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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。
第二节基因工程及其应用（第1课时）的教案
海南省海口市实验中学万雪梅
一、教学目标
⑴知识性目标：
a、简述基因工程的基本概念；
b、简述基因工程的基本工具；
c、简述基因工程的基本操作步骤；
⑵能力性目标：通过多媒体课件展示，培养学生观察能力。
⑶情感目标：
a、通过基因工程的简介，鼓励学生积极探索新知和科学创新；
b、通过讨论交流、动手实践培养学生的合作精神，体验“自主互助学习型课堂”所带来的乐趣。
二、教学重难点
⑴教学重点：基因工程的基本原理（概念、工具、操作步骤）
⑵教学难点：基因工程的基本原理
三、教学策略与手段
根据激趣原则，通过展示色彩绚丽的鲜花网视频转基因生物图片和“蓝色妖姬”视频入手，引出基因工程的概念，采取“引导—互动—探究”模式，即采用师生互动探究式教学，借助老师生活化打比喻和多媒体动画从而使抽象的课程内容具体化，直观化和形象化。
四、教学设计流程图第1课时“基因工程的原理”
1
2
3
六、作业设计（课外探究）
基因工程的出现使人类有可能按自己的意愿直接定向地改变生物，培育出新品种。
利用所学的基因工程的知识，你最想培育出什么样的生物新品种为人类服务？请说出培育过程。
七、板书设计
第6章第2节基因工程及其应用—基因工程的原理（第1课时）
（一）基因工程的概念（原理、操作水平、产生结果）
（二）基因工程的操作工具
1.基因剪刀—限制酶
2.基因针线—DNA连接酶
3. 基因运载工具—运载体
（三）基因工程操作步骤（四步曲）
4。
基因工程及其应用教学设计完整版总述：本教学设计主要介绍基因工程的基本知识、技术和应用，涵盖了基因工程的概念、原理、技术和应用领域。
通过讲解基因工程的基本概念和原理，学生可以了解到基因工程的核心思想和技术手段；通过讲解基因工程的应用领域，学生可以认识到基因工程对人类社会的巨大影响。
一、教学目标：1.了解基因工程的概念和原理；2.掌握基本的基因工程技术；3.了解基因工程的应用领域；4.培养学生的科学素养和批判性思维能力。
二、教学内容及教学方法：1.概念和原理（理论授课+讲解）-基因工程的概念和发展历程；-基因工程的基本原理：DNA的复制、转录和翻译；-基因工程的基本技术：重组DNA技术、PCR技术等。
2.技术和方法（实验演示+实践操作）-基因工程实验的基本步骤：DNA提取、酶切、连接、转化等；-PCR实验的原理和步骤；-基因克隆实验的原理和步骤；-基因转导实验的原理和步骤。
3.应用（案例分析+讨论）-基因工程在医学领域的应用：基因治疗、药物研发等；-基因工程在农业领域的应用：转基因作物、抗虫剂等；-基因工程在环保领域的应用：生物降解、污染治理等。
三、教学过程：第一课时：概念和原理（理论授课+讲解）1.教师介绍基因工程的概念和发展历程。
2.教师讲解基因工程的基本原理和技术。
3.学生提问和讨论，澄清疑惑。
第二课时：技术和方法（实验演示+实践操作）1.教师进行基因工程实验的演示，介绍实验步骤和相关技术原理。
2.学生分组进行实验操作，实践基因工程技术。
3.学生共同讨论实验结果，并总结实验中遇到的问题和解决方法。
第三课时：应用（案例分析+讨论）1.教师介绍基因工程在医学、农业和环保领域的应用案例。
2.学生小组讨论不同应用领域的利弊和伦理问题。
3.学生展示讨论结果，并进行全班讨论，培养学生的批判性思维能力。
四、教学评价：1.对学生的实验操作进行评价，考察学生的实验技能。
2.对学生的课堂提问和讨论进行评价，考察学生的理解和批判性思维能力。
