(高三生物核心素养教案)第十单元-第33讲-基因工程
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《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。
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。
《基因工程和蛋白质工程》高中生物教案一、教学目标1.知识与技能:o理解基因工程和蛋白质工程的基本概念、原理和应用。
o掌握基因工程的基本操作技术,包括基因克隆、基因表达和基因编辑。
o了解蛋白质工程的设计原理和方法,以及其在医药、工业等领域的应用。
2.过程与方法:o通过观察、分析和讨论,培养学生的观察力和分析能力。
o通过案例分析和模拟实验,让学生深入理解基因工程和蛋白质工程的过程和机制。
3.情感态度与价值观:o激发学生对基因工程和蛋白质工程的兴趣和好奇心。
o培养学生的科学探究精神和创新意识,认识到基因工程和蛋白质工程在生命科学和生物技术领域的重要性。
二、教学重难点•重点:基因工程和蛋白质工程的基本原理和操作技术。
•难点:理解基因工程和蛋白质工程在分子水平上的复杂性和精准性。
三、教学准备•基因工程和蛋白质工程的多媒体课件,包括基本原理、技术操作和应用案例等。
•模拟实验材料,如质粒DNA、PCR试剂、蛋白质表达载体等。
•小组讨论指导问题。
四、教学过程1.导入新课o通过展示基因工程和蛋白质工程在医药、农业、工业等领域的应用案例,引出基因工程和蛋白质工程的概念和重要性。
o提问学生:你们知道基因工程和蛋白质工程是什么吗?它们在我们的生活中有哪些应用?2.新课讲解o介绍基因工程的基本概念,包括基因克隆、基因表达和基因编辑的原理和技术。
o讲解蛋白质工程的设计原理和方法,包括蛋白质结构分析、功能预测和优化等。
o展示基因工程和蛋白质工程在医药、农业、工业等领域的应用案例,让学生了解其实际价值和意义。
3.模拟实验与探究o利用模拟实验材料,让学生亲自操作基因克隆和基因表达的实验,感受基因工程的实际操作过程。
o教师演示多媒体课件中的基因编辑和蛋白质工程的设计过程,让学生观察并理解其分子机制。
4.小组讨论o学生分组讨论基因工程和蛋白质工程在生命科学和生物技术领域的发展趋势和前景。
o教师提供指导问题,引导学生深入思考并分享讨论结果。
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。
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。
高中生物基因工程教案引言:高中生物基因工程教案是针对高中生物教学内容中的基因工程相关知识而设计的教学指导案。
本教案旨在帮助学生理解基因工程的基本原理和应用,并通过实践活动培养其科学实验能力和创新思维。
一、基因工程概述1.1 基因工程的定义基因工程是指利用基因技术手段对生物体的遗传物质进行操作和改造的一门科学。
1.2 基因工程的历史简要介绍基因工程的历史,并强调其对生物学和医药学等领域的重要影响。
1.3 基因工程的应用介绍基因工程在农业、医学、环境保护等方面的应用,如转基因作物,基因治疗等。
二、基因工程的基本原理2.1 DNA的克隆技术详细解释DNA的克隆技术,包括限制性内切酶、DNA连接酶等关键概念的介绍。
2.2 基因转导技术介绍基因转导技术,包括病毒载体、质粒转导等方法,并说明其在基因治疗中的应用。
2.3 CRISPR基因编辑技术简要介绍CRISPR基因编辑技术的原理和应用,以及其在基因工程领域的革命性意义。
三、基因工程的伦理与风险3.1 基因工程的伦理问题探讨基因工程所带来的伦理问题,如基因歧视、人类克隆等,引导学生思考科技发展与人类价值观的关系。
3.2 基因工程的风险评估介绍基因工程研究中需要进行的风险评估,强调科学研究应该遵守伦理原则,确保安全可行。
四、基因工程的实践应用4.1 基因转化实验设计基因转化实验,引导学生进行植物基因转化实验,掌握基本的实验操作技能。
