒存在于许多细菌以及酵母菌等生物细胞中,是拟核或细胞核外能够自主复制的很小的环状DNA 分子。
上面通常含有的抗性基因可以作为标记基因用于目的基因导入受体细胞的检测依据。
3.基因工程的操作步骤提取目的基因——目的基因:人们所需要的特定基因目的基因与运载体结合⎩⎪⎨⎪⎧用某种限制酶切割质粒用同一种限制酶切割目的基因加入DNA 连接酶质粒和目的基因结合形成重组 DNA 分子将目的基因导入受体细胞:主要是借鉴细菌或病毒侵染细胞的方法目的基因的检测与鉴定⎩⎪⎨⎪⎧检测:根据受体细胞中是否具有标记基因,判断目的基因是否导入受体细胞表达:受体细胞表现出特定的性 状,如棉花抗虫性状的表现(1)基因工程的原理是基因突变()(2)基因工程能够定向地改造生物的遗传性状()(3)所有的限制酶都只能识别同一种特定的核苷酸序列()(4)基因工程中的运载体只有质粒()(5)只要目的基因进入了受体细胞就能成功实现表达()答案(1)×(2)√(3)×(4)×(5)×下图是利用基因工程技术生产人胰岛素的操作过程示意图,请据图回答。
1.能否利用人的皮肤细胞进行过程①?过程②特别需要的酶是哪一种?提示不能,皮肤细胞中胰岛素基因不表达;过程②是逆转录,需要逆转录酶。
2.如何将A和B连接成C?操作后的产物只有C吗?提示用同一种限制酶切割A和B,再加入DNA连接酶,才能形成C。
操作后的产物除了C,还可能有A与A结合、B与B结合的产物。
3.人的胰岛素基因能够在大肠杆菌细胞中表达的基础是什么?提示所有生物共用一套遗传密码。
教学准备1. 教学目标知识与技能目标:一、说出基因工程的概念、原理。
二、简述基因操作的工具及其操作过程。
过程与方法目标:一、养成识图,总结归纳的能力。
情感态度与价值观目标:一、学会从现象到本质的科学的研究方法。
2. 教学重点/难点教学重点:基因工程的基本原理,基因操作的工具,基本步骤及其应用。
教学难点:基因工程的基本原理,基因工程的应用及其安全性3. 教学用具4. 标签教学过程【导入】活动一提问:各种生物间的性状千差万别这是为什么呢?引导:生物体的不同性状是通过基因特异性表达而形成的。
列举:几种生物的不同性状:蚕能够吐出丝;豆科植物的根瘤菌能够固定空气中的氮气青霉菌能产生对人类有用的抗生素——青霉素。
提问:人类能不能改造性状?能不能使本身没有某个性状的生物具有某个特定性状呢?引导:让禾本科植物能够固定空气中的氮气;能否让细菌“吐出”蚕丝;让微生物生产出人的胰岛素、干扰素等珍贵的药物。
(这种设想能实现吗?)定向改造生物的新技术——基因工程。
【讲授】基因工程的概念和原理指导学生阅读教材P102页第二段,通过提问的方式指导学生找出概念中的关键词语,并让学生理解基因工程概念,引导学生独立完成。
最后归纳列表,便于学生的理解。
提炼:原理:基因重组优点:定向改造生物性状【活动】基因工程的工具用多媒体课件演示抗虫棉培育过程示意图,同时提出讨论问题,进行分组讨论,最后交流讨论结果,教师进行归纳总结。
思考:在以上的基因工程培育的过程中,关键步骤或难点是什么?引导:关键步骤的完成过程中都要用到基因操作工具,并使学生形象地记忆“工具”的作用。
A 基因的剪刀——限制性内切酶(简称限制酶)。
通过演示多媒体动画,将限制酶的作用过程进行动态演示,使学生理解抽象的知识内容。
①存在:主要是存在于微生物细胞中。
②特性:一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列,并在特定的切点切割DNA 分子。
③作用结果:得到具有黏性末端或平末端的DNA片段,如大肠杆菌中的EcoR I,能够专一识别GAATTC的序列,并在G和A之间将这段序列切开。
