人教版高中生物必修二第六章第2节《基因工程及其应用》 设计

6-2 基因工程及其应用教学设计

教材分析

1. 教学内容分析 高中生物必修2遗传与进化模块 第6章 从杂交育种到基因工程 是整

本书的一个重点内容。而该章的第2节基因工程及其应用中，基因工程的原理及基本操作程序又是该章节的重中之重，在本章中起到承上启下的作用，上承DNA重组技术的基本工具，下接基因工程的应用，难点多，内容杂，较抽象，学生不易理解，学好这部分内容对学生从遗传与变异角度理解生命活动至关重要。

2. 课程标准要求 搜集生物变异在育种上应用的事例。

关注转基因生物和转基因食品的安全性。

教学目标（三维教学目标）

【知识目标】 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。

【能力目标】 进行转基因生物和转基因食品安全性的资料搜集和分析。 【情感目标】 1、关注转基因生物和转基因食品的安全性。

2、讨论从杂交育种到基因工程这一科技发展历程中，科学、技术和社会的相互作用。

教学重点： 1、基因工程的基本原理

2、基因工程的操作过程

教学难点： 1、基因工程的基本原理

2、基因工程的操作过程

教学策略或方法：从对杂交育种及诱变育种的特点总结入手，结合“问题探讨”，引入基

因工程的概念，将重点放在引导学生了解基因工程的基本原理和大致过程上。在教学过程中，结合学生熟悉的具体事例来讲述，并安排学生制作模型来模拟基因工程的操作过程，使学生切身体会基因工程“剪、拼、接、转”的主要过程。本节课的侧重点是基因工程的原理，因此在教学深度上定位于学生了解基因工程的过程和方法，不必引入过多的专业术语和详细的操作技术。通过本节课的学习，学生应了解基因工程所用到的“工具”和基因工程的大致过程。教学方法为 讲述法、讨论法

教学用具：黑板 、粉笔 、多媒体课件

教学进程：新课导入 学习新知 知识小结 实战演习 教学程序 （包括时第1页/共7页

教师行为 学生活动 设计意图 间进程） 新课导入 （8min） 同学们，上节课我们学习了杂交育种的相关知识，杂交育种有哪些局限性？ 很好，那人类能不能改造基因，使本身没有某个性状的生物具有某个特定性状，以解决杂交育种的这些问题呢？ 其实，通过科学家们的不断努力，在20世纪70年代终于创立了一种能定向改造生物的新技术——基因工程。基因工程技术的出现，使得人类可以按照自己的意愿直接定向改变生物。那么，什么是基因工程呢？它的基本原理和一般过程又如何？这就是我们这节课要学习的内容——基因工程 我们可以利用基因工程的办法解决杂交育种局限性的问题，即把一种生物的基因“嫁接”到另一种生物上，就像我们课本上 “问题探讨”里所展示的转入胰岛素的大肠杆菌一样。大家看这幅图片，讨论以下几个问题： 提出问题： 1、 为什么能把人的基因“嫁接”到细菌上？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？ 提出基因工程的概念：基因工程又叫基因拼接技术或DNA重组杂交育种方法简单，容易操作的优点，但是，杂交育种只能利用已有基因的重组，按需选择，并不能创造新的基因。杂交后代会出现性状分离现象，育种进程缓缦，过程繁琐。 可以 / 不可以 入课题—基因工程 由杂交育种局限性切入，复习上节课的知识并导学习新知 分组讨论，头脑中设想“嫁接”的过程，说出具体设想。各小组选派代表陈述观点。 联系概念，跟随教师的引 由现实的例子出发，引起学生思考 第2页/共7页

技术。通俗地说，就是按照人们地意愿，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。 用类比的方法引导学生由概念出发思考基因工程的大致步骤。 提问 ：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？它需要哪些工具？ 好，下面我们就以EcoRI为例，构建重组DNA分子模型，真正体会基因的剪切、拼接、缝合的道理。 EcoRI是已发现的500多种限制性内切酶中的一种，它是一种从细菌中发现的能在特定位置上切割DNA分子的酶。它的特殊性在于：它在DNA分子内部“下剪刀”，专门识别DNA分子中含有的“GAATTC”这样的序列，一旦找到就从G和A之间剪断，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。这样“剪切拼接”就可以形成重组的DNA分子。同学们来试一试，动手做一个重组DNA模型吧。在动手做之前，先要明白“分子剪刀”和“分子针线”的用途和使用方法。 提出问题： （1） 制作模型时用到的剪刀代表什么?它的作用有什么特点？ 导，思考基因工程的大致步骤：找到目的基因、剪切、拼接、缝合、表达、检测。 跟随教师的引导，思考所用到的工具：基因剪刀、基因针线、基因的运载体。 小组合作，以EcoRI为例，构建重组DNA分子模型，体会基因的剪切、拼接和缝合的过程。 剪刀——限制性内切酶（简称限制酶） 它的作用具有特异性特点，即识别特定核苷酸序列，切割特定切点。例如大肠杆菌的EcoRI限制酶能识别GAATTC序列，并在G和A之间切开。剪切的结果是：产生黏性未端（碱基互补配对）。 引导学生动手，自主学习基因工程的操作过程 第3页/共7页

（2） 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？可产生几个黏性未端？ （3） 制作模型时用到的针线代表什么?它的作用结果是什么？ 好了，那我们将目的基因缝合后，该怎么将它运入我们所要改造的细胞呢？这就需要基因的运载体来帮助完成。现在给大家3分钟时间阅读课本，回答我常用的运载体有哪些？它们有什么作用？ 我们将目的基因导入到受体细胞后，怎么才能知道是不是得到了我们想要的细胞呢？ 对了，接下来我们要做的就是等目的基因表达后，利用检测标记基因的有无来判断目的基因是否导入。 我们学习了基因工程的一般步骤：提取目的基因；目的基因与运载体 必须要用限制酶切2个切口。可产生2个黏性未端。 针线——DNA连接酶。它是连接的部位：磷酸和脱氧核糖交替连接而构成的DNA骨架上的缺口（梯子的扶手），不是氢键（梯子的踏板）。结果是：把两个来源不同却有相同的黏性未端的DNA连接。 质粒、噬菌体、动植物病毒等，作用是将外源基因送入受体细胞。 检测 通过问答式，让学生思考，加深其对知识的理解 第4页/共7页