4.2 基因工程项目设计指导学生进行基因工程项目设计,鼓励创新思维和团队合作,培养问题解决能力。
五、教学辅助材料与评估方式5.1 相关教学视频与文献推荐提供相关教学视频与文献资源,供学生深入学习和进一步研究。
5.2 学生实验报告评估制定评估标准,对学生进行实验报告的评估,重点关注实验设计、数据分析和结论表达能力。
结语:通过本教案的实施,相信学生能够充分了解基因工程的概念、原理与应用,并通过实践活动培养其实验能力和创新思维。
希望学生能够以科学精神为指导,将基因工程应用于人类福祉,为构建美好社会做出贡献。
高中生物基因工程微课教案
教学内容:基因工程
教学目标:了解基因工程的定义、相关技术和应用,并能够分析基因工程的利与弊。
教学重点:基因工程的定义、相关技术和应用
教学难点:基因工程的伦理道德问题及风险
教学时间:约15分钟
一、引言(5分钟)
1. 引入基因工程的定义:基因工程是一种通过人为调控生物体遗传物质的方法,以改变其
性状或功能的技术手段。
2. 介绍基因工程的历史:基因工程在20世纪70年代开始兴起,经过数十年的发展已经
成为现代生物科技领域的重要组成部分。
二、基因工程的相关技术(5分钟)
1. 基因克隆技术:包括DNA切割、DNA连接、DNA复制等步骤,可用于将外源基因导入
宿主细胞中。
2. 基因编辑技术:如CRISPR-Cas9系统,能够精确编辑生物体基因组,有效实现基因修饰。
三、基因工程的应用(5分钟)
1. 医学领域:基因工程可用于生产重组蛋白药物、基因疾病诊断与治疗等。
2. 农业领域:基因工程可用于培育抗病虫、耐逆境的转基因作物。
四、基因工程的伦理道德及风险(5分钟)
1. 伦理道德问题:基因工程涉及到生命的改变,需要慎重考虑道德伦理问题。
2. 风险:基因工程可能会带来不可预见的风险,需要谨慎应用。
五、总结(5分钟)
1. 总结基因工程的定义、相关技术和应用。
2. 提醒学生要注意基因工程的伦理道德问题及风险。
期望效果:通过本课的学习,学生能够初步了解基因工程的定义、相关技术和应用,以及
基因工程面临的伦理道德问题及风险,培养学生对生物技术的科学素养和批判思维。
高中生物基因工程教学教案一、引言高中生物基因工程教学教案是为了培养学生对生物科学的兴趣,提高学生的科学素养和创新能力,以及拓宽学生的职业发展视野而设计的教学计划。
基因工程作为现代生物科学的前沿领域,在解决人类疾病、改善农业生产等方面具有重大意义。
本教案将从基因工程的基本原理、应用实例和伦理道德等方面展开教学,以激发学生的学习兴趣和创新思维。
二、基因工程的基本原理1. DNA的结构和功能DNA是生物体内储存遗传信息的分子,由磷酸、糖和碱基组成。
DNA的双螺旋结构使得它具有编码功能,通过氢键结合的碱基配对方式决定了DNA的信息传递机制。
2. 基因工程的基本步骤基因工程是通过对DNA的操作来实现对生物体基因的改变。
基本步骤包括:DNA提取、DNA切割、目的基因导入、载体选择和重组DNA的复制。
3. 基因工程技术的应用基因工程技术在医学、农业和工业等领域具有广泛应用。
例如,利用基因工程技术可以生产重组蛋白药物、改良作物品种、制造生物燃料等。
三、基因工程的应用实例1. 重组人胰岛素的生产人胰岛素的生产利用了基因工程技术,通过将人类胰岛素基因导入大肠杆菌中,使其产生大量的重组人胰岛素。
这一技术的成功不仅解决了世界范围内胰岛素短缺的问题,也为其他基因药物的生产提供了技术基础。
2. 转基因作物的培育通过基因工程技术,科学家们可以将具有特定特征的基因导入到作物中,使其具有抗虫、抗草等性状。
转基因作物的培育不仅提高了作物的产量和质量,还减少了对化学农药的依赖,有助于可持续农业的发展。
3. 基因诊断和基因治疗基因工程技术的快速发展,为基因诊断和基因治疗提供了新的手段。
通过对基因序列的分析,可以诊断出一些遗传性疾病,并进行个体化的治疗。
基因治疗则是通过将正常基因导入病人的体细胞中,来纠正异常基因的功能。
