第二章现代生物技术第一节基因工程教案

高中生物基因工程教案课时：2节课教学目标：1. 理解基因工程的概念和基本原理；2. 了解基因工程在生物学、医学和农业领域的应用；3. 掌握基本的基因工程技术和方法；4. 能够分析基因工程对社会、经济和环境的影响。

教学重点：1. 基因工程的概念和原理；2. 基因工程在生物学、医学和农业领域的应用；3. 基因工程的技术和方法。

教学难点：1. 基因工程的伦理和社会问题；2. 基因工程对环境的影响。

教学方法：1. 讲授结合示范实验；2. 小组讨论；3. 视频展示。

教学内容：第一节课：1. 什么是基因工程？2. 基因工程的基本原理；3. 基因工程在生物学、医学和农业领域的应用。

第二节课：1. 基因工程的技术和方法；2. 基因工程的伦理和社会问题；3. 基因工程对环境的影响。

教学活动：第一节课：1. 讲授基因工程的概念和原理；2. 展示基因工程在医学领域的应用案例；3. 分组讨论基因工程在农业领域的应用。

第二节课：1. 基因工程技术和方法的讲解；2. 观看相关基因工程技术的实验视频；3. 小组讨论基因工程的伦理和社会问题。

作业安排：1. 阅读相关基因工程的文献资料，总结基因工程的优势和局限性；2. 撰写一篇文章，探讨基因工程在未来的发展方向。

教学资源：1. 教科书《生物学基础》；2. 互联网资料；3. 实验室设备和材料。

评价方式：1. 课堂表现；2. 作业质量；3. 专题报告。

教学反思：基因工程作为生物技术领域的重要内容，对学生开展基因工程的相关知识和技术培训是十分必要的，同时要引导学生正确看待基因工程的伦理、社会和环境问题，并将基因工程技术应用到实际生活中，促进学生的综合素质和创新能力的培养。

第1讲基因工程1.基因工程的诞生(Ⅰ）2.基因工程的原理及技术（含PCR技术）(Ⅱ）3。

基因工程的应用(Ⅱ）4.蛋白质工程（Ⅰ）1。

基因的结构与功能（生命观念)2。

基因工程的操作流程图及蛋白质的流程图等(科学思维）3。

基因工程的应用和蛋白质工程(科学探究）4.正确看待转基因生物与环境安全问题（社会责任）考点一基因工程的基本工具及基本程序1．基因工程的概念（1)概念：按照人们的愿望，进行严格的设计，并通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。

(2)优点①与杂交育种相比：克服了远缘杂交不亲和的障碍。

②与诱变育种相比：定向改造生物的遗传性状。

2．基因工程的基本工具（1）限制性核酸内切酶(简称限制酶）。

①来源：主要来自原核生物。

②特点：具有专一性，表现在两个方面：识别——双链DNA分子的某种特定核苷酸序列.切割-—特定核苷酸序列中的特定位点。

③作用：断裂特定的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。

④作用结果错误!—错误!（2）DNA连接酶(3)载体①种类：质粒、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等。

②质粒的特点错误!③运载体的作用：携带外源DNA片段进入受体细胞。

3．基因工程的基本操作程序（1)目的基因的获取①从基因文库中获取②人工合成错误!③利用PCR技术扩增（2）基因表达载体的构建—-基因工程的核心①目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代,同时使目的基因能够表达和发挥作用。

②基因表达载体的组成(3）将目的基因导入受体细胞①转化含义：目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内遗传和表达的过程.②转化方法生物类型植物动物微生物受体细胞体细胞受精卵大肠杆菌或酵母菌等(4)目的基因的检测与鉴定4。

PCR技术(1)原理：DNA复制。

（2)前提：已知目的基因的一段核苷酸序列，以便根据这一序列合成引物。

（3）条件：DNA模板、引物、热稳定DNA聚合酶和4种脱氧核苷酸.（4)扩增过程变性温度上升到90～95 ℃左右，双链DNA解链为单链复性温度下降到55～60 ℃左右，两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合延伸温度上升到70～75 ℃左右，Taq 酶从引物起始合成互补链,可使新链由5′端向3′端延伸（5）结果：上述三步反应完成后,一个DNA分子就变成了两个DNA分子,随着重复次数的增多，DNA分子就以2n的形式增加.PCR的反应过程都是在PCR扩增仪中完成的。