《基因工程及其应用》教案设计第一章：基因工程概述1.1 基因工程的定义1.2 基因工程的发展历程1.3 基因工程的研究方法及技术手段1.4 基因工程的应用领域第二章：基因重组技术2.1 基因重组的概念及原理2.2 基因重组技术的方法及步骤2.3 基因重组技术的应用案例2.4 基因重组技术的优缺点分析第三章：基因克隆与表达3.1 基因克隆的概念及原理3.2 基因克隆的步骤及方法3.3 基因表达与调控3.4 基因克隆与表达的应用案例第四章：基因编辑技术4.1 基因编辑的概念及原理4.2 基因编辑技术的方法及步骤4.3 基因编辑技术的应用案例4.4 基因编辑技术的优缺点分析第五章：基因治疗与基因药物5.1 基因治疗的概念及原理5.2 基因治疗的类型及步骤5.3 基因药物的分类及特点5.4 基因治疗与基因药物的应用案例及前景展望第六章：生物制药与基因工程6.1 生物制药的概念及特点6.2 基因工程在生物制药中的应用6.3 重要的生物制药案例6.4 生物制药的发展趋势及挑战第七章：基因工程在农业领域的应用7.1 基因工程在植物育种中的应用7.2 基因工程在动物繁殖中的应用7.3 基因工程在农业生物技术中的应用案例7.4 基因工程在农业领域应用的展望第八章：基因工程与疾病治疗8.1 基因治疗的基本原理8.2 基因治疗的应用案例8.3 基因治疗面临的挑战及解决方案8.4 基因治疗的未来发展趋势第九章：基因工程与生物反应器9.1 生物反应器的概念及类型9.2 基因工程在生物反应器中的应用9.3 重要的生物反应器案例9.4 生物反应器的发展前景及挑战第十章：基因工程与环境治理10.1 基因工程在环境治理中的应用10.2 基因工程技术在生物降解中的应用10.3 基因工程在生物修复中的应用案例10.4 基因工程与环境治理的未来发展方向第十一章：基因工程伦理与社会问题11.1 基因工程伦理问题的基本概念11.2 基因工程在人类生活中的伦理争议11.3 基因工程与生物多样性保护11.4 基因工程伦理教育的意义与方法第十二章：基因工程的安全性问题12.1 基因工程生物安全的基本概念12.2 转基因作物的环境释放与风险评估12.3 基因工程与食品安全12.4 基因工程安全管理与国际法规第十三章：基因工程在医学领域的应用13.1 基因工程在诊断与检测中的应用13.2 基因治疗与遗传疾病的治疗13.3 基因工程药物的研发与应用13.4 基因工程在个性化医疗中的应用第十四章：基因工程在生物信息学中的应用14.1 生物信息学的基本概念14.2 基因序列分析与基因表达数据分析14.3 生物信息学工具与数据库的应用14.4 生物信息学在基因工程研究中的应用案例第十五章：基因工程的未来发展趋势15.1 基因工程技术的发展趋势15.2 基因编辑技术的创新与应用15.3 基因工程在合成生物学中的应用15.4 基因工程与人类健康、可持续发展的未来重点和难点解析本文教案设计涵盖了基因工程的基本概念、技术手段、应用领域、伦理和安全问题以及未来发展趋势。
基因工程的应用一、教学目标三维目标知识与技能:举例说出基因工程应用及取得的丰硕成果。
过程及方法:关注基因工程的进展。
情感、态度与价值观:认同基因工程的应用促进生产力的提高。
二、学情分析学情分析1.无论是学习转基因植物方面的应用，还是学习转基因动物方面的应用，乃至转基因工程菌生产药物方面的应用，首先必须寻找目的基因，可指导学生整理课本中提供的信息。
这样做既可以调动学生学习的积极性，也增强了他们分析和处理信息的能力。
指导学生提高处理信息的能力，还可以体现在对教材内容的重组上。
例如，我们可以解决当前世界上存在的重大问题作为主题，如以解决“粮食”、“环境污染”、“能源危机”、“攻克不治之症”等问题作为主题，让学生将课文中的知识或学生知道的课外的基因工程应用方面的知识进行重组。
这样的活动不仅培养了学生处理信息的能力，还会使学生感悟到肩负的社会责任，从而激发用科学技术报效祖国的志向。
2.课文中有几处是学生学习感兴趣的知识，但文字说明不多，学生学习有一定难度。
例如“什么叫乳腺生物反应器”、“什么叫工程菌”、“什么是基因治疗”等。
可创设问题情境，让学生讨论，加深用已有知识认识新事物的能力。
学生想不到的地方，可由师生共同归纳。
三、重点难点1.教学重点基因工程在农业和医疗等方面的应用。
2.教学难点基因治疗。
四、教学过程4.1.1教学活动活动1【导入】创设情境导入新课教师的组织与引导曾经是世界首富现在位居第三的IT业传奇人物比尔·盖茨预言:下一个世界首富来自基因领域。
基因工程自上个世纪70年代兴起后，目前在各个行业都有了广泛的应用。
基因工程都有哪些实际应用呢?这节课我们就来共同学习基因工程的应用。
首先，植物基因工程技术最先发展起来。
(播放”我国转基因生物新品种培育取得重大进展”视频)学生活动观看视频，提取信息。
