人教版高中生物必修二第六章第2節(jié)《基因工程及其應(yīng)用》 教案

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1、教學(xué)課題 第六章 第2節(jié) 基因工程及其應(yīng)用 設(shè)計者：長治六中 宋慶麗 一、教材分析 1.教學(xué)內(nèi)容分析 ?基因工程及其應(yīng)用?是人教版生物必修二第六章第二節(jié)的內(nèi)容。包括以下三方面內(nèi)容：基因工程的原理、基因工程的應(yīng)用、轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品的平安性。其中基因工程的原理是本節(jié)內(nèi)容的重點和難點 ,這局部內(nèi)容又包括了基因工程的概念、工具、操作步驟 。只有在了解了基因工程的原理這局部內(nèi)容的根底上才能更好地了解此項技術(shù)的應(yīng)用 ,進(jìn)而更深入的思考轉(zhuǎn)基因生物及轉(zhuǎn)基因食品的平安性。 基因工程是在雜交育種及誘變育種技術(shù)的根底上 ,不斷探索研究出的取得突破性進(jìn)展的

2、新技術(shù)。是在分子水平上進(jìn)行的操作技術(shù) ,在高中階段不可能直接讓學(xué)生進(jìn)行相關(guān)實驗和操作 ,所以在教學(xué)中 ,應(yīng)借助多媒體課件以圖片及動畫的形式來呈現(xiàn)這一動態(tài)過程。使學(xué)生能夠更加直觀的理解這樣一個分子水平上的技術(shù) ,在頭腦中也能呈現(xiàn)這樣一個動態(tài)的過程。本節(jié)課以基因工程操作步驟為主線 ,穿插基因工程工具的結(jié)構(gòu)特點和功能及其概念 ,通過啟發(fā)式的提問 ,及小組討論的方法調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣以及思維。 2. 課程標(biāo)準(zhǔn)要求 具體內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)：關(guān)注轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品的平安性 二、教學(xué)目標(biāo) 【知識目標(biāo)】 1. 簡述基因工程根本原理。 2. 描述基因工程的概念。 3. 說出基因工程的工具、根本步驟。

3、【能力目標(biāo)】 1. 能根據(jù)老師的實例講解以及在掌握基因工程工具、步驟的根底上能解決新的問題。 2. 舉例說出基因工程在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥等領(lǐng)域的應(yīng)用。 【情感目標(biāo)】 1.在學(xué)習(xí)了基因工程的原理及應(yīng)用的根底上 ,深入思考轉(zhuǎn)基因生物及轉(zhuǎn)基因食品的平安性 ,關(guān)注人類健康 ,上升到倫理方面的思考。 三、教學(xué)重點和難點 重點：〔1〕基因工程的概念； 〔2〕基因工程工具的特點和功能； 〔3〕基因工程的根本操作步驟。 〔4〕基因工程的應(yīng)用及轉(zhuǎn)基因生物和食品的平安性 難點：〔1〕基因工程工具的特點和功能 〔2〕基因工程根本操作步驟 四、教學(xué)課時

4、 1個課時〔40分鐘〕 五、教學(xué)方法 多媒體教學(xué)〔借助PPT課件以圖片和動態(tài)形式進(jìn)行教學(xué)〕 直觀教學(xué)法 〔通過課件和板書 ,讓同學(xué)們直觀感受基因工程的操作步驟 ,并進(jìn)行一定的思考〕 小組討論法〔通過小組討論 ,能對所學(xué)的知識加以運(yùn)用〕 六、 教學(xué)用具 多媒體、ppt課件、圖片、高中生物必修二教材 七、 教學(xué)板書： 第2節(jié) 基因工程及其應(yīng)用 一、 實例展示 ?“剪刀〞 —限制酶 工具 ?“針線〞 —DNA連接酶 ?“運(yùn)輸車〞—運(yùn)載體 二、 基因工程的步驟 剪切 連接 導(dǎo)入 表達(dá)

