2022生物现代生物科技专题第1讲基因工程教案3
基因工程教案
基因工程教案标题：基因工程教案1. 教学目标：- 了解基因工程的定义并理解其在生物科学领域的应用；- 掌握基本的基因工程技术和实验步骤；- 能够思考基因工程对社会和环境造成的影响，并形成独立的观点；- 培养学生的科学素养、创新思维和实验技能。
2. 教学内容：2.1 什么是基因工程？- 基因工程的定义及历史背景；- 基因工程在农业、医学、环境保护等领域的应用。
2.2 基因工程技术与应用：- 基因工程技术的基本原理和步骤；- 基因工程在转基因植物、转基因动物、基因治疗等方面的应用案例。
2.3 基因工程的伦理和社会问题：- 基因工程对人类健康、环境和食品安全等方面的影响；- 基因工程的伦理道德考量。
3. 教学策略：- 探究式学习：通过案例分析和小组讨论，让学生积极参与，自主学习和发现基因工程的概念、原理和应用；- 实践与实验：组织相关实验，让学生亲自进行基因工程技术的操作实践，提高实验技能和情感参与；- 多媒体辅助教学：利用多媒体技术，展示基因工程实验操作和相关应用案例，生动形象地解释和展示教学内容。
4. 教学过程：4.1 导入：- 使用引入问题或小故事引起学生对基因工程的兴趣；- 观看相关视频片段或展示图片资料，激发学生的好奇心。
4.2 知识讲授：- 通过讲授基因工程相关的定义、历史和基本原理，帮助学生建立知识框架；- 展示基因工程在农业、医学、环境保护等领域的应用案例，增加学生对基因工程的理解。
4.3 案例分析和讨论：- 设计基因工程应用案例，要求学生分析和讨论其优缺点、可能的风险和伦理问题；- 引导学生思考基因工程对社会和环境的影响，鼓励他们形成独立的观点。
4.4 实验操作：- 组织基因工程实验，让学生亲自进行相关技术操作，如基因克隆、基因转染等；- 强调实验操作的安全和道德规范，培养学生的实验技能和科学素养。
4.5 总结和评价：- 对本节课所学知识进行总结归纳，并检查学生的掌握程度；- 鼓励学生发表个人看法和思考基因工程的未来发展方向。
《基因工程》实验教学教案
《基因工程》实验教学教案一、实验教学目标1. 让学生了解基因工程的基本概念、原理和操作步骤。
2. 培养学生运用基因工程技术解决实际问题的能力。
3. 帮助学生掌握基因克隆、基因编辑等实验技能。
二、实验教学内容1. 基因克隆实验：让学生通过PCR扩增目的基因，并进行琼脂糖凝胶电泳分析。
2. 基因编辑实验：让学生利用CRISPR/Cas9系统对目标基因进行编辑，并通过PCR和琼脂糖凝胶电泳验证编辑效果。
3. 基因表达实验：让学生将目的基因插入到表达载体中，转化大肠杆菌，并通过IPTG诱导表达。
4. 抗原-抗体反应实验：让学生利用基因工程方法制备重组抗原，并进行抗原-抗体特异性反应检测。
5. 基因工程应用实例：让学生了解基因工程在生物制药、农业、环保等领域的应用。
三、实验教学方法1. 讲授法：讲解基因工程的基本原理、操作步骤和实验技巧。
2. 演示法：演示基因克隆、基因编辑等实验操作，让学生直观地了解实验过程。
3. 实践操作：让学生动手进行实验，培养实验操作能力和团队协作精神。
4. 讨论法：引导学生针对实验结果进行分析和讨论，提高解决问题的能力。
四、实验教学准备1. 教材和参考资料：准备《基因工程》等相关教材和参考资料，为学生提供理论支持。
2. 实验器材：准备PCR仪器、琼脂糖凝胶电泳设备、表达载体、大肠杆菌等实验所需的器材和试剂。
3. 实验指导：制定详细的实验步骤和操作指南，方便学生查阅。