基因工程及其应用教案一、教学目标1、知识目标:(1)让学生了解基因工程的概念,培养学生的联想能力。
(2)让学生了解和掌握基因工程的步骤,培养学生的识图能力和语言表达能力。
2、过程与方法:(1)以问题探讨引入基因工程的概念。
(2)将限制酶、连接酶、运载体分别比喻为剪刀、针线和运输工具,使学生理解和掌握基因工程的工具。
(3)能过FLAS动画,让学生直观的了解基因工程的全过程。
3、情感态度价值观:(1)让幻想插上科学的翅膀,通过现实生活中基因工程的产品,让学生了解学习基因工程的意义。
(2)通过整个基因工程的学习,让学生了解科学工作者的艰辛,激发学生对科学研究的热情。
二、教学重点1、基因工程的基本原理。
2、基因工程的操作步骤三、教学难点1、限制酶和运载体的作用。
2、提取目的基因的方法和目的基因导入受体细胞的途径教学步骤四、教学过程(一)新课引入展示几种怪物的图片,并以“如何让普通热带斑马鱼也发荧光”为引子,板画导出基因工程的基本流程。
教师设问:1、用杂交能不能得到这样的生物?2、为什么不是用性状?而是用基因?复习“基因控制性状”的知识。
(板书)第2节基因工程(二)讲授新课1.什么是基因工程?【教师讲述】把甲生物的优秀基因剪切出来,拼接到乙生物体内并得以表达,这就是基因工程。
2.要实现这一目标,应该解决哪些问题?展示问题:(1)如何获得目的基因?(2)如何将目的基因导入受体细胞?(3)目的基因是否表达?播放:基因工程操作的基本步骤【学生活动】按照falsh动画播放顺序,将教师提供的DNA一条链和环形质粒上的碱基对补充完整。
【教师设问】1.在生物学上作为获取目的基因的“剪刀”是什么?【教师讲解】限制酶主要来自细菌等微生物体。
因为微生物容易受到外源DNA的干扰,而限制酶可以切除这些外源DNA,使其失活,是对自身生存的一种保护。
EcoRⅠ只是已知多种限制酶中的一种。
EcoRⅠ是一种从细菌中发现的能在特定位置上切割DNA分子的酶,其特定的识别序列是GAATTC,特定的切点是在G和A之间。
人教版高中生物必修二教案:6.2基因工程及其应用【学习目标】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;3. 关注转基因生物和转基因食品的安全性。
【学习重点】1. 基因工程的基本原理;2. 基因工程的安全性问题。
【学习难点】1. 基因工程的基本原理;2. 转基因生物与转基因食品的安全性。
【自主学习】(一)基因工程的原理 1. 基因工程的概念:基因工程又叫技术或技术。
通俗地说,就是按照人们的意愿,把一种生物的提取出来,加以,然后放到另一种生物的细胞里,地改造生物的。
基因工程是在上进行的水平的设计施工,需要有专门的工具。
基因工程最基本的工具有:“ ”、“ ”、“ ”。
2.基因工程的工具(1)、基因的“剪刀”:__________(简称__________)(2)、基因的“针线”:__________ (3)、基因的:基因工程中,目前常用的运载体有________、________和______________等。
3. 基因工程的操作步骤:基因工程操作的一般步骤为:__________________、目的基因与___________结合、将目的基因导入_________________、目的基因的________和________。
(二)、基因工程的应用1、抗虫基因作物的使用,不仅减少了__________,大大降低了生产成本,而且还减少了__________。
2、基因工程生产药品有__________、__________、__________等。
3、目前关于转基因生物和转基因产品的安全性,有两种观点,一种观点是转因生物和转基因食品不安全,____________________;另一种观点____________________。