现代生物技术教案引言现代生物技术是指运用分子生物学、细胞生物学和生物化学等领域的知识和技术，通过改变或利用生物体的基因、细胞和组织等来实现对生物体的改造和利用。

它在医疗、农业、工业等领域都具有重要的应用价值。

本教案将介绍现代生物技术的基本概念和原理，并提供一些在课堂上进行实践操作的建议。

课程目标•理解现代生物技术的基本概念和原理•掌握常用的现代生物技术实验方法和技巧•培养学生的科学思维和实验操作能力•培养学生的合作与沟通能力教学内容第一章现代生物技术的基本概念1.1 现代生物技术的定义和发展历程 - 生物技术的定义 - 现代生物技术的发展历程1.2 基因工程技术 - 基因的结构和功能 - 基因工程技术的基本原理和方法 - 基因工程技术在医疗、农业和工业中的应用第二章基因工程技术的实验方法2.1 DNA的提取和纯化 - 细胞裂解和DNA提取的基本方法 - DNA的纯化方法2.2 DNA的扩增 - 聚合酶链式反应（PCR）的原理和方法 - PCR程序的设计和优化2.3 DNA的测序 - DNA测序的原理和方法 - 常用的DNA测序技术和仪器第三章基因克隆技术3.1 限制性酶切和DNA连接 - 限制性酶切的原理和方法 - DNA连接的原理和方法3.2 质粒构建和转化 - 质粒构建过程的设计和实施 - 细菌的转化方法和筛选技术3.3 基因组编辑技术 - CRISPR-Cas9系统的原理和应用 - 基因组编辑技术的前景和风险实验操作为了帮助学生更好地理解和掌握现代生物技术的基本原理和方法，以下是一些实验操作的建议。

