【教學(xué)設(shè)計】《基因工程及其應(yīng)用》（人教）.docx

基因工程及其應(yīng)用甘肅省高臺一中羅福海老師 教材分析本節(jié)在學(xué)習(xí)生物遺傳變異的基礎(chǔ)知識、了解遺傳變異基本規(guī)律的基礎(chǔ)上，而且生物育種知識是高中生物新課程教學(xué)中的重點知識，該知識內(nèi)容不僅是必修的學(xué)習(xí)主線之一，還與選修現(xiàn)代生物科技專題中的基因工程專題有密切的聯(lián)系，進一步引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識遺傳學(xué)的知識是怎樣用于指導(dǎo)生產(chǎn)實踐、提高和改善生產(chǎn)技術(shù)，最大限度地滿足人類不斷增長的物質(zhì)需要的，通過該內(nèi)容的分析學(xué)習(xí)，還可以訓(xùn)練學(xué)生的各方面能力。 教學(xué)目標(biāo)【知識與能力目標(biāo)】、簡述基因工程的基本原理；、舉例說出基因工程在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥等領(lǐng)域的應(yīng)用?！具^程與方法目標(biāo)】、利用課本以外的資料和信息解決課內(nèi)學(xué)習(xí)中發(fā)現(xiàn)的問題，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力；、通過制作模型的活動來模擬基因工程的操作過程，使學(xué)生在理解步驟的同時，切身體會基因工程的主要過程；、收集基因工程所取得的成果以及發(fā)展前景；、通過對書中插圖、照片等的觀察，學(xué)會科學(xué)的觀察方法，培養(yǎng)學(xué)生收集和處理科學(xué)信息的能力、獲取新知識的能力、分析和解決問題的能力?！厩楦袘B(tài)度價值觀目標(biāo)】、關(guān)注轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品的安全性；、進行角色扮演，使學(xué)生體驗參與社會問題的討論和決策的方法；、通過學(xué)習(xí)了解我國基因工程的發(fā)展前景及成果，激發(fā)學(xué)生對于生物知識的興趣，開闊學(xué)生的思路，養(yǎng)成學(xué)生的愛國主義熱情，樹立在學(xué)習(xí)上努力刻苦的決心。 教學(xué)重難點【教學(xué)重點】、基因工程的基本原理；、基因工程的安全性問題?！窘虒W(xué)難點】、基因工程的基本原理；、轉(zhuǎn)基因生物與轉(zhuǎn)基因食品的安全性。 課前準(zhǔn)備 、多媒體課件；、學(xué)生完成相應(yīng)預(yù)習(xí)內(nèi)容；、學(xué)生課前查閱相關(guān)背景資料，搜集有關(guān)資料。 教學(xué)過程【課題導(dǎo)入】說說雜交育種和誘變育種的特點。學(xué)生發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)育種的方法一般只能在同種生物中進行，很難將一種生物的優(yōu)良性狀，移植到另一種生物身上。展示熱點聚焦：黃金大米引出基因工程?！惊毩⒆詫W(xué)】閱讀教材 ，解決以下問題： 、什么叫基因工程?、基因工程是在什么水平上操作的？ 、基因工程的原理？ 、基因工程最基本的工具是什么? 【引導(dǎo)探究】、基因的”剪刀” 名稱：限制性核酸內(nèi)切酶 (限制酶)名稱的由來：在生物體內(nèi)有一類酶，它們能將外來的切斷，即能夠限制異源的侵入并使之失去活力，但對自身的卻無損害。這種酶是從分子內(nèi)部切斷的，因此，這種酶稱做限制性核酸內(nèi)切酶。 來源:主要存在于微生物種類:已發(fā)現(xiàn)多種特點:專一性即能識別特定的核苷酸序列，并能在特定位點上切割 作用于: 磷酸二酯鍵【介紹】限制性核酸內(nèi)切酶通常能識別個堿基長度的特定序列，并能以特定的模式剪切鏈。一般來說，被識別的序列是回文序列。這種序列的特點是，當(dāng)從左右兩端分別閱讀這段雙鏈的堿基序列時，雙鏈上的堿基序列是相同的。 按照切割的方式，限制性核酸內(nèi)切酶可以分為錯位切和平切兩種，它們分別產(chǎn)生黏性末端和平末端。