【合作探究】1.基因工程育种与杂交育种、诱变育种相比,主要优点是什么?其原理是什么?2.限制酶有什么特点?3. 目的基因能否直接导入受体细胞?4.切割运载体和目的基因往往是用同一种限制酶还是两种?5.完成下图基因工程的别名操作环境操作对象操作水平操作工具基本过程结果【典例分析】科学家将控制某药物蛋白合成的基因转移到白色来亨鸡胚胎细胞的DNA中,发育成的母鸡就能产出含该药物蛋白的鸡蛋。
基因工程及其应用教案一、教学目标1. 了解基因工程的概念及其基本原理。
2. 掌握基因工程的基本操作步骤。
3. 了解基因工程的应用领域和意义。
4. 能够分析基因工程技术在实际问题中的应用。
二、教学内容1. 基因工程的概念:介绍基因工程的定义,解释基因重组、基因编辑等基本概念。
2. 基因工程的基本原理:介绍基因工程的基本原理,包括DNA重组技术、载体选择、转化等。
3. 基因工程的基本操作步骤:介绍基因工程的基本操作步骤,包括目标基因的获取、载体构建、转化和表达等。
4. 基因工程的应用领域:介绍基因工程在农业、医学、生物制药等领域的应用实例。
5. 基因工程的意义:讨论基因工程技术在科学研究、疾病治疗、生物产业发展等方面的意义和影响。
三、教学方法1. 讲授法:讲解基因工程的基本概念、原理和操作步骤。
2. 案例分析法:分析基因工程在实际问题中的应用案例。
3. 小组讨论法:分组讨论基因工程的意义和潜在问题。
4. 实验操作法:安排实验室实践活动,让学生亲身体验基因工程的基本操作。
四、教学评估1. 课堂提问:通过提问了解学生对基因工程概念和原理的理解程度。
2. 小组讨论报告:评估学生在小组讨论中的参与情况和思考深度。
3. 实验报告:评估学生在实验操作中的技能和理解能力。
4. 期末考试:设计有关基因工程的选择题、填空题和简答题,评估学生的综合掌握程度。
五、教学资源1. 教材:推荐使用《基因工程》等相关教材,提供详细的知识点和案例分析。
2. 实验室设备:提供实验室设备,如PCR仪器、电泳仪等,供学生进行实验操作。
3. 多媒体教学资源:使用PPT、视频等教学资源,生动展示基因工程的基本原理和应用实例。
4. 在线资源:推荐学生访问相关的科研机构和公司的官方网站,了解基因工程的最新研究进展和应用情况。
六、教学活动设计1. 导入新课:通过播放基因工程相关的科普视频,激发学生的兴趣,引出基因工程的概念。
2. 知识讲解:利用PPT展示基因工程的基本原理和操作步骤,边讲解边展示相关图片和示例,帮助学生理解和记忆。
第2节基因工程及其应用【教学目标】(一)知识目标1.简述基因工程的基本原理。
2.举例说明基因工程在农业、医药等领域的应用。
(二)能力目标进行转基因生物和转基因食品安全性的资料收集和分析。
(三)情感目标关注转基因生物和转基因食品的安全性。
【教学重点与难点】1.教学重点(1)搜集基因工程在育种上应用的事例。
(2)基因工程的安全性问题。
2.教学难点(1)基因工程的基本原理。
(2)转基因生物与转基因食品的安全性。
【教学设计】第一课时教师的组织和引导学生活动达成目标主要板书复习:(1)生物体的基因是怎样来的?(2)最古老的育种方法是什么?(3)杂交育种和诱变育种的局限是什么?(4)超越已有技术的局限性是育种技术的不断完善与发展的动力和原因。
育种学家将如何突破“不能实行种间的基因交流”这一育种技术的局限呢?引入新课:展示下列资料和相关图片:资料一:蛛丝是自然界最奇特的物质之一,它具有极强的韧度,其韧度是同样直径钢材的好几倍。
但与家蚕不同,蜘蛛不能家养,因为它们会互相吞食,所以不可能建立人工饲养蜘蛛的农场。
30多年来,科学回忆相关概念,讨论作答:①由母体(无性生殖)或父本和母本(有性生殖)遗传而来。
