最新沪科版高中生命科学第二册6.3《基因工程与转基因生物》教案.doc

第六章遗传信息的传递和表达
第三节基因工程与转基因生物
第一课时基因工程
一、设计意图
本节内容在上个版本的新教材的基础上做了修改，老版本的教材在介绍基因工程时，知识性的介绍了基因工程的概念、操作步骤及应用前景，比较枯燥，而这一次新教材对该内容做了很大的改变，利用各种实例把基因工程这个枯燥的概念进行了生动的描述，知识的可接受性更强，教师在教学过程中也减轻了教学的难度。

另外，在转基因技术的应用这方面，具体的介绍微生物、植物、动物基因工程，开阔了学生的眼界，使学生了解了我国生物技术的发展水平，感悟生命科学的发展对生物技术发展的推动作用，同时，通过对转基因生物的安全性问题的讨论，使学生感悟科学技术是“双
刃剑”。

课标建议教学分2课时完成，可以“基因工程及其基本过程”一课时，转基因技术的应用和转基因生物产品的安全性”一课时。

由于基因操作的基本步骤比较抽象和微观，理解起来有一定的难度，需要将复杂的问题简化，使学生直观地理解抽象事物。

在教学中为了使学生对基因操作的基本步骤有一个宏观的了解和认识，可以先让学生观看基因操作步骤的有关录像或flash资料，在观看过程中教师要提出相应的思考问题启发学生思维，加深对基因操作步骤的理解。

在讲解转基因技术的应用和转基因生物产品的安全性时，可以结合实例，同时结合教材上的“阅读与思考”、“发现之路”，
或者学生课后自己收集资料进行学习，使学生感受现代生物技术的灿烂前景，同时培养学生收集和获取最新生物技术信息的能力。

二、教学目标
知识与技能
1、理解基因工程的概念
2、理解基因工程的基本过程
3、理解基因工程的应用及其可能带来的安全性问题
过程与方法
1、通过学习和阅读基因工程发展过程中的重要事件和研究成果，加深理解基因工程的原理和一般操作过程。

2、从网络和报刊杂志上搜索并关注基因工程对人类经济、生活和科学发展的贡献，及其发展前景和可能带来的安全性问题
3、开展“科学技术是双刃剑”的思考和讨论。

情感、态度与价值观
1、全面思考基因工程所带来的巨大社会效益和经济效益，以及社会伦理和安全性问题，树立正确的科学价值观。

2、从基因工程的发展历程中，感悟生命科学的发展对生物技术发展的推动作用。

三、教学重点与难点
重点：
1、基因工程的概念
2、基因工程的基本步骤
3、转基因生物
难点：
1、限制酶和DNA连接酶
2、重组DNA
3、基因工程的基本步骤
四、教学准备
多媒体课件
五、教学过程
教学内容新课引入
教师行为
一则报道引入：
一场没有硝烟的“高科技
大战”
问：我国的科学家是怎样赢
得这场没有硝烟的战争的
学生活动
读一读报道
思考并讨论：科技
是第一生产力，要赢得
转基因抗虫棉的市场份
额，就必须要有生产转
教学说明
出示“一场
、
呢？
转折引入主题：转基因抗虫
基因抗虫棉的科学技 没有硝烟
术，即基因工程技术。

的‘高科技
棉是怎样设计出来的呢？
我们知道生物的性状
是由基因决定的，棉花本身
没有抗虫基因，不能表达抗
虫性状。

如果能够把其他生
物体内的抗虫基因转移给
棉花，并且使它能表达出
来，那么棉花就能表现抗虫
性状。

这在几十年前根本是
很难想象的事情，现在我们
就能够做到，就是靠基因工
程技术的帮助。

本节课就和大家一起
学习新课“基因工程和转基
因生物”。

激发爱国热情，产
生对本节课内容的学习
的兴趣。

大战’”PPT
一、基因工
程
1、基因工
程三种必
要的工具 问：我国自主知识产权的转
基因抗虫棉是怎样创造出
来的呢？
阅读书本，了解转基因
抗虫棉的产生过程。

回答：从具有抗虫性状
的细菌 DNA 分子中获取
抗虫基因；将抗虫基因
与运载体拼接成为重组
DNA ；将重组 DNA 导入选
育棉花细胞内，使基因
问：如何“获取”“拼
接”、 在其中得到表达。

回答：切割 DNA 分子获
得抗虫基因的酶——
播放基因
工程简介
“导入”呢？
归纳：实现这一精确的操作过程，至少需要三种必要的工具：第一，切割DNA的工具是限制性核酸内切酶。

（展示PPT）
问：限制性内切酶是如何切割DNA分子的？
归纳演示：限制酶能识别DNA分子切点两端特定的碱基序列，对DNA分子进行交错切割，形成的DNA片段末端带有数个碱基的单链“尾巴”。