5、三、 基因工程的概念 基因工程的原理：基因重組 四、基因工程的應(yīng)用 八、教學(xué)過程 教學(xué)程序 教師行為 學(xué)生活動 設(shè)計意圖 導(dǎo)入 〔2min〕 同學(xué)們 ,上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了雜交育種和誘變育種兩種育種技術(shù) ,雖然這兩種育種技術(shù)廣泛應(yīng)用于我們的生產(chǎn)實踐 ,但仍然存在很多的缺乏和局限。 比方說雜交育種年限長 ,而且僅限于同種物種間的雜交；誘變育種又有一定的盲目性。所以需要不斷探索尋找新的方法 ,新的技術(shù) ,更好的滿足我們生產(chǎn)時間的需要。今天 ,我們就來學(xué)習(xí)一項新的技術(shù)—基因工程 ,看看這項技術(shù)取得了那些突破性的進(jìn)展 ,

6、又是怎樣為我們?nèi)祟愃玫哪兀? 我們先看一下這樣機(jī)組圖片〔PPT展示動物圖片〕大家見過這樣的動物嗎？能說出它們的名字嗎？ 這是我們?nèi)祟惔竽懙南胂?,想象著將不同種動物結(jié)合在一起 ,形成這樣奇奇怪怪的動物。當(dāng)然 ,到目前為止 ,還沒有見過這樣的動物。 認(rèn)真聽 ,并回憶思考雜交育種和誘變育種的缺乏。 仔細(xì)觀察圖片并答復(fù)沒有〔感興趣 ,驚奇) 通過穩(wěn)固舊知引出新課 ,讓學(xué)生明白 ,科學(xué)技術(shù)實在缺乏的根底上一步步改良和創(chuàng)新的。 通過圖片來引起同學(xué)們的興趣。激發(fā)學(xué)習(xí)熱情。

7、 基因工程的工具、步驟、概念、原理 〔25min〕 那會不會出現(xiàn)像圖片中那樣將不同物種結(jié)合在一起形成新的物種 ,更好的為我們所用呢？我們一起看這樣一那么資料〔資料展示 ,以往胰島素的提取方法；而微生物可以分泌產(chǎn)物 ,繁殖速率又快〕 設(shè)想：能不能讓微生物也產(chǎn)生出人胰島素這樣很珍貴的藥物？ 經(jīng)過多年努力 ,科學(xué)家于20世紀(jì)70年代創(chuàng)立了可以定向改造生物的新技術(shù)——基因工程〔DNA拼接技術(shù)〕 下面通過一個實例我們一起跟隨科學(xué)家的腳步 ,看看他們是怎樣

8、運(yùn)用基因工程這項技術(shù)來使大腸桿菌產(chǎn)生出了人胰島素的。〔PPT一步一步展示 ,圖文結(jié)合〕 第一步 ,他們從組織細(xì)胞中提取出了人胰島素基因。 第二步 ,用酶截取所提取的基因上的一段DNA片斷。 第三步 ,從大腸桿菌中別離出了一種環(huán)狀物質(zhì)。 第四步 ,用另一種酶將截取的DNA片段和環(huán)狀物質(zhì)進(jìn)行重組。 第五步 ,將重組物導(dǎo)入大腸桿菌 第六步 ,培養(yǎng)大腸桿菌克隆大量基因。 這就是科學(xué)家使大腸桿菌產(chǎn)生人胰島素的大致步驟 ,其實這就是基因工程的大體程序。到現(xiàn)在為止大家對這個過程也有了一個清晰的了解 ,肯定大家也存在不少的疑惑。我們再回過頭來看一下。 第二步時 ,用一種酶截取DNA片段 ,那這

9、種酶究竟是一種怎樣的物質(zhì) ,這就涉及到了我們基因工程的工具一 ,我們把它形象的稱為“基因的剪刀〞-限制性內(nèi)切酶〔限制酶〕 ,通過這樣一個例子來看看它是怎樣作用的〔PPT展示EcoRI限制酶的作用序列〕：EcoRI：它是限制酶的一種 ,可以專門識別DNA分子中含有的“GAATTC〞這樣的序列 ,一旦找到就可以從G和A之間剪斷 ,形成兩個互補(bǔ)配對的粘性末端。 限制酶：分布：主要在原核生物中；切點：磷酸二酯鍵；作用特點：特異性 ,一種限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列 ,并在特定的切點上切割DNA分子。 現(xiàn)在請大家思考：被同一種限制酶切斷的幾個DNA是否具有相同的黏性末端？ 第四步時 ,用另一