②通过基因突变产生新基因。
选择育种。
不能进行种间的基因交流。
提取相关的基础知识为学习新知识做好准备。
用具体的实例,激发学生学习探究的兴趣。
第2节基因工程及其应用·基因工程家们一直试图找到利用其他生物体来制造蛛丝的办法。
资料二:目前,全球的氮肥生产耗费世界总电力的3%-4%,且农作物只能吸收氮肥的1/10,造成了大面积土壤和水质的污染。
教师设问:请发挥你们的想象力,提出解决上述问题的设想。
教师在学生讨论的基础上提出设想:(1)能否让细菌“吐出”蛛丝?(2)能否让禾本科的植物也能够固定空气中的氮?德国科学家宣称,他们利用转基因细菌成功制造出了优质“蛛丝”,将来能利用这种丝纺织出精美布料或者轻巧而结实的绳索。
蜘蛛的吐丝织网技能要受到挑战了。
第2节基因工程及其应用[学习目标]1.说出基因工程的概念。
2.说出基因工程的基本工具。
(重点)3•阐述基因工程的基本操作。
(重点)4.举例说明基因工程的应用。
知识点1基因工程的原理请仔细阅读教材第102〜103页,完成下面的问题。
1.概念:基因工程,又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。
通俗地说,就是按照人们的意愿,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,定向地改造牛物的溃传性状。
2.原理:基因重组。
3.操作水平:DNA分子水平;操作环境:体外。
4.基本工具(1)基因的“剪刀” ——限制性核酸内切酶(简称限制酶)。
①特点:一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列。
②作用位点:磷酸二酯键。
③产物:a.黏性末端;b.平末端④实例:大肠杆菌的一种限制酶能识别GAATTC序列,并在G 和A之间切割,产生两个带有黏性末端的DNA片段,如图所示:(2)基因的“针线” 一一DNA连接酶。
①作用对象:两个具有木相同末端的DNA分子②作用位置:脱氧核糖与磷酸之间的缺口。
③产物:形成重组DNA分子。
⑶基因的运载体①作用:将外源基因送入受体细胞。
分布:许多血以及酵母菌等生物拟核或细胞核外②种类v质粒气特性,能够自主复制[组成:坏状DXA分子、动植物病毒③运载体必须具备的条件a .能在受体细胞中复制,并稳定保存。
b.具有一个或多个限制酶切点,便于外源基因插入。
c.具有标记基因,如:抗性基因,便于进行筛选。
5.操作步骤的基因日的基因:人们时的特定基因; [用某种限制酶切割质粒目2勺基因匕用同•种限制酶切割目的基因运载体结合v加人DNA连接酶I |质粒和目的基因结合成重组DXA分子V将目的基因导主要是借鉴鯉或遊侵入受体细胞染细胞的方法I检泗;根据受体细胞中是否具有目的基因的< 标记基因.判断目的基因导人与否检测和鉴定鉴定;受体细胞表现出特定的性丨状,如棉花抗虫性状的表现知识点2基因工程的应用及其安全性请仔细阅读教材第104〜106页,完成下面的问题。
第2节基因工程及其应用
【教学目标】
(一)知识目标
1.简述基因工程的基本原理。
2.举例说明基因工程在农业、医药等领域的应用。
(二)能力目标
进行转基因生物和转基因食品安全性的资料收集和分析。
(三)情感目标
关注转基因生物和转基因食品的安全性。
【教学重点与难点】
1.教学重点
(1)搜集基因工程在育种上应用的事例。
(2)基因工程的安全性问题。
2.教学难点
(1)基因工程的基本原理。
(2)转基因生物与转基因食品的安全性。
【教学设计】
第一课时
教师的组织和引导学生活动达成目标主要板书
复习:
(1)生物体的基因是怎样来的?
(2)最古老的育种方法是什么?