四、基因工程教学的教学目标和策略1. 教学目标:- 了解基因工程的基本原理和技术应用;- 培养学生的实验技能和科学研究能力;- 引导学生关注基因工程技术的伦理道德问题。
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。
高中生物教案:基因工程一、引言高中生物教案:基因工程基因工程作为生物学的重要分支,旨在利用现代生物技术手段对DNA进行操作和改变,以达到人们想要的目的。
其能够带来诸多益处,如制造更健康的食品、开发新药物和改良农作物等。
本文将介绍基因工程的概念和原理,并探讨其应用于医学、农业以及环境保护等领域中的重要性和争议。
二、基因工程概述1. 基因工程的定义与原理基因工程是指通过对DNA序列进行操作和改变来实现特定目的的技术手段。
其主要通过三个步骤:剪切、连接和复制,即将感兴趣的DNA片段从某一组织或生物体中剪切下来,然后将其连接到宿主DNA上,并通过复制使新的DNA得以传递。
这样就可以获得带有特定功能或特殊表型的生物体。
2. 基因工程在医学领域中的应用基因工程在医学领域中有着广泛而深远的影响。
首先,它被用于疾病的诊断与治疗,如通过基因检测来发现某些遗传性疾病的患者,并为其提供个性化治疗方案。
其次,基因工程也被用于制造重要药物,例如利用重组DNA技术大规模生产人类胰岛素,为糖尿病患者提供必需的药物。
此外,基因工程还在癌症治疗、免疫细胞治疗和干细胞治疗等领域中展现出非凡的潜力。
3. 基因工程在农业领域中的应用基因工程在农业领域中也发挥着重要作用。
首先,转基因作物使农作物获得了抵抗虫害、草害以及逆境环境的能力。
例如,通过向水稻引入耐盐碱基因,可以使其在高盐碱地上正常生长,提高种植效益。
其次,通过改良作物的营养成分含量可以缓解全球大规模营养不良问题。
比如转基因黄金大米富含β-胡萝卜素,有助于预防维生素A缺乏症。
此外,基因工程也被用于育种改良,提高农作物的产量和品质。
4. 基因工程在环境保护中的应用基因工程可以促进环境保护领域的可持续发展。
例如,利用转基因微生物能够有效降解污染物,如石油、塑料等,从而减少环境污染的风险。
同时,通过基因工程技术改善植物对废弃物的处理能力,提高土壤质量以防止土地退化。
三、基因工程争议与伦理考量1. 遗传资源和知识产权在进行基因工程研究时,关于遗传资源及其使用权和知识产权的分配问题引起了许多争议。
基因工程概述教学设计第一课时【课标要求分析】课程标准中与本节内容相对应的具体内容标准是:“简述基因工程的诞生,举例说出基因工程的工原理及技术,举例说出基因工程的应用。
”第一个教学目标可以让学生阅读在教材,简要叙述了基因工程的发展历程,第二、三个教学目标依据实际情况进行了解读,分为两个课时进行,第一课时让学生能举例说出基因工程的工具,第二个课时让学生简述基因工程的实施过程。
【教材分析】基因工程涉及必修教材中DNA的结构、复制、表达和中心法则、酶等基础知识,通过本节课的教学,可以使学生必修知识学习的基础上对基因及其遗传机理有更深一层的认识和理解。
基因工程也是生物工程的核心,学好这一部分内容为今后学习蛋白质工程,细胞工程等打下良好的基础。
【学生分析】学生已有的知识基础有:DNA的结构、基因指导蛋白质的合成、基因重组、酶的特性等。
我认为本节课的目的不是培养专家,也不是培养基因工程的操作技术人员,而是全面提高学生的生物科学素养,因此着力点放在基因工程的基础知识,重视知识的迁移,以及创造性思维能力的培养,在此基础上注重与情感态度价值观的有机结合。
【教学目标】1、知识与技能:简述基因工程发展历程中的重大科研成果;举例说出基因工程的工具及其作用特点。
2、过程与方法:通过制作模型的活动来体会基因工程的操作过程,并总结出所用工具的主要特点。
3、情感、态度和价值观:通过基因工程的发展历程的学习,理解科学工作者的艰辛。
通过生活中的实例认同基因工程对人们生活产生了巨大的积极意义。
【教学重难点】基因工程工具限制性核酸内切酶、DNA链接酶和运载体的作用及其特点。