10、種酶進(jìn)行連接 ,那另一種酶又是什么呢 ,這就涉及到了第二種工具 ,我們把它形象的稱為“基因的針線〞-DNA連接酶,通過動畫來展示DNA連接酶的作用方式。 連接酶的作用是：將互補(bǔ)配對的兩個黏性末端連接起來 ,使之成為一個完整的DNA分子。注意：DNA連接酶連接的是DNA骨架上的缺口 ,不是堿基間的氫鍵 第三步時 ,提到了環(huán)狀物質(zhì) ,這種環(huán)狀物質(zhì)又有何用處呢 ,這就是基因工程的第三種工具 ,形象的將它稱為“基因的運(yùn)輸車〞-運(yùn)載體。 運(yùn)載體的作用：①將外源基因轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞中去；②利用運(yùn)載體在受體細(xì)胞內(nèi) ,對外源基因進(jìn)行大量復(fù)制； 運(yùn)載體必須同時滿足三個要求：①具有一到多個限制酶的酶切位點,

11、以便與外源基因連接；②能進(jìn)入受體細(xì)胞并在受體細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)定存在并能復(fù)制、表達(dá)；③具有標(biāo)記基因,便于目的基因的篩選. 常用的運(yùn)載體：質(zhì)?！操|(zhì)粒存在于許多細(xì)菌和酵母菌等生物中,是細(xì)胞染色體外能夠自主復(fù)制的很小的環(huán)狀DNA分子.〕、噬菌體和動植物病毒等 現(xiàn)在大家已經(jīng)知道了基因工程的三種必備工具 ,又通過剛剛的實例了解了基因工程的大體步驟 ,現(xiàn)在請以小組為單位討論：基因工程的核心步驟。評價學(xué)生答復(fù)的并總結(jié)： 基因工程根本步驟：〔1〕獲取目的基因；〔2〕目的基因與運(yùn)載體結(jié)合；〔3〕將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞；(4)目的基因的檢測與鑒定 現(xiàn)在我們掌握了基因工程的工具、步驟 ,那大家能不能給

12、基因工程下一個定義呢？請同桌相互討論一下 ,根據(jù)你現(xiàn)在對基因工程的了解 ,給它下一個定義： 基因工程是指按照人們的愿望 ,把一種生物的基因提取出來加以修飾改造．放到另一種生物的細(xì)胞里 ,定向改造生物的遺傳性狀． 現(xiàn)在再一起填這樣一個表格 ,〔見PPT〕 其原理就是：基因重組 優(yōu)點：定向改造生物體的性狀〔目的性強(qiáng)〕；育種周期短 ,克服遠(yuǎn)緣雜交不親和障礙。 下面請大家以小組為單位討論這樣一個問題：棉花很容易被害蟲破壞 ,假設(shè)現(xiàn)在有一種細(xì)菌能分泌毒性很強(qiáng)的物質(zhì) ,現(xiàn)在讓你做一件偉大的事 ,如何做能培育出抗蟲的棉花來？ 仔細(xì)閱讀資料 ,并聯(lián)想二者之間會有什么聯(lián)系

13、 ,產(chǎn)生疑問。 跟隨老師的引導(dǎo)進(jìn)行思考。 跟著老師的思路 ,認(rèn)真聽并思考。 仔細(xì)看圖 ,并聽講解 ,頭腦中形成一條大腸桿菌產(chǎn)生人胰島素的完整的思路過程。并提出一些疑問：第二步 ,所用的酶是什么酶？第三步的環(huán)狀物質(zhì)又是什么？它的作用是什么？等。 認(rèn)真聽講 ,仔細(xì)看PPT ,弄清限制酶切割的是哪個位點。 思考討論并答復(fù)：具有形同的粘性末端 ,因為限制酶具有特異性。 認(rèn)真聽講