五、实验教学评价1. 过程评价：评价学生在实验操作过程中的规范性和团队协作精神。
3. 应用评价：评价学生运用基因工程知识解决实际问题的能力。
4. 学生互评：鼓励学生互相评价，提高自我认知和沟通能力。
六、实验教学流程1. 实验前准备：讲解实验原理、目的和操作步骤，检查实验器材和试剂。
2. 实验操作：按照实验指导进行基因克隆、基因编辑等实验操作。
3. 实验结果分析：对实验结果进行分析和讨论，解释实验现象。
5. 实验总结：总结实验收获和不足，提出改进措施。
基因工程教案
基因工程教案基因工程教案一、教学目标：1. 了解基因工程的基本概念和发展历程；2. 了解基因工程在农业、医学、环境等领域的应用；3. 学习基因工程的基本原理和技术；4. 培养学生的科学研究和实践能力。
二、教学重点：1. 基因工程的基本概念和发展历程；2. 基因工程在农业、医学、环境等领域的应用；3. 基因工程的基本原理和技术。
三、教学难点：1. 基因工程的基本原理和技术；2. 基因工程在农业、医学、环境等领域的应用。
四、教学方法：1. 教师讲授相结合的教学方法；2. 实验操作和实践活动相结合的教学方法；3. 讨论和小组合作学习的教学方法。
五、教学过程：1. 创设情境：教师先引导学生回顾遗传学的相关知识，如基因的定义、结构和功能，然后通过引入基因工程的概念，告诉学生基因工程是一种技术手段，通过改变生物体的基因组成来达到改变其性状的目的。
2. 概念讲解：教师通过投影仪或幻灯片，讲解基因工程的基本概念和发展历程，让学生了解基因工程的研究历史和重要里程碑。
3. 应用探究：教师将基因工程在农业、医学、环境等领域的应用案例呈现给学生，引导学生进行讨论和思考，了解基因工程的实际应用和其对人类和社会的影响。
4. 实验操作：教师组织学生进行基因工程实验操作，如基因转导、PCR、酶切等实验操作，让学生亲自体验基因工程的基本原理和技术。
5. 实践活动：教师组织学生进行基因工程相关的实践活动，如基因改造植物的种植、基因检测和诊断等活动，培养学生的科学研究和实践能力。
6. 总结回顾：教师引导学生对基因工程学习进行总结回顾，梳理所学内容，并对基因工程的前景和问题进行探讨。
六、教学评价：1. 观察学生对基因工程的理解和应用的能力；2. 对学生进行实验和实践活动的评价；3. 考试、作业和讨论等形式的评价。
七、教学资源：1. 教学投影仪或幻灯片；2. 基因工程实验器材和试剂；3. 基因工程相关的书籍和资料。
基因工程教案
基因工程教案一、教学目标通过本节课的学习，学生应该能够：1. 理解基因工程的概念和基本原理；2. 掌握常见的基因工程技术方法；3. 了解基因工程在生物医学、农业和环境保护等领域的应用；4. 培养学生的科学研究能力和创新意识。
二、教学重点1. 基因工程的基本概念和原理；2. 常见的基因工程技术方法；3. 基因工程在不同领域的应用。
三、教学内容- 导入通过引入一个生物医学领域的实际案例或图像，激发学生对基因工程的兴趣，并引发思考。
- 基因工程的概念和原理1. 概念解释：基因工程是指通过改变生物体的遗传物质，使其具有新的性状或功能的一项技术；2. 基本原理：基因工程通过分离、修饰和重组DNA，将特定基因导入到目标生物体中，从而改变其遗传性状；3. DNA的结构和功能：简要回顾DNA的结构，介绍其携带遗传信息和编码蛋白质等功能。
- 基因工程技术方法1. DNA的分离与扩增：介绍聚合酶链式反应（PCR）技术和其在基因工程中的应用；2. 基因的克隆：介绍构建基因文库、DNA序列比对等方法；3. 重组DNA技术：介绍限制性内切酶和DNA连接酶的作用，以及重组DNA的构建方法；4. 基因转导技术：简要介绍转化、转染和病毒载体等基因转导方法。