【主要教学方法】有关基因工程的发展历程采用学生自主阅读归纳总结法;关于基因工程的工具采用模型制作体验式教学法,问题探究式教学方法。
【教学资源】教材、PPT、自制教具(基因片段,限制性核酸内切酶、DNA连接酶等)。
术安全性方面的报道、法规等的资料。
【板书设计】基因工程概述一、基因工程的概念二、基因工程的发展历程三、基因工程的工具1、基因的“剪刀”——限制性核酸内切酶2、基因的“针线”——DNA链接酶。
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。
基因工程高中生物教案目标:让学生了解基因工程的基本概念和应用,培养学生对生物技术的兴趣和理解。
教学目标:1. 了解基因工程的定义和基本原理。
2. 掌握基因工程在农业、医学和工业领域的应用。
3. 能够分析基因工程对社会和环境带来的影响。
4. 能够展示基因工程的原理和应用。
教学过程:一、导入(5分钟)引导学生思考:什么是基因工程?基因工程有哪些应用?为什么基因工程能够对人类社会带来影响?二、讲解基因工程的定义和基本原理(15分钟)1. 介绍基因工程的定义和基本原理。
2. 示意图展示基因工程的过程和步骤。
三、讨论基因工程在农业、医学和工业领域的应用(15分钟)1. 分组讨论学生对基因工程的看法和应用。
2. 展示不同领域的基因工程案例,让学生了解基因工程的广泛应用。
四、分析基因工程对社会和环境的影响(10分钟)1. 讨论基因工程对社会和环境可能带来的影响。
2. 引导学生分析基因工程的利弊,以及如何平衡其应用。
五、展示基因工程的原理和应用(15分钟)1. 学生展示个人或小组制作的基因工程模型或海报。
2. 学生介绍自己设计的基因工程应用案例。
六、总结与评价(5分钟)1. 学生回顾本节课学习内容,总结基因工程的基本概念和应用。
2. 评价学生对基因工程的理解和表现。
作业:1. 完成一份关于基因工程的研究报告,包括定义、原理、应用和影响。
2. 设计一个基因工程应用方案,包括项目目标、过程和预期效果。
扩展:1. 邀请专业人士来讲解基因工程在现实中的应用和发展。
2. 参观相关机构或实验室,了解基因工程技术的具体操作过程。
反思:1. 学生对基因工程的理解和应用能力有待提高,需要进一步加强实践操作和案例分析。
2. 需要鼓励学生积极参与讨论,提高对基因工程的实践能力和创新思维。
第33讲基因工程一、考纲要求: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)。
5.实验:DNA的粗提取和鉴定。
二、教学目标:1.能简述基因工程的原理及技术;2.能说出基因工程的基本工具;3.能简述基因工程的操作步骤。
4.举例说出基因工程在农业、医疗、环境保护等方面的广泛应用及其发展前景。
5.举例说出蛋白质工程崛起的缘由。
简述蛋白质工程的原理。
素养培养目标:1.生命观念:理解基因的结构与功能。
2.科学思维:建立基因工程的操作流程模型。
3.科学探究:理解基因工程的应用和蛋白质工程。
三、教学重、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。
蛋白质工程的原理及蛋白质工程的应用实例。
2.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。
蛋白质工程的原理。
四、课时安排:3课时五、教学过程:考点一基因工程的操作工具(一)知识梳理:(学生自主看书填空、课堂学生间交流反馈纠正)1.基因工程的概念(1)供体:提供目的基因。
(2)操作环境:体外。
(3)操作水平:分子水平。
(4)原理:基因重组。
(5)受体:表达目的基因。
(6)本质:性状在受体体内的表达。
(7)优点:克服远缘杂交不亲和的障碍,定向改造生物的遗传性状。
2.DNA 重组技术的基本工具(1)限制性核酸内切酶(简称:限制酶)①来源:主要是从原核生物中分离纯化出来的。
②作用:识别特定的核苷酸序列并切开特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。