活动2【讲授】一、植物基因工程硕果累累教师的组织与引导问:抗虫棉是怎样获得的?问:种植抗虫棉与普通棉花相比有什么优点?问:全球转基因作物种植现状?截止到2010年底，全球29个国家1540万农民种植转基因作物1.48亿公顷，种植面积比2009年增加10%。
6.2基因工程及其应用（第一课时）教案
一、教学目标
1、了解基因工程的原理，掌握基因工程操作的基本工具及其基本步骤
2、通过问题引导培养学生的科学思维能力
3、进一步强化结构与功能相统一的观点
4、引导学生关注转基因社会热点，培养社会责任感。
二、教学重、难点。
1、重点：了解基因工程的原理，掌握基因工程操作的基本工具及其基本步骤
2、难点：通过问题引导培养学生的科学思维能力
三、课时安排：本节内容共需两课时，这是第一课时。
四、教学过程。
五、板书设计
一、基因工程的原理
1、概念
2、原理
二、基因操作的工具
1、基因的剪刀——限制性内切酶（简称限制酶）。
2、基困的运输工具——运载体
3、基因的针线——DNA连接酶
三、基因工程的操作步骤
1、提取目的基因
2、将目的基因与运载体结合
3、将目的基因导入受体细胞
4、目的基因的检测与鉴定
六、教学反思
本节课采用问题引导的方式，同时配合视频素材、教具，激发学生的学习兴趣，有效帮助学生理解基因工程的原理、工具以及基本步骤，同时培养了学生的生物学科核心素养——科学探究能力、科学思维能力。
不足之处是过渡内容过于生硬，语言引导能力还需不断提高。
必修二第6章从杂交育种到基因工程第二节基因工程及其应用第1课时导学案一、知识梳理（一）基因工程的概念按照人们的意愿，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，__________地改造生物的遗传性状。
又称为____________________或____________________。
（二）基因工程的基本工具1、基因的“剪刀”——___________________（1）简称：___________________（2）化学本质：___________________（3）存在：___________________（4）作用：将人需要的基因从DNA分子上切割下来。
一种限制酶只能识别__________，并在__________切割DNA分子。
据此特性推测，同一种限制酶切割不同的DNA分子将会产生__________（填相同或不同）的末端；不同种限制酶切割同一个DNA将会产生__________填相同或不同）的末端。
（5）切割结果：产生2个能进行碱基互补配对的末端2、基因的“针线”——___________________（1）作用：像针一样将两个不同的DNA分子缝合起来。
（2）化学本质：__________思考：与DNA有关的酶有哪些？各自的作用以及区别？3、基因的运载体（1）作用：将基因送入受体细胞（接受基因的细胞）。
（2）常用的运载体：______________________________________________。
（3）存在：质粒存在于_____________________________________________。
（4）化学本质：________________________________________________。
4、基因工程操作的基本步骤提取目的基因（即人需要的基因）、_______________________________、_______________________________、_______________________________。
第二节基因工程及其延伸技术应用广泛（第1课时）◆教学目标1．说明基因工程在医疗制药、法医鉴定、农牧业育种、环境保护行业的发展，给社会带来巨大的进步。
2．认同基因工程的应用价值。
3．关注基因工程的进展。
◆教学重难点【教学重点】基因工程在医疗制药、法医鉴定、农牧业育种、环境保护行业的发展，给社会带来巨大的进步。
【教学难点】乳腺生物反应器。
◆教学过程【新课引入】引导学生复习血糖调节的知识引出胰岛素的生产历史。
（1）糖尿病的治疗需要哪种激素？（胰岛素）（2）这种激素需口服还是注射？为什么？（注射，口服会被水解为氨基酸，失去药效）（3）胰岛素是如何生产的？传统方法：从猪、牛等动物的胰腺中获取。
一位糖尿病病人使用一年的胰岛素需要上千头牛，生产的成本非常高。