- 基因工程的应用1. 生物医学应用：介绍基因治疗、基因诊断和药物生产等在医学领域的应用；2. 农业应用：介绍转基因作物的育种和抗病虫害能力等农业应用；3. 环境应用：介绍基因工程在清洁能源生产、生态修复和环境监测等方面的应用。
- 综合案例分析通过一个综合案例分析的形式，让学生综合运用所学知识，提出自己的想法和解决方案。
四、教学方法1. 探究式教学：引导学生通过实际案例分析和讨论，主动探索基因工程的概念和原理；2. 合作学习：组织学生进行小组讨论，共同解决综合案例分析中的问题；3. 多媒体辅助教学：使用多媒体课件、实验视频等辅助教学资料，增强学生的学习兴趣和理解能力。
五、教学评价1. 学生小组讨论的表现，包括对基因工程概念和技术方法的理解和应用能力；2. 综合案例分析的问题解决能力和创新思维；3. 课堂参与度，包括提问和回答问题的积极性。
人教版高中生物选修3《现代生物科技专题一基因工程》教学设计
《现代生物科技专题》（人教版选修3）专题一基因工程第一节基因工程的简介教学目标：1．知识方面（1）了解基因工程的基本概念。
（2）基因操作的工具和基本操作程序。
（3）举例说出基因工程在农业、医药等领域的应用。
2．态度价值观方面（1）通过学习基因工程的概念，使学生认识到科学研究需要的严谨，激发为祖国而奋斗的精神。
（2）通过学习基因操作的工具和基本程序及应用，使学生树立结构与功能相统一的辩证唯物主义观念。
3．能力方面（1）通过对图片、动画等的观察，让学生学会科学的观察方法，培养观察能力。
（2）通过利用课本以外的资料和网络信息解决学习中发现的问题，培养学生的自主学习的能力。
（3）通过多媒体课件对基本概念、基本原理的学习，引导学生主动参与教学过程的探究活动，培养学生的获取新知的能力、分析和解决问题的能力及交流与合作的能力。
教学重点：基因操作的工具和基本程序及应用。
教学难点：1．限制酶和运载体的作用。
2．提取目的基因的方法和目的基因导入受体细胞的途径。
3．基因工程的应用。
教学方法：以探究法、谈话法、材料教学法相结合。
具体方法：1．以具体事例讲述，学生制作模型，使学生切身体会基因工程“剪、拼、接、转”的主要过程。
2．搜集资料，采用思考、分析、想像、推断和辩论等方法，明确基因工程的应用。
教学课时：3课时教学过程：[第一课时]：DNA重组技术的基本工具一．复习导入新课教师活动：投影幻灯片，引导学生思考、分析讨论。
1．遗传的物质基础是什么？2．生物体遗传的基本单位是什么？3．为什么生物界的各种生物间的性状有如此大的差别呢？4．生物的性状是怎样表达的？5．各种生物的性状都是基因特异性表达的结果，那么，人类能不能改造基因呢？使原来本身没有某一性状的生物而具有某个特定的性状呢？6．各种生物间的性状千差万别，这是为什么呢？引导学生回答：生物体的不同性状是基因特异性表达的结果。
教师举例：1．青霉菌能产生对人类有用的抗生素——青霉素2．豆科植物的根瘤菌能够固定空气中的氮气3．人的胰岛B细胞能分泌胰岛素调节血糖的浓度教师提问：以上几种生物各有其特定的性状，这些性状都是基因特异性表达的结果。
《基因工程》教案
第一节基因工程【教学目标】1.知识与技能（1）举例说出基因工程的原理，并说明“工程菌”的培育过程。
（2）举例说出基因工程在工农业生产和医疗方面的应用。
（3）能正确认识转基因生物的安全性。
2.过程与方法通过调查活动和动画演示等方法探究基因工程在生产生活中的应用，提高信息整合能力。