③结果:产生黏性末端或平末端。
(2)DNA 连接酶①作用:将限制酶切割下来的DNA 片段拼接成DNA 分子。
②类型③DNA 连接酶和限制酶的关系归纳提升 与DNA 相关的五种酶的比较(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⎩⎪⎨⎪⎧能自我复制有一个至多个限制酶切割位点有特殊的标记基因深化拓展 载体上标记基因的作用载体上的标记基因一般是一些抗生素的抗性基因。
教课方案优选:高三生物《基因工程》教课方案教课方案优选:高三生物《基因工程》教课方案【考大纲求】1. 基因工程的出生I 5. 植物组织培养II2.基因工程的原理及技术II 6. 动物细胞培养和体细胞克隆 I3. 基因工程的应用I 7. 细胞交融和单克隆抗体II4.蛋白质工程 I【课前回首区】1.利用重点词建立网络:基因工程、蛋白质工程、细胞工程、植物组织培养、植物体细胞杂交技术、动物细胞培养、动物细胞核移植、动物细胞交融、单克隆抗体的制备2.基因工程、蛋白质工程、细胞工程、胚胎工程的操作对象3.基因工程的工具、核心、表达载体所包括的构件、怎样对目的基因进行检测和判定4.细胞工程都有哪些技术,分别利用什么原理5.细胞表现全能性的条件6.原生质体交融和动物细胞交融的原理和方法同样吗 ?7.杂交瘤特色和单克隆抗体的特色【讲堂研究区】研究一:达成基因工程操作的步骤思虑:蛋白质工程的操作和基因工程有何不一样?【典型例题1】下表中列出了几种限制酶辨别序列及其切割位点,图1、图 2 中箭头表示有关限制酶的酶切位点。
请回答以下问题:限制酶BamH Ⅰ Hind Ⅲ EcoR Ⅰ Sma Ⅰ辨别序列及切割位点↓GGATCCCCTAGG↑ ↓AAGCTTTTCGAA↑ ↓GAATTCCTTAAG↑ ↓CCCGGGGGGCCC↑(1)一个图 1 所示的质粒分子经Sma Ⅰ切割前后,分别含有 ________个游离的磷酸基团。
(2)若对图中质粒进行改造,插入的 Sma Ⅰ酶切位点越多,质粒的热稳固性越 ______。
(3)用图中的质粒和外源DNA 建立重组质粒,不可以使用SmaⅠ切割,原因是___________________________________________________ _______。
(4)与只使用EcoR Ⅰ对比较,使用 BamH Ⅰ和 Hind Ⅲ两种限制酶同时办理质粒、外源DNA 的长处在于能够防备____________________________________________ 。
第33讲基因工程一、考纲要求: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)。
5.实验:DNA的粗提取和鉴定。
二、教学目标:1.能简述基因工程的原理及技术;2.能说出基因工程的基本工具;3.能简述基因工程的操作步骤。
4.举例说出基因工程在农业、医疗、环境保护等方面的广泛应用及其发展前景。
5.举例说出蛋白质工程崛起的缘由。
简述蛋白质工程的原理。
素养培养目标:1.生命观念:理解基因的结构与功能。
2.科学思维:建立基因工程的操作流程模型。
3.科学探究:理解基因工程的应用和蛋白质工程。
三、教学重、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。
蛋白质工程的原理及蛋白质工程的应用实例。
2.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。
蛋白质工程的原理。
四、课时安排:3课时五、教学过程:考点一基因工程的操作工具(一)知识梳理:(学生自主看书填空、课堂学生间交流反馈纠正)1.基因工程的概念(1)供体:提供目的基因。
(2)操作环境:体外。
(3)操作水平:分子水平。
(4)原理:基因重组。
(5)受体:表达目的基因。
(6)本质:性状在受体体内的表达。
(7)优点:克服远缘杂交不亲和的障碍,定向改造生物的遗传性状。