实验一：DNA的提取实验目的通过DNA的提取实验，学生可以了解DNA提取的基本原理和方法，并亲自操作进行DNA提取。

实验材料•青豆（或其他植物组织）•盐水•水浴（温度控制在60摄氏度）实验步骤1.取适量的青豆组织，用盐水清洗去除表面污染物。

2.将青豆组织放入研钵中，加入适量的盐水，研磨成细胞浆状。

课程名称：生物技术授课对象：大学本科生课时： 2课时教学目标：1. 理解基因工程的基本原理和操作步骤。

2. 掌握基因工程在各个领域的应用。

3. 培养学生运用基因工程技术解决实际问题的能力。

教学内容：第一课时一、导入新课1. 介绍基因工程的定义和背景。

2. 提出问题：基因工程是如何改变生物性状的？二、基本原理1. 基因的概念：DNA、基因、遗传信息的载体。

2. 基因表达：转录、翻译。

3. 基因重组：目的基因的获取、基因表达载体的构建、目的基因的导入和表达。

三、操作步骤1. 目的基因的获取：PCR、限制酶、DNA合成等。

2. 基因表达载体的构建：载体选择、基因克隆、表达调控等。

3. 目的基因的导入：转化、转染、显微注射等。

4. 目的基因的表达和检测：报告基因、荧光标记、蛋白质检测等。

四、课堂讨论1. 举例说明基因工程在农业、医药、环保等领域的应用。

2. 讨论基因工程可能带来的伦理、安全等问题。

第二课时一、复习巩固1. 回顾基因工程的基本原理和操作步骤。

2. 回答上节课的课堂讨论问题。

二、案例分析1. 案例一：转基因抗虫棉的培育。

2. 案例二：基因治疗艾滋病。

3. 案例三：基因工程药物的生产。

三、总结与展望1. 总结基因工程在各个领域的应用及其意义。

2. 展望基因工程的发展前景。

教学手段：1. 多媒体课件：展示基因工程的原理、操作步骤、应用案例等。

2. 课堂讨论：引导学生积极参与，提高学生的思维能力和表达能力。

3. 案例分析：帮助学生理解基因工程在实际应用中的问题。

教学评价：1. 课堂参与度：观察学生的课堂表现，评价学生的积极性和参与度。

2. 课堂讨论：评价学生的思维能力和表达能力。

3. 案例分析：评价学生对基因工程应用的理解程度。

教学反思：1. 教师应根据学生的实际情况调整教学内容和教学方法。

2. 注重培养学生的创新思维和实际应用能力。

3. 关注基因工程在各个领域的最新进展，不断更新教学内容。

初中基因工程教案课程目标：1. 了解基因工程的基本概念和原理；2. 掌握基因工程的技术和应用；3. 培养学生的科学思维和创新能力。

教学内容：1. 基因工程的基本概念；2. 基因工程技术；3. 基因工程的应用；4. 基因工程与生物伦理。

教学过程：一、导入（5分钟）1. 引导学生思考：什么是基因？基因在生物体中有什么作用？2. 学生回答后，教师总结：基因是生物体遗传信息的基本单位，控制着生物体的生长、发育和各种生理功能。

二、基因工程的基本概念（10分钟）1. 介绍基因工程的概念：基因工程是一种通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物新的遗传特性的技术。

2. 解释转基因生物的概念：转基因生物是通过基因工程技术将外源基因导入到生物体中，使其具有新的遗传特性的生物。

三、基因工程技术（15分钟）1. 介绍基因工程的基本步骤：目的基因的获取、基因表达载体的构建、目的基因的导入、目的基因的检测与鉴定。

2. 讲解基因表达载体的构建：包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等组成。

3. 介绍目的基因导入的方法：农杆菌转化法、显微注射法、钙离子处理法等。

四、基因工程的应用（10分钟）1. 农业方面：转基因作物、转基因动物、生物农药等。

2. 医学方面：基因治疗、基因诊断、生物制药等。

3. 环境保护方面：生物降解、生物修复等。

五、基因工程与生物伦理（10分钟）1. 介绍基因工程在生物伦理方面的问题：转基因生物的安全性、生物多样性保护、遗传歧视等。

2. 引导学生思考：如何看待基因工程与生物伦理问题？六、总结与评价（5分钟）1. 总结基因工程的基本概念、技术和应用。

2. 强调基因工程的重要性和潜在风险。

教学评价：1. 学生能够准确回答基因工程的基本概念和原理；2. 学生能够掌握基因工程的技术和应用；3. 学生能够对基因工程与生物伦理问题进行思考和讨论。

教学资源：1. 教材或教辅资料；2. 多媒体课件；3. 网络资源。

教学建议：1. 在讲解基因工程的基本概念时，可以结合具体的实例进行说明，以便学生更好地理解和掌握；2. 在讲解基因工程技术时，可以进行实验演示或播放实验视频，增强学生的实践操作能力；3. 在讲解基因工程的应用时，可以结合当前热点问题进行讨论，提高学生的科学素养和创新能力。

高中生物选修基因工程教案教学目标：1. 了解基因工程的基本概念和原理；2. 掌握基本的基因工程技术和方法；3. 了解基因工程在农业、医学等领域的应用；4. 培养学生的创新意识和实验能力。

教学内容：1. 基因工程的概念和发展历史；2. 基因工程的基本原理和技术；3. 基因工程的应用领域；4. 基因工程的伦理和风险问题。

教学步骤：第一课时：基因工程概念和原理1. 介绍基因工程的定义和发展历史；2. 讲解基因工程的基本原理和技术，如基因克隆、PCR等；3. 展示基因工程实验室和设备。

第二课时：基因工程技术和方法1. 介绍基因工程常用的技术和方法，如DNA重组、转基因等；2. 演示基因工程实验操作流程；3. 组织学生进行基因工程实验操作实践。

第三课时：基因工程在农业领域的应用1. 介绍基因工程在农业领域的应用，如转基因作物的开发和种植；2. 分析转基因作物的优势和劣势；3. 讨论基因工程对农业发展的影响。

第四课时：基因工程在医学领域的应用1. 介绍基因工程在医学领域的应用，如基因治疗和干细胞技术；2. 探讨基因工程在医学领域的潜在价值和挑战；3. 分析基因工程对医学进步的影响。