思考：被同一種限制酶切斷的幾個是否具有相同的黏性末端？不同的限制酶呢？ .基因的針線連接酶 （）作用的對象：兩個具有相同黏性末端的片段。 （）作用位置：脫氧核糖與磷酸間的缺口 （磷酸二酯鍵）。 （）作用結(jié)果：形成磷酸二酯鍵，形成重組。.基因的運輸工具運載體 質(zhì)疑：目的基因(如人胰島素基因)怎樣才能導(dǎo)入受體細(xì)胞(如大腸桿菌細(xì)胞)？ 引出運載體常用的運載體：（）質(zhì)粒（細(xì)菌和酵母菌）（）噬菌體（）動植物病毒運載體的作用：將外源目的基因送入受體細(xì)胞，并在受體細(xì)胞內(nèi)使目的基因進行大量復(fù)制 思考：運載體應(yīng)該具有什么特點呢? 、能夠在宿主細(xì)胞內(nèi)復(fù)制并穩(wěn)定保存并大量復(fù)制； 、具有多個限制酶切點以便與外源基因相連； 、具有標(biāo)記基因， 便于進行篩選。 【介紹】質(zhì)粒的結(jié)構(gòu)與特點： 其中質(zhì)粒存在于許多細(xì)菌和酵母菌等生物中,是一種裸露的、結(jié)構(gòu)簡單、獨立于細(xì)菌擬核之外，并具有自我復(fù)制能力的雙鏈環(huán)狀分子；質(zhì)粒分子上有一個至多個限制酶切割位點，供外源片段插入其中；攜帶外源片段的質(zhì)粒進入受體細(xì)胞后，停留在細(xì)胞中進行自我復(fù)制，或整合到受體細(xì)胞染色體上，隨其進行同步復(fù)制，質(zhì)粒分子上有特殊的標(biāo)記基因，供重組鑒定和選擇。學(xué)生活動：運用基因工程的概念和介紹的工具用文字描述其培育黃金大米的的簡要過程【教師引導(dǎo)】結(jié)合課本的圖示模擬一下黃金大米的培育過程！(即讓學(xué)生理解基因工程操作的基本步驟)【引導(dǎo)探究】基因工程基本操作步驟、提取目的基因?qū)⑿枰幕驈墓w生物的細(xì)胞內(nèi)提取出來。目前被較廣泛提取使用的目的基因有：蘇云金桿菌抗蟲基因、人胰島素基因、人干擾素基因、植物抗病基因等。、目的基因與運載體結(jié)合用與提取目的基因相同的限制酶切割質(zhì)粒使之出現(xiàn)一個切口，將目的基因插入切口處，讓目的基因的黏性末端與切口上的黏性末端互補配對后，在連接酶的作用下連接形成重組分子。、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞要讓目的基因表達，必須將它導(dǎo)入受體細(xì)胞并進行擴增。為獲得目的基因的表達產(chǎn)物時，通常以大腸桿菌等無害易得的細(xì)菌為受體。、目的基因的檢測和鑒定目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞后，是否可以穩(wěn)定維持和表達其中的遺傳特性，只有通過檢測和鑒定得知。如何操作？【獨立自學(xué)】閱讀教材 ，解決以下問題：、基因工程在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用主要表現(xiàn)在哪些方面?、基因工程在醫(yī)藥衛(wèi)生、食品工業(yè)的應(yīng)用？（）基因工程在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用作物育種獲得高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和具有優(yōu)良品質(zhì)的農(nóng)作物和具有抗逆性的作物新品種。（）基因工程在藥物研制的應(yīng)用【思考】轉(zhuǎn)基因食品的安全性安全觀點：、轉(zhuǎn)基因食品與非轉(zhuǎn)基因食品的構(gòu)成是一樣的；、減少農(nóng)藥使用、減少環(huán)境污染；、節(jié)省生產(chǎn)成本，降低糧食售價；、增加食品營養(yǎng)、提高食品產(chǎn)量等。反對派的觀點一英國科學(xué)家聲稱，轉(zhuǎn)基因馬鈴薯會減弱老鼠免疫系統(tǒng)功能；美國康乃爾大學(xué)也發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)基因玉米會危害蝴蝶幼蟲及其相關(guān)生態(tài)環(huán)境。不