2.DNA 重组技术的基本工具(1)限制性核酸内切酶(简称:限制酶)①来源:主要是从原核生物中分离纯化出来的。
②作用:识别特定的核苷酸序列并切开特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。
③结果:产生黏性末端或平末端。
(2)DNA 连接酶①作用:将限制酶切割下来的DNA 片段拼接成DNA 分子。
②类型③DNA 连接酶和限制酶的关系归纳提升 与DNA 相关的五种酶的比较(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⎩⎪⎨⎪⎧能自我复制有一个至多个限制酶切割位点有特殊的标记基因深化拓展 载体上标记基因的作用载体上的标记基因一般是一些抗生素的抗性基因。
目的基因要转入的受体细胞没有抵抗相关抗生素的能力。
当含有抗生素抗性基因的载体进入受体细胞后,抗性基因在受体细胞内表达,使受体细胞能够抵抗相应抗生素,所以在受体细胞的培养体系中加入该种抗生素就可以只保留转入载体的受体细胞,原理如下图所示:(二)基础训练(课前完成,课上提问):讲义P257(三)拓展(教师精讲)下图中的图1和图2分别表示的是Eco RⅠ限制酶和SmaⅠ限制酶的作用示意图,据图分析:(1)请说出Eco RⅠ限制酶和SmaⅠ限制酶识别的碱基序列及切割的位点。
提示Eco RⅠ限制酶识别的碱基序列是GAATTC,切割位点在G和A之间;SmaⅠ限制酶识别的碱基序列是CCCGGG,切割位点在G和C之间。
(2)以上实例说明限制酶有何特性?提示说明限制酶具有专一性。
四、课堂精练:学生当堂完成,互评,教师协助精练一工具酶的应用分析1.下图是表达新基因用的质粒的示意图,若要将目的基因插入到质粒上的A处,则切割基因时可用的是( C )A.Hin dⅢ B.Eco RⅠC.Eco B D.PstⅠ精练二载体的应用分析质粒是基因工程中最常用的载体,它存在于许多细菌体内。
质粒上有标记基因如图所示,通过标记基因可以推知外源基因(目的基因)是否转移成功。
外源基因插入的位置不同,细菌在培养基上的生长情况不同,如图表示外源基因插入位置(插入点有a、b、c),请根据表中提供细菌的生长情况,推测①②③三种重组后细菌的外源基因插入点,正确的一组是( A )A.①是c;②是b;③是aB.①是a和b;②是a;③是bC.①是a和b;②是b;③是aD.①是c;②是a;③是b考点二基因工程的操作过程与应用(一)知识梳理:(学生自主看书填空、课堂学生间交流反馈纠正)1.信息的概念:是指日常生活中,可以传播的消息、情报、指令、数据与信号等。
2.信息的种类、特点、来源及实例(连线)1.基因工程的基本操作过程(1)目的基因的获取①目的基因:主要是指编码蛋白质的基因。
②获取目的基因的方法a.直接分离法:从自然界已有的物种中分离,如从基因组文库或cDNA中获取。
b.人工合成:如果基因比较小,核苷酸序列又已知,可以通过DNA合成仪用化学方法直接人工合成;以RNA为模板,在逆转录酶的作用下人工合成。
③扩增目的基因:利用PCR技术扩增目的基因。
(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小贴士启动子≠起始密码子,终止子≠终止密码子(1)启动子:一段有特殊结构的DNA片段,位于基因的首端。
它是RNA聚合酶识别、结合的部位。
(2)终止子:一段有特殊结构的DNA短片段,位于基因的尾端。
作用是使转录过程停止。
(3)起始密码子和终止密码子位于mRNA上,分别控制翻译过程的启动和终止。
③构建过程(3)将目的基因导入受体细胞(4)目的基因的检测与鉴定2.基因工程的应用(1)动物基因工程:用于提高动物生长速度从而提高产品产量;用于改善畜产品品质;用转基因动物生产药物;用转基因动物作器官移植的供体等。
(2)植物基因工程:培育抗虫转基因植物、抗病转基因植物和抗逆转基因植物;利用转基因改良植物的品质。
(3)比较基因治疗与基因诊断3.蛋白质工程(1)流程图A.转录,B.翻译,C.分子设计,D.多肽链,E.预期功能。