第五课时：基因工程的伦理和风险问题1. 讨论基因工程所涉及的伦理和道德问题；2. 分析基因工程可能存在的风险和挑战；3. 引导学生思考基因工程的未来发展方向。

教学评估：1. 学生课堂表现和参与度；2. 学生基因工程实验操作的能力和独立思考能力；3. 学生对基因工程应用和伦理问题的分析和思考能力。

教学资源：1. 教科书《高中生物选修基因工程》；2. 实验室设备和材料；3. 互联网和多媒体资源。

教学反思：通过本节课程的学习，学生不仅可以对基因工程有一个全面的了解，还可以培养其实验能力和创新意识。

同时，也能够引导学生思考科技发展所涉及的伦理和道德问题，培养学生正确的价值观和社会责任感。

愿本课程能激发学生对生物科学的兴趣，为其未来的学习和发展奠定基础。

课程名称：生物技术授课班级：XX级XX班授课教师：XXX教学目标：1. 知识目标：（1）了解基因工程的定义、发展历程及其在生物技术领域中的应用。

（2）掌握基因工程的基本操作步骤，包括目的基因的获取、基因载体的构建、重组DNA的转化与筛选等。

（3）熟悉基因工程在农业、医药、环境保护等领域的应用实例。

2. 能力目标：（1）培养学生运用基因工程原理解决实际问题的能力。

（2）提高学生的实验操作技能和科研思维能力。

3. 情感目标：（1）激发学生对生物技术领域的兴趣，培养其创新意识和团队协作精神。

（2）树立科学严谨的学术态度，增强社会责任感。

教学重点：1. 基因工程的基本操作步骤。

2. 基因工程在生物技术领域的应用实例。

教学难点：1. 重组DNA的转化与筛选。

2. 基因工程在农业、医药、环境保护等领域的应用。

教学过程：一、导入1. 介绍基因工程的定义、发展历程及其在生物技术领域中的应用。

2. 引导学生思考基因工程的重要性及其对人类社会的影响。

二、基本概念与原理1. 介绍基因工程的定义、发展历程及其在生物技术领域中的应用。

2. 讲解基因工程的基本操作步骤，包括目的基因的获取、基因载体的构建、重组DNA的转化与筛选等。

3. 分析基因工程的基本原理，如DNA重组技术、分子克隆技术等。

三、实验操作1. 讲解实验原理及操作步骤。

2. 学生分组进行实验操作，教师巡回指导。

3. 学生汇报实验结果，教师点评。

四、案例分析1. 介绍基因工程在农业、医药、环境保护等领域的应用实例。

2. 分析案例中的关键技术及其应用效果。

3. 引导学生思考基因工程在解决实际问题中的作用。

五、总结与讨论1. 总结本节课的主要内容，强调重点和难点。

2. 鼓励学生提出问题，进行课堂讨论。

3. 教师针对学生提出的问题进行解答。

教学反思：1. 教学过程中，注重理论联系实际，提高学生的实际操作能力。

2. 鼓励学生积极参与课堂讨论，培养学生的创新意识和团队协作精神。

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。

二、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。

第七单元 生物技术 第二章 现代生物技术第一节 基因工程学习目标： 1．说出基因工程的原理， 2. 说明：“工程菌”的培育过程。

3．举例说明基因工程在工农业生产和医疗等方面的应用。

4．分析转基因生物的安全性。

5．通过调查基因工程产品在生活中的应用，提高收集信息，理信息及语言表达能力。

展望未来转基因技术给社会带来哪些影响。

教学过程： 一、展示目标：自读目标，了解本节课的学习任务。

二、温故知新: 1、构成生物体结构功能的基本单位是 ，其中具有遗传作用的物质存在于 内。

2、细胞核内，能够被碱性染料染成深色的物质是 ，它的结构包括和 两部分，其中最主要的遗传物质是 。

3、具有遗传效应的最小的DNA 片段，叫做 ，生物的性状是由 控制的。

三、导入新课：已经布置大家预习新课本内容，开展关于“基因工程产品在生活中的应用”调查活动，请各小组将各自的调查结果进行交流。

（学生交流）在调查过程中，大家对于基因工程肯定还会存在若干困惑，通过自主学习，能否解决存在的问题： 四、自主学习 1、请同学们对照课本P92-----P93文字和图形自学： （1）简述工程菌的培育过程，说出基因工程的原理（结合自主练习P29-30） 第一步 第二步 第三步第四步（2）人的生长激素基因在细菌细胞内得到了成功表达，这说明了什么问题？（3）利用“工程菌”生产人的生长激素，有哪些好处 ？为什么利用大肠杆菌来培养生长激素？（3）什么叫基因工程？什么叫转基因生物？2、各小组分组讨论展示，教师点拨解疑。