(3)杂交育种和诱变育种的局限是什么?
(4)超越已有技术的局限性是育种技术的不断完善与发展的动力和原因。
育种学家将如何突破“不能实行种间的基因交流”这一育种技术的局限呢?引入新课:
展示下列资料和相关图片:资料一:蛛丝是自然界最奇特的物质之一,它具有极强的韧度,其韧度是同样直径钢材的好几倍。
但与家蚕不同,蜘蛛不能家养,因为它们会互相吞食,所以不可能建立人工饲养蜘蛛的农场。
30多年来,科学回忆相关概念,讨论作答:
①由母体(无性生殖)
或父本和母本(有性生殖)
遗传而来。
②通过基因突变产生
新基因。
选择育种。
不能进行种间的基因
交流。
提取相关的
基础知识为
学习新知识
做好准备。
用具体的实
例,激发学
生学习探究
的兴趣。
第2节基
因工程及
其应用
·基因工
程
家们一直试图找到利用其他生物体来制造蛛丝的办法。
资料二:目前,全球的氮肥生产耗费世界总电力的3%-4%,且农作物只能吸收氮肥的
1/10,造成了大面积土壤和水质的污染。
教师设问:请发挥你们的想象力,提出解决上述问题的设想。
教师在学生讨论的基础上提出设想:
(1)能否让细菌“吐出”蛛丝?(2)能否让禾本科的植物也能够固定空气中的氮?
德国科学家宣称,他们利用转基因细菌成功制造出了优质“蛛丝”,将来能利用这种丝纺织出精美布料或者轻巧而结实的绳索。
蜘蛛的吐丝织网技能要受到挑战了。
教师利用“问题探讨”,进一步提出问题,组织学生讨论、交流看法。
(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?
教师进一步提问:
生物体还可以通过什么途径得到基因?能否打破杂交育种的局限?举例说明。
教师小结:人类可以利用基因工程技术按照自己的意愿直接定向改变生物。
通过上述的学习和分析,请归纳出基因工程的概念。
学生思考、讨论提出自己的
设想。
学生讨论
师生交流
学生分小组讨论和交流。
学生设想用类似的方法来
“改造”某种生物,使其符
合人们某种特定的需要,说
出具体设想。
各小组选派代
表陈述观点。
通过人工的方法,把一种生
物的特定基因(如人胰岛基
因)转移到另一种生物(如
大肠杆菌)体内。
打破了杂交育种的局限,实
现了种间的基因交流。
学生用自己的语言表述基
因工程的定义。
明确基因工
程和杂交育
种、诱变育
种的内在联
系。
加强对课本
概念的理解
请学生阅读教材P102页和P103页第一段,并思考回答下学生带着问题阅读教材,以
小组为单位相互讨论,形成
培养学生自
主学习的能
·基因工
程
列问题:
(1)基因工程是在什么水平上操作的?
(2)基因工程的最基本的工具是什么?
(3)基因“剪刀”的全称和简称是什么?
(4)限制酶的功能特点中指出了两个“特定”,这两个“特定”是指什么?举例说明。
(5)基因的“针线”——DNA 连接酶连接的是脱氧核糖与磷酸,还是连接互补的碱基对?(6)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?可以产生几个黏性末端?(7)除了课本的知识,对于限制酶和DNA连接酶你想知道什么或者你还知道什么?