基因工程方法：1978年，科学家将编码人胰岛素的基因导入大肠杆菌细胞中，使大肠杆菌表达重组人胰岛素。
我国拥有自主知识产权的基因工程药物——重组人胰岛素已经研制成功并得到了广泛应用。
【过渡】除了生产胰岛素，基因工程还有哪些应用呢？【新知讲解】一、应用基因工程技术诊断、治疗、研究疾病【学生活动】阅读教材122~125页，应用基因工程技术诊断、治疗、研究疾病领域发展迅速，主要在四个方面取得了引人瞩目的成果。
将基因相关技术与其对应的实际应用连线。
【教师活动】应用基因工程技术诊断、治疗、研究疾病领域发展迅速，主要在四个方面取得了引人瞩目的成果。
1．运用核酸分子杂交、PCR等技术进行基因诊断一方面，核酸分子杂交和PCR技术常用来检测患者自身携带的缺陷基因。
例如，镰刀形贫血症基因检测。
另一方面，灵敏度极高的PCR技术常用于诊断患者是否感染某种病原体。
例如，运用PCR技术检测血液中是否存在HIV病毒基因组。
镰刀形贫血症基因检测运用PCR技术检测血液中是否存在HIV病毒基因组【过渡】目前，人们运用PCR并结合其他技术，不仅可以在患者未发病，甚至出生前就能确诊其是否患有镰刀形贫血症、血友病等疾病，还可以根据某些核苷酸序列的特异性差异来推测某人患阿尔茨海默病以及癌症等疾病的风险。
随着基因测序技术进一步发展，有望研制出专门针对个人基因特点的药物。
2．向患者体内导入正常基因进行基因治疗基因治疗：是指向有基因缺陷的细胞中引入正常功能的基因，以纠正或补偿基因的缺陷，从而达到治疗的目的。
基因治疗主要针对一些严重威胁人类健康的遗传病，如血友病、恶性肿瘤等。
基因导入细胞的过程常以修饰过的病毒为载体，如腺病毒和逆转录病毒。
成功案例：1990年：美国完成了世界首例重症免疫缺陷病的基因治疗。
1994年：美国科学家以修饰过的腺病毒为载体，首次对一位囊性纤维病患者进行了基因治疗。
1991年：我国进行了世界上首例B型血友病的基因治疗临床实验。
2003年：我国食品药品监督管理总局为世界首个癌症基因治疗药物颁发了新药证书——治疗恶性肿瘤的重组人p53腺病毒注射液。
【过渡】虽然已经有一些运用基因治疗成功的临床实验，但是基因治疗仍面临着很多挑战。
科学家要继续探索如何控制转入的基因在正确的时间和空间表达出适量的蛋白质产物，同时确保基因的插入不会影响其他基因的正常功能。
3．利用转基因生物生产基因工程药物可将相关药物基因转入动物、植物和微生物体内。
（1）类型：细胞因子、抗体、疫苗和激素等。
（2）应用：预防和治疗人类肿瘤、心血管疾病、传染病、糖尿病和类风湿关节炎等。
（3）实例：我国生产的重组人干扰素、血小板生成素、促红细胞生成素和粒细胞集落刺激因子等基因工程药物均已投放市场。
【过渡】科学家发现，在用微生物或植物细胞产物生产一些基因工程药物时，获得的表达产物活性不佳，且提纯困难。
如何解决这个问题呢？提示：用转基因哺乳动物生产药物。
【学生活动】阅读教材中与乳腺生物反应器有关的内容，思考并讨论下列问题：（1）什么是乳腺反应器？提示：将药用蛋白基因与乳腺中特异性表达的基因的启动子等调控原件重组，获得转基因动物。
转基因动物进入泌乳期后，通过分泌乳汁生产所需要药品。
称为“乳腺生物反应器”。
（2）获得乳腺生物反应器的步骤和培育转基因动物的步骤有什么区别？提示：在构建基因表达载体时，需要在编码目的蛋白的基因序列前加上在乳腺中特异性表达的基因的启动子。
（3）与工厂化生产药用蛋白相比，用动物乳腺作为反应器生产药用蛋白的优越之处有哪些？a．乳汁以连续合成，频繁采集不会对动物产生危害；b．乳汁成分相对简单、明确，便于药物的提取。
（4）绘制用基因工程技术获得乳腺反应器的流程图。
【易错辨析】基因表达载体导入的是受精卵，而不是乳腺上皮细胞，这样由受精卵发育成的个体细胞中均含有目的基因，但由于目的基因与乳腺中特异表达重组基因的启动子等调控原件重组在一起，所有目的基因只在乳腺细胞中表达。
（5）实例：已在牛和山羊等乳腺生物反应器中获得了抗凝血酶、血清白蛋白、生长激素和α-抗胰蛋白酶等重要医药产品。
4．转基因动物可为研究疾病机理提供模型借助转基因技术，人们不仅可以获得基因、改造基因，还可以“敲除”某些基因。
例如，通过在基因中插入DNA片段使该基因永久失活，再通过观察转基因生物性状变化，可以推测该基因的功能。