（1）基因工程在生产生活实际中有哪些应用？举例说明。

医药 农业 畜牧业 环保（2）转基因生物有哪些优点？你是如何认识转基因食品的？小组讨论展示 5、同学们自学课本（转基因生物的安全）P95——P96完成下面的问题： 为控制基因工程给人类带来的负面影响，我国颁布了哪些公约和条例？ 展望未来达标检测一、单项选择（请将答案序号填入括号内）1、为了培育节水高产品种，科学家将大麦中与搞旱节水有关的基因导入小麦，得到转基因小麦，其水分利用率提高20%，这项技术属于（）A、克隆技术B、杂交技术C、转基因技术D、组织培养技术2、关于基因工程，下列叙述不正确的是（）A、基因工程已经被广泛应用于农业、医药、环保等领域B、转基因技术类似工程设计，所以也叫做基因工程C、基因工程是一项现代生物技术D、基因工程是一项细胞核移植工程3、目前，有一种新品种蔬菜叫“白菜-甘蓝”这是将两个来自不同植物的体细胞融合成一个杂种细胞，并将其培养成新的植物，这是利用了现代技术中的（）A、细胞工程B、基因工程C、蛋白质工程D、酶工程4、研究人员用显微注射器将大白鼠生长激素基因注射到小鼠的受精卵中，再将受精卵注入母鼠的输卵管，培养出超级鼠。

《基因工程》实验教学教案一、实验背景基因工程是一种现代生物技术，通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。

本实验旨在让学生了解基因工程的基本原理和操作步骤，掌握PCR扩增、DNA连接、转化等关键技术，并应用于实际问题的解决。

二、实验目标1. 理解基因工程的基本原理及操作步骤。

2. 掌握PCR扩增、DNA连接、转化等关键技术。

3. 学会分析实验结果，并能够对实验问题进行解决。

三、实验材料与仪器1. 实验材料：DNA模板、引物、dNTPs、Taq酶、DNA连接酶、感受态细胞等。

2. 仪器设备：PCR仪器、凝胶成像系统、电泳仪、离心机、DNA提取仪、显微镜等。

四、实验内容与步骤1. PCR扩增目的基因：a. 设计引物，并进行合成。

b. 配置PCR反应体系，包括DNA模板、引物、dNTPs、Taq酶等。

c. 进行PCR扩增，观察扩增曲线。

d. 扩增产物进行琼脂糖凝胶电泳分析。

2. DNA连接：a. 准备连接反应体系，包括目的基因、载体、DNA连接酶等。

b. 将目的基因与载体连接，并进行转化。

c. 转化感受态细胞，筛选阳性克隆。

3. 转化与筛选：a. 配置转化反应体系，包括连接产物、感受态细胞等。

b. 进行转化，观察转化效率。

c. 筛选阳性克隆，并进行鉴定。

4. 实验结果分析：a. 分析PCR扩增产物，判断扩增效果。

b. 分析转化子，判断连接效果。

五、实验注意事项1. 实验操作过程中要严格遵循无菌操作原则。

2. 实验材料要进行质控，确保实验的准确性。

3. 实验过程中要记录详细的数据和观察结果，便于分析。

4. 实验结果要进行多次重复，以验证实验结果的可靠性。

六、实验拓展与思考1. 讨论基因工程在生物制药、农业、环保等领域的应用。

2. 分析基因工程所面临的伦理、法律和社会问题。

3. 探索基因工程技术在未来的发展趋势。

七、实验报告要求1. 报告内容：实验目的、实验原理、实验材料与仪器、实验步骤、实验结果及分析、实验拓展与思考等。