3.情感态度和价值观通过学习基因生物技术及产品安全性对人类的影响，培养学生辩证看待生物技术的态度。
【教学重点】（1）“工程菌”的培育过程。
（2）基因工程的应用。
（3）转基因生物的安全性。
【教学难点】（1）基因工程的原理及大致操作过程。
（2）转基因技术和产品的安全性。
【课前准备】多媒体课件【课时安排】1课时【教学过程】一、导入新课播放视频：《美国科学家培育出首批转基因婴儿》据国外媒体报道：美国科学家成功培育出了世界首批转基因婴儿，这些健康宝宝在出生前都经历过一系列基因科学实验。
该事件在美国甚至在全球都激起了关于伦理的激烈争论，一方面体现了科学家希望通过改变人类生殖细胞基因培养出正常、健康的婴儿，另一方面有悖人类的伦理观。
关于转基因技术，你们都有哪些了解呢？这节课，我们就来学习基因工程及其应用。
二、新课学习在美国马里兰州有个小女孩，她体内的某个基因与正常人不同，无法合成有分解氨基毒素功能的酶，导致其免疫功能严重低下，只能生活在无菌的隔离帐内。
1990 年，当小女孩4 岁时，医生们用基因治疗的方法使她的病情大为缓解，由此她成为世界上接受基因治疗的第一人。
基因治疗是基因工程研究的一个重要方面，虽然目前还处于试验阶段，但它已经为我们展现了生物工程的美好前景。
视频：《基因工程与医学》（一）基因工程的原理基因工程的原理：各种生物的DNA 在组成方式上是相同的，基因蕴含的遗传信息在动物、植物和微生物之间也是相通的，一种生物的基因在另一种生物体内同样可以得到表达。
相关链接：质粒有些细菌除核区固有的遗传物质以外，其细胞质中还存在一种相对独立的环状DNA 分子，我们称之为质粒。
基因工程教案
基因工程教案教学目标：1. 了解基因工程的基本概念、原理和应用；2. 掌握基因工程的实验技术和操作步骤；3. 培养学生的科学实验能力和创新思维。
教学内容：1. 基因工程的定义与发展历程；2. 基因工程的原理及其在生物学研究中的应用；3. 基因工程的实验技术及常用的操作步骤。
教学步骤：一、导入教师通过简单的例子引导学生思考基因工程的应用和作用，并激发他们对基因工程的兴趣。
二、基因工程的定义与发展历程1. 教师简要介绍基因工程的定义和基本概念，引导学生了解基因工程的发展历程；2. 学生通过阅读相关文献，了解基因工程的发展史，并进行小组分享。
三、基因工程的原理及其应用1. 教师详细讲解基因工程的原理，包括基因克隆、DNA重组和转基因等；2. 学生以小组形式，选择一个基因工程应用领域，进行深入研究并撰写小论文；3. 学生进行小组间的交流与讨论，分享不同领域的基因工程应用案例。
四、基因工程的实验技术与操作步骤1. 教师介绍基因工程的实验技术，包括PCR扩增、凝胶电泳、蛋白质表达等；2. 学生进行实验前的准备工作，包括实验器材、试剂的准备和实验流程的设计；3. 学生进行基因工程实验的操作，记录实验数据和观察结果；4. 学生通过小组讨论，总结实验操作中遇到的问题，并提出改进方案。
五、实践与创新1. 学生以小组为单位，自主设计并执行一个基因工程实验方案；2. 学生根据实验结果，撰写实验报告，并进行小组间的交流与评议；3. 鼓励学生展示他们的实验成果，并参加科学展览等相关活动。
六、总结与评价教师对整个教案进行总结和评价，鼓励学生展示他们在基因工程领域的学习成果，并鼓励他们继续深入研究和探索。
教学资源：1. 教科书和参考书籍；2. 实验室设备和材料；3. 计算机和互联网资源；4. 实验报告模板和评价表格。