实例：科学家发现敲除肠碱性磷酸酶基因的小鼠更容易发胖，从而推测该基因有“保持身材”的作用，也许不久的将来肥胖会被“根治”。
【结论】转基因动物也成为研究致病机理和测试治疗方法的理想模型。
二、应用基因工程技术进行法医鉴定1．法医鉴定概念：包括个体识别和亲子鉴定等内容。
原理：①早期：抗原-抗体杂交技术。
②现在：核酸分子杂交或PCR技术。
2．DNA指纹除了同卵双胞胎外，我们每个人都拥有自己独特的DNA。
经过限制酶剪切、电泳、与标记的探针进行核酸分子杂交，得到的图谱也是特异的，就像人的指纹一样，所以科学家称之为DNA指纹。
三、基因工程在农牧业方面的应用【教师活动】通过基因工程，很多农作物在抗虫、抗病、抗逆、产品的品质等方面不断被改良。
1．转基因抗虫植物（1）目的基因：Bt抗虫蛋白基因。
（2）方法：从某些生物中分离出具有抗虫功能的基因，导入作物，使其具有抗虫性。
（3）优点：防治作物虫害的发展趋势。
（4）实例：转基因抗虫植物有转基因抗虫棉花、玉米、水稻、大豆、马铃薯等。
2．转基因抗病植物（1）目的基因：抗病基因。
（2）方法：将来源于某些病毒、真菌等的抗病基因导入植物，培育出转基因抗病植物。
（3）优点：防治作物病害的发生，减少环境污染。
（4）实例：如转基因抗病毒甜椒、番木瓜和烟草等。
3．转基因抗除草剂植物（1）现状：大多数除草剂不仅能杀死田间杂草，还会损伤作物，导致作物减产。
（2）目的基因：抗某种除草剂的基因。
（3）方法：将降解或抵抗某种除草剂的基因导入作物，可培育出抗除草剂的作物品种。
（4）优点：田间杂草会被杀死，而作物不会受到伤害。
（5）实例：转基因抗除草剂玉米、大豆、油菜和甜菜等。
4．改善植物的品质（1）将必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因导入植物中，提高氨基酸的含量，科学家培育的某种转基因玉米中赖氨酸的含量比对照高30%。
（2）我国科学家将与植物花青素代谢相关的基因导入矮牵牛中，使它呈现出自然界没有的颜色变异，大大提高观赏价值。
【过渡】获得生长快、体型大、性状优良的转基因动物一直是研究的热点。
5．提高动物的生长速度（1）目的基因：生长激素基因。
（2）方法：将外源生长激素基因导入动物体内，以提高动物的生长速率。
（3）实例：我国科学家培育的转生长激素基因鲤鱼，同等养殖条件下，生长速率比非转基因鲤鱼提高了42%~115%。
6．改善畜产品品质（1）现状：我国约1/3的成年人乳糖不耐受。
（2）目的基因：肠乳糖酶基因。
（3）方法：将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组，获得的转基因牛分泌的乳汁中乳糖含量大大降低，其他营养成分不受影响。
四、基因工程技术可用于保护生态环境自然条件下，有些微生物具有采矿或分解有毒污染物的宝贵能力，科学家将这些微生物的基因进行改造，获得了拥有珍贵性状并易于培养的转基因工程菌。
（1）采矿：摄取环境中的铜、铅等重金属，在体内转化为硫酸铜、硫酸铅等易于提取的化合物。
（2）分解有毒污染物：降解氯化烃和其他有毒化合物，处理石油泄漏污染问题。
【课堂小结】根据课件中的提示，复习本节课的重点知识。
【课堂检测】1．下列有关基因工程的应用的叙述，错误的是（C ）A．利用基因工程可改良作物的品质，提高其营养价值B．通过乳腺生物反应器可生产抗凝血酶等重要的医药产品C．将正常基因导入受体细胞，以对21三体综合征进行治疗D．制备工程菌以实现对胰岛素、血清白蛋白的大规模生产2．采用基因工程技术将人凝血因子基因导入山羊受精卵，培育出转基因羊。
但是人凝血因子只存在于该转基因羊的乳汁中。
以下有关叙述正确的是（B ）A．人凝血因子基因只存在于山羊的乳腺细胞中B．可用显微注射技术将含有人凝血因子基因的重组DNA分子导入羊的受精卵C．在该转基因羊中，人凝血因子基因在各种体细胞中都能表达D．人凝血因子基因开始转录时，DNA聚合酶以DNA分子的一条链为模板合成mRNA3. 下图为利用生物技术获得生物新品种的过程，有关说法错误的是（C ）A．A→B过程中用到的原料有4种，加入的引物有2种B．A→B过程利用了DNA半保留复制原理，需要使用耐高温的DNA聚合酶C．B→C为转基因绵羊的培育过程，常选用的受体细胞是卵母细胞D．B→D为转基因植物的培育过程，其中④过程常用的方法是农杆菌转化法。