(2)结果:改造了现有蛋白质或制造出新的蛋白质。
(3)应用:主要集中应用于对现有蛋白质进行改造,改良生物性状。
(二)基础训练(课前完成,课上提问):讲义P259(三)拓展(教师精讲)据图分析抗虫棉的培育过程(1)该基因工程中的目的基因和载体分别是什么?一般情况下,为什么要用同一种限制酶处理目的基因和载体?提示目的基因是Bt毒蛋白基因,载体是Ti质粒。
用同一种限制酶处理目的基因和载体,可以获得相同的黏性末端,便于构建基因表达载体。
(2)该实例中,采用何种方法导入目的基因?为什么目的基因可以整合到染色体的DNA上?提示采用的方法是农杆菌转化法,由于Ti质粒上的T-DNA可转移到受体细胞且能整合到受体细胞的染色体DNA上,而目的基因又插入到了T-DNA上,所以目的基因可以整合到受体细胞的染色体DNA上。
(3)该实例中,检测目的基因是否成功表达的常见方法有哪两种?提示抗原—抗体杂交法、用棉叶饲喂棉铃虫。
四、课堂精练:学生当堂完成,互评,教师协助精练一基因工程操作程序的分析真核生物基因中通常有内含子,而原核生物基因中没有,原核生物没有真核生物所具有的切除内含子对应的RNA序列的机制。
已知在人体中基因A(有内含子)可以表达出某种特定蛋白(简称蛋白A)。
回答下列问题:(1)某同学从人的基因组文库中获得了基因A,以大肠杆菌作为受体细胞却未得到蛋白A,其原因是__________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(2)若用家蚕作为表达基因A的受体,在噬菌体和昆虫病毒两种载体中,不选用________作为载体,其原因是__________________________________。
(3)若要高效地获得蛋白A,可选用大肠杆菌作为受体。
因为与家蚕相比,大肠杆菌具有______________________________________(答出两点即可)等优点。
(4)若要检测基因A是否翻译出蛋白A,可用的检测物质是________________(填“蛋白A的基因”或“蛋白A的抗体”)。
(5)艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验为证明DNA是遗传物质做出了重要贡献,也可以说是基因工程的先导,如果说他们的工作为基因工程理论的建立提供了启示,那么,这一启示是________________________________________________________________________。
答案(1)基因A有内含子,在大肠杆菌中,其初始转录产物中与内含子对应的RNA序列不能被切除,无法表达出蛋白A (2)噬菌体噬菌体的宿主是细菌,而不是家蚕(3)繁殖快、容易培养(4)蛋白A的抗体(5)DNA可以从一种生物个体转移到另一种生物个体考点三DNA的粗提取与鉴定(一)知识梳理:(学生自主看书填空、课堂学生间交流反馈纠正)1.实验原理2.操作流程(二)基础训练(课前完成,课上提问):讲义P262(三)拓展(教师精讲)下图为“DNA粗提取和鉴定”实验的相关操作,请仔细观察并分析:(1)操作①和④都是加入蒸馏水,其目的一样吗?提示不一样。
①是使鸡血细胞吸水涨破释放出核物质;④是稀释NaCl溶液使其浓度接近0.14 mol·L-1,去除溶于低浓度NaCl溶液的杂质。
(2)操作②中加入酒精的目的是什么?此时搅拌要注意什么?提示②中加入酒精的目的是析出DNA,去除其中溶于酒精的杂质,这时候搅拌要沿一个方向,轻缓的进行。
(3)操作③中的粘稠物是如何获取的?加入2 mol/L NaCl的目的是什么?提示黏稠物是经过单层纱布过滤获得的;加入2 mol/L NaCl的目的是使DNA再次溶解。
四、课堂精练:学生当堂完成,互评,教师协助精练一DNA的粗提取与鉴定实验应用下列关于DNA粗提取与鉴定实验的叙述,正确的是( A )1.讲义:P264重温高考,演练模拟2.课时作业:P3653.选做:P366七、教学反思:。