教学评价：1. 学生小组间的讨论和分享；2. 学生的实验报告和实验数据记录；3. 学生在实践与创新环节的表现和成果；4. 教师的教学评价和学生的反馈。
高考生物复习选修三 现代生物科技专题教案—第1讲 基因工程
高考生物复习选修三现代生物科技专题教案—第1讲基因工程考情研读·备考定位考点一基因工程的操作工具自主回顾·素养储备基础梳理1．基因工程的概念理解(1)供体：提供目的基因。
(2)操作环境：体外。
(3)操作水平：分子水平。
(4)原理：基因重组。
(5)受体：表达目的基因。
(6)本质：性状在受体体内表达。
(7)优点①与杂交育种相比：克服了远缘杂交不亲和的障碍。
②与诱变育种相比：定向改造生物遗传性状。
2．DNA 重组技术的基本工具 (1)限制性核酸内切酶(简称：限制酶)①来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。
②作用：识别特定的核苷酸序列并切开相应两个核苷酸之间的磷酸二酯键。
③结果：产生黏性末端或平末端。
(2)DNA 连接酶 ①种类：②作用：在两个核苷酸之间形成磷酸二酯键以连接两段DNA 片段。
(3)载体①种类：质粒、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等。
②质粒特点⎩⎪⎨⎪⎧能自我复制有一个至多个限制酶切割位点有特殊的标记基因思维辨析易错整合，判断正误。
(1)切割质粒的限制性核酸内切酶均能特异性地识别6个核苷酸序列( × ) (2)限制酶只能用于切割目的基因( × ) (3)限制酶也可以识别和切割RNA( × )(4)DNA 连接酶能将两碱基通过氢键连接起来( × )(5)E ·coli DNA 连接酶既可连接平末端，又可连接黏性末端( × )(6)载体质粒通常采用抗生素合成基因作为筛选的标记基因(×)延伸探究1．DNA连接酶和DNA聚合酶的作用相同吗？试简要说明。
[提示]不相同。
DNA连接酶连接的是两个DNA片段，而DNA聚合酶连接的是单个脱氧核苷酸。
2．原核生物中限制酶为什么不切割自身的DNA?[提示]原核生物的DNA中不存在该酶的识别序列或识别序列已被修饰等。
3．思考并表述在基因工程的基本操作步骤中，哪些步骤发生了碱基互补配对？[提示]第一步中，碱基互补配对发生在用反转录法合成目的基因或PCR技术扩增目的基因的过程中；第二步中，碱基互补配对发生在黏性末端相互连接过程中；第四步目的基因的检测与鉴定步骤中分子杂交及基因表达时存在碱基互补配对。
《基因工程》实验教学教案
《基因工程》实验教学教案一、实验背景基因工程是一种现代生物技术，通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。
本实验旨在让学生了解基因工程的基本原理和操作步骤，掌握PCR扩增、DNA连接、转化等关键技术，并应用于实际问题的解决。
二、实验目标1. 理解基因工程的基本原理及操作步骤。
2. 掌握PCR扩增、DNA连接、转化等关键技术。
3. 学会分析实验结果，并能够对实验问题进行解决。
三、实验材料与仪器1. 实验材料：DNA模板、引物、dNTPs、Taq酶、DNA连接酶、感受态细胞等。
2. 仪器设备：PCR仪器、凝胶成像系统、电泳仪、离心机、DNA提取仪、显微镜等。
四、实验内容与步骤1. PCR扩增目的基因：a. 设计引物，并进行合成。
b. 配置PCR反应体系，包括DNA模板、引物、dNTPs、Taq酶等。
c. 进行PCR扩增，观察扩增曲线。
d. 扩增产物进行琼脂糖凝胶电泳分析。