14、并結(jié)合圖片加以理解。 根據(jù)實例的大體步驟以及三種工具的 ,討論 ,用自己的話 ,說出基因工程的核心步驟。 回憶基因工程的步驟 ,并用自己的話 ,定義基因工程。 回憶所學(xué)知識 ,填寫表格 小組討論 ,結(jié)合實例 ,并運(yùn)用基因工程的步驟 ,進(jìn)行答復(fù)。 提高同學(xué)們分析資料的能力 ,并思考問題。 通過設(shè)想來引出基因工程 ,給同學(xué)們留下思考空間。 通過一步一步的展示 ,將整個過程動態(tài)展現(xiàn)出來 ,更清晰 ,形象。

15、 具體講解整體中的各局部 ,讓學(xué)生掌握的更透測 ,理解的更深刻。 動畫展示酶的作用方式 ,讓學(xué)生更直觀的理解。 適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)之后 ,讓同學(xué)們自己總結(jié)步驟 ,用自己的話給基因工程下一個定義 ,可以培養(yǎng)他們的整合知識的能力 ,同時也能表達(dá)出他們對知識的理解深度。 是對知識的回憶 對基因工程的步驟、工具再次穩(wěn)固 ,提高同學(xué)們對知識的遷移、應(yīng)用能力。 基因工程的應(yīng)用〔10mi

16、n〕 我們掌握了基因工程的原理、所用的工具 ,該怎樣操作 ,那它是怎樣為我們所用的呢？我們將從以下幾方面看一下 ,基因工程的具體應(yīng)用?！睵PT主要以圖片的形式介紹在各方面的應(yīng)用〕 1、 基因工程與作物育種〔轉(zhuǎn)基因抗蟲棉、轉(zhuǎn)基因番茄等、超級綿羊等〕 2、 基因工程與藥物研制〔用基因工程的方法生產(chǎn)胰島素、干擾素等〕 3、 環(huán)境保護(hù)〔超級細(xì)菌〕 4、 其他〔基因診斷、基因治療〕 仔細(xì)看圖片展示 ,了解基因工程在各方面的應(yīng)用。并引起思考 ,是否這些轉(zhuǎn)基因生物都是平安的 ,都是好的。 以圖片的形式展示介紹 ,可以調(diào)動起同學(xué)們的興趣 ,引發(fā)大家的思考。 課堂小結(jié)〔3

17、min〕 知識要點： 1、什么是基因工程及其原理 2、基因工程的工具 3、基因工程的操作步驟 4、基因工程的應(yīng)用 課后作業(yè)及討論： 1、 列表比擬雜交育種、誘變育種、基因工程的優(yōu)缺點 2、 閱讀課后資料分析 ,討論：你認(rèn)為應(yīng)該如何對待轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品的平安性問題？ 跟著老師的引導(dǎo) ,頭腦里馬上呈現(xiàn)所學(xué)的知識要點 進(jìn)一步檢測學(xué)生的學(xué)習(xí)效果 九、 教學(xué)反思 本節(jié)課沒有按照教材上的順序〔概念、原理、工具、步驟〕 ,而是先給出一那么資料 ,提出設(shè)想 ,以一個實例來闡述了大體過程 ,進(jìn)而從這個實例中詳細(xì)學(xué)習(xí)基因工程的工具 ,總結(jié)步驟 ,最后通過這些的學(xué)習(xí) ,讓同學(xué)們用自己的語言定義基因工程 ,并通過聯(lián)系討論 ,讓學(xué)生對所學(xué)的知識加以運(yùn)用。本節(jié)課以一個實例為主線 ,貫穿整節(jié)課。也就是以基因工程的步驟為主線 ,到達(dá)了教學(xué)目標(biāo) ,并通過圖文結(jié)合讓同學(xué)們了解其應(yīng)用 ,進(jìn)而引發(fā)對轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的思考。本節(jié)課的亮點就在于 ,借助多媒體用大量的圖片 ,動畫 ,將這個工程動態(tài)的展現(xiàn)出來 ,既激發(fā)了同學(xué)們的興趣 ,又使他們更直觀的理解 ,掌握。 但是自己在講課的過程中 ,還存在很多問題 ,語言不標(biāo)準(zhǔn) ,不太流暢。對同學(xué)們的答復(fù)和評價還不夠。 8 / 8