问：这样切割有什么好处？
第二，将两个DNA片段“粘连”起来拼接成新的DNA分子的是DNA连接酶。

（展示PPT）
问：DNA连接酶在将两个DNA片段“粘连”起来拼接成新的DNA分子时根据的“化学剪刀”；连接抗虫
基因和运载体的酶——
“化学浆糊”；将重组
DNA导入细胞中的运载
体——“分子运输车”。

回答：切断特定部位两
个脱氧核苷酸之间的
键。

回答：这样在“拼接”
时就起到了重要的作
用。

回答：根据碱基互补配
对原则。

（三种操
作工具）
演示限制
性核酸内
切酶的作
用。

展示DNA
连接酶的
作用
是什么原则？
第三，用质粒作为运载体，回答：通常外源基因无
将基因送入细胞中。

（展示PPT）
问：为什么要用质粒将目的基因送入细胞中？质粒是什么？法进入另一种生物的细胞，即使人工注入也会被细胞内的核酸酶分解，所以一般用质粒作为载体，将外源基因送入细胞。

它是一种能自主复制的双链闭合环状DNA分子，可在细胞内自主复制，或者接合到染色体DNA上随其同步复制。

归纳：只有质粒能够将外源
基因送入细胞，它的环状DNA分子有一段抗生素的抗性基因，是筛选重组DNA的展示基因工程的概念。

必要条件。

归纳：有了这三样工具，我
们就可以依据预先设计的
蓝图，用人工方法将某种生
物的基因，接合到另一种生
物的基因组DNA中并使其
表达，使后者获得新的遗传
性状，产生出人类所需要的
产物，或创造出新的生物类
理解基因工程的概念。

型，这也就是所谓的基因工程。

二、基因工程的基本过程
1、获取目的基因转折引入基因工程的基本
过程的学习：基因工程并不
像我们刚才学习的那么简
单，它是十分复杂精细的过
程。

它的基本步骤是怎样的
呢？下面我们以转基因抗
虫棉的产生过程为例来学
习基因工程的基本过程。

问：什么是目的基因？这里
的目的基因指的是什么？
问：获得目的基因的方法有
哪些？
归纳：从生物细胞中分离目
的基因，要先确定目的基因
回答：这里指的是抗虫
基因。

回答：从某种生物体细
胞中分离或者通过化学
方法人工合成。

演
示
flash
动
画转基因
棉花的产
生过程。

演示从生
物细胞中
分离目的
基因。

2、目的基因与运载体的重组6在DNA分子中的位置，
然后
用三个工具中的限制
酶切
出该目的基因，即抗虫
基
因。

用与切取目的基因相
同的
限制酶将质粒切开，
在DNA
虫基
因与质粒结合成环状的重
组 DNA 分子（重组质粒）。

思考后回答：酶具有
专
一
性，用相同的限制酶
演示目的
基因与运
载体重组
的过程
问：为什么要用相同的限制酶切割目的基因和质粒？归纳：具备互补配对的条件后，一定要有连接酶才能使切割后，目的基因与质粒切开的单链部分是互补的，可以配对结合成重组DNA，而不用相同的
3、重组DNA分子导入受体细胞目的基因和质粒重组成功。

限制酶切割，会导致目
的基因与质粒切开的部
分无法互补配对结合。

归纳：只有将重组质粒导入
活的受体细胞，才能是目的
4、筛选含目的基因的受体细胞基因所含的遗传信息得以
表达。

问：是不是所有的重组DNA
分子都能成功导入受体细
胞？为什么要进行筛选含
目的基因的受体细胞？
问：怎样进行筛选呢？
归纳：那么成功导入受体细
胞的目的基因就会在受体
细胞内得到表达，也就是说
抗虫基因在棉花植株中得
到表达，一旦有棉铃虫来侵
蚀棉花植株时，它很快就会
死亡。

回答：重组质粒导入受
体细胞的概率很低，一
般在10-7，为了得到成功
导入的受体细胞，就要
进行筛选。

阅读P57和P59的“广
角镜”。

回答：利用质粒中的抗
生素抗性基因，将受体
细胞放在含有抗生素的
培养基中生长，成功导
入目的基因的受体细胞
含抗生素基因，不会死
亡，而未成功导入目的
基因的受体细胞将在培
养基上停止生长而死
亡。

三、总结生物学还有很多奥秘激励学生进一步探究
值得我们去探求，不久的将
来，在座的各位将会升入更
高一层学府深造，如果同学
们有幸学习了生物学，希望
你们在这个生物学科的前
沿领域中有所收获。

四、练习展示PPT完成ppt上的练习。