2. DNA连接：a. 准备连接反应体系，包括目的基因、载体、DNA连接酶等。
b. 将目的基因与载体连接，并进行转化。
c. 转化感受态细胞，筛选阳性克隆。
3. 转化与筛选：a. 配置转化反应体系，包括连接产物、感受态细胞等。
b. 进行转化，观察转化效率。
c. 筛选阳性克隆，并进行鉴定。
4. 实验结果分析：a. 分析PCR扩增产物，判断扩增效果。
b. 分析转化子，判断连接效果。
五、实验注意事项1. 实验操作过程中要严格遵循无菌操作原则。
2. 实验材料要进行质控，确保实验的准确性。
3. 实验过程中要记录详细的数据和观察结果，便于分析。
4. 实验结果要进行多次重复，以验证实验结果的可靠性。
六、实验拓展与思考1. 讨论基因工程在生物制药、农业、环保等领域的应用。
2. 分析基因工程所面临的伦理、法律和社会问题。
3. 探索基因工程技术在未来的发展趋势。
七、实验报告要求1. 报告内容：实验目的、实验原理、实验材料与仪器、实验步骤、实验结果及分析、实验拓展与思考等。
《基因工程》实验教学教案
《基因工程》实验教学教案一、实验背景基因工程是一门应用生物学的分支，通过对基因的操作和重组，实现对生物性状的改良和功能的研究。
本实验教学旨在让学生了解基因工程的基本原理，掌握基因克隆、表达和检测的方法，培养学生动手实践能力和创新思维。
二、实验目标1. 了解基因工程的基本原理及实验步骤；2. 掌握PCR扩增、DNA提取、酶切、连接、转化等实验技术；3. 学会分析实验结果，提高学生解决实际问题的能力；4. 培养学生团队合作精神和创新思维。
三、实验内容1. 基因克隆：利用PCR扩增目的基因，并进行酶切、连接，将目的基因插入到载体中；2. 基因转化：将重组载体导入受体细胞，筛选转化成功的细胞；3. 基因表达：对转化成功的细胞进行诱导表达，检测目的蛋白的表达情况；4. 实验结果分析：分析实验数据，探讨实验过程中可能存在的问题，并提出改进措施；四、实验材料与仪器1. 材料：大肠杆菌、质粒、PCR试剂、酶切酶、连接酶等；2. 仪器：PCR仪器、电泳仪、离心机、恒温培养箱、显微镜等。
五、实验步骤1. 实验前的准备工作：了解实验原理，阅读相关文献，准备实验材料和仪器；2. 基因克隆：设计引物，进行PCR扩增，酶切目的基因和载体，连接目的基因与载体，转化大肠杆菌；3. 基因转化：将重组载体导入受体细胞，筛选转化成功的细胞；4. 基因表达：对转化成功的细胞进行诱导表达，检测目的蛋白的表达情况；5. 实验结果分析：分析实验数据，探讨实验过程中可能存在的问题，并提出改进措施；注意事项：1. 严格遵循实验步骤和操作规范，确保实验安全；2. 实验过程中遇到问题，及时与教师沟通，寻求帮助；3. 注重团队合作，共同完成实验任务。
六、实验教学安排1. 理论讲解：2课时2. 实验操作：4课时3. 实验结果分析与讨论：2课时七、实验评价1. 实验操作的正确性和熟练程度；2. 实验结果的准确性及分析的深度；4. 团队合作与沟通能力的展现。
高中生物 第一章《基因工程》教案 浙科版选修3
选修3 现代生物科技专题第一章基因工程一、课标内容：1．简述基因工程的诞生。
2．简述基因工程的原理及技术。
3．举例说出基因工程的应用。
4．简述蛋白质工程。
二、教学要求第一节工具酶的发现和基因工程的诞生第二节基因工程的原理和技术第三节基因工程的应用第四节基因工程的发展前景（选学）三．教学建议1．课时建议（共计5课时）（1）“第一节工具酶的发现和基因工程的诞生”教学重点是限制性核酸内切酶的作用及作用特点、DNA连接酶的作用、质粒在基因工程中的作用。