阅读后,师生进行交流,教师根据学生自学中存在的问题进行引导、讲解。
教师最好能制作课件,用图片和动画帮助学生理解。
教师小结:通过讨论,我们知道了如何获得外源基因,如何把来源不同的两个基因连接起来。
但是,要将外源基因送入受体细胞,还需要专门的运输工具:运载体。
可以作为运载体的有:质粒、噬菌体、动植物病毒等。
教师用图片或课件动画展示质粒的结构特点。
(教材插图6-5)
·细胞染色体外的很小的环状DNA分子。
·存在于细菌、酵母菌等生物的细胞中,对细胞的正常生活几乎没有影响。
·能自主复制
·质粒是基因工程中最常用的运载体。
·最常用的质粒是大肠杆菌的小组的共识。
以小组为单位,开展组间的
竞答活动。
在教师的引导下,分析和理
解重点和难点问题
学生观看图片或课件,了解
质粒的特点及其运载体功
能。
力。
在学生阅读
理解和交流
的基础上,
教师有针对
性地展示资
料讲解,解
决难点问
题。
采用“自学
——合作—
—教师引导
——师生总
结”的学习
策略。
质粒的知识
比较抽象,
教学策略以
教师引导讲
解的方法为
主。
的最基本
工具
1.基因的
“剪刀”
——限制
性核酸内
切酶(限
制酶)
2.基因的
“针线”
——DNA
连接酶
3.基因的
运载体
——质
粒、噬菌
体、动植
物病毒等
·基因工
程的基本
操作步骤
质粒。
·质粒的复制只能在宿主细胞内完成。
·可以容易地从细胞中取出或
放入
这些特点使质粒能够胜任运载体的工作,携带目的基因进入细胞。
教师用多媒体课件或与教材插图6-6类似的示意图,简要归纳基因工程操作的基本步骤和大致过程。
启发学生思考:
1.培育转基因生物时,需要外源基因即目的基因,那么目的基因从哪里来?
引导学生思考和讨论。
2.若利用基因工程技术培育抗虫棉,最好选择什么细胞作为目的基因的受体细胞?
引导学生思考和讨论。
3.同是培养转基因植物,耐贮藏番茄培育的思路是:导入能封闭乙烯合成途径中关键酶的基因,而转基因抗虫植物培育的思路是:让导入的外源抗虫基因在受体细胞中表达。
比较这两种思路及作用的异同。
教师小结本节内容。
课堂练习:教材P106页练习基础题1、2、3;拓展题1。
布置学生以小组为单位,分专题搜集生物变异在育种上学生和教师一起归纳基因
工程操作的几个步骤。
根据育种的要求,从具有目
的基因的生物的DNA中获
得,也可以人工合成自然界
没有的基因。
培育转基因抗虫棉时,目的
基因的最佳受体细胞是受
精卵,这样,就可以保证转
基因抗虫棉所有细胞都有
目的基因。
学生思考、师生讨论:
一个是封闭──不让表达;
另一个则是开放──让其
表达。
思路不同,但异曲同
工,都培育出了对人类有益
的植物品种。
学生做完练习后,教师反馈
学生的练习情况,师生围绕
这些练习展开讨论,若发现
学生对某些问题还不能理
解,教师要有针对性的进行
讲评。
只要归纳其
大致过程即
可,不必加
深扩展。
让学生归纳
一些解决实
际问题的思
路,以启发
学生的思
维,提升学
生解决问题
的能力。
即堂反馈学
习情况,巩
固和应用所
学知识。
为下节课的
学习和讨论
做准备。
应用的事例,包括杂交育种、诱变育种、单倍体育种、多倍体育种、基因工程育种等,这些育种方法在改良农作物或禽
畜品种的实例及其经济效益或增产效果的资料。
搜集关于基因安全性方面的报道、法规等资料。
课外练习:教材P108页自我检测题,概念检测、知识迁移、技能应用和思维拓展。
课后的复习和巩固
【教学设计说明】
本课时以上一个课时提出的问题“将如何突破杂交育种和诱变育种的技术局限?”切入,把现代育种技术与传统育种技术联系起来。
注意引导学生把基因工程的学习与原有基础知识紧密联系起来,转基因技术育种,教材概括为四个步骤: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。
这四个步骤,都可以在必修1和必修2中找到理论基础。
密切联系原有知识,不仅可使学习过程顺畅,更有助于帮助学生将具体方法中的各个步骤有机地联系起来。
例如,“目的基因的制备”其理论基础是基因位于DNA上。
要制备目的基因,就要根据育种的要求,从具有目的基因的生物的DNA中获得。