由于涉及到分子水平的生物技术，学生这方面基础相对薄弱，所以DNA连接酶的作用、质粒在基因工程中的作用是本节教学的难点。
本节核心概念较多，又是本章内容的开端，建议教师采用多媒体，设置问题串，采用讨论、讲授的方式，把学生引入内容情景，使学生在分析探讨相关问题的基础上，最后形成对基因工程工具酶的基本认识。
（2）“第二节基因工程原理和技术”教学重点和难点是基因工程的原理及基因工程的基本操作步骤。
本节内容的教学，建议在回顾上节课的限制性核酸内切酶、DNA连接酶及质粒等知识的基础上，引导学生观察基因工程基本操作步骤示意图，采用讨论、推理的方法，形成对基因工程的原理及技术的概括性认识。
（3）“第三节基因工程的应用”教学重点是基因工程与遗传育种、基因工程与癌症治疗以及设计一个用基因工程技术解决生活中的疑难问题的方案。
由于设计层次要求较高，学生平时练习机会较少，因此，“活动：设计一个用基因工程技术解决生活中的疑难问题方案”是本节的教学难点。
本节内容安排2课时（不包括活动1课时）。
第一课时是开展“设计一个用基因工程技术解决生活中的疑难问题方案”的教学活动。
建议先分组，组织学生讨论确定生活中的疑难问题，教师巡回指导，提醒学生注意选题的角度及可行性，然后开展全班交流，由学生说明选题理由，教师最后对各组的汇报做点评。
第二课时是在上一课时基础上展开。
由于本节课内容所涉及的领域进展迅速，建议教师积极引导和组织学生查阅有关资料，设置一些问题情景，组织学生开展口头交流、讨论等活动。
生物选修3《专题一 基因工程》教学设计
专题一 1.1 DNA重组技术的基本工具一、教材分析《DNA重组技术的基本工具》是人教版生物选修三专题一《基因工程》的第一节，本节内容主要是介绍了DNA重组技术的三种基本工具，是学习《基因工程的基本操作程序》的基础和前提。
二、教学目标1．知识目标：（1）简述基础理论研究和技术进步催生了基因工程。
（2）简述DNA重组技术所需的三种基本工具。
2．能力目标：运用所学DNA重组技术的知识，模拟制作重组DNA模型。
3．情感、态度和价值观目标：（1）关注基因工程的发展。
（2）认同基因工程的诞生和发展离不开理论研究和技术创新。
三、教学重点和难点1、教学重点DNA重组技术所需的三种基本工具的作用。
2、教学难点基因工程载体需要具备的条件。
四、学情分析学生在必修课中已经学习过关于基因工程的基础知识，对于本部分内容已经有了初步了解，所以学习起来应该不会有太大的困难。
五、教学方法1、学案导学：见学案。
2、新授课教学基本环节：预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→发导学案、布置预习六、课前准备1．学生的学习准备：预习《DNA重组技术的基本工具》，初步把握DNA重组技术所需的三种基本工具的作用。
2．教师的教学准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案。
七、课时安排：1课时八、教学过程(一) 预习检查、总结疑惑。
检查学生落实预习情况并了解学生的疑惑，使教学具有针对性。
（二）情景导入、展示目标。
教师首先提问：（1）我们以前在哪部分学习过基因工程？（必修二从杂交育种到基因工程）（2）回想一下，转基因抗虫棉是怎样培育出来的？经过了哪些主要步骤？（实质是基因工程的基本操作程序：目的基因的获取，基因表达载体的构建，将目的基因导入受体细胞，目的基因的检测与鉴定）从这节课开始，我们将深入学习基因工程，今天我们来学习DNA重组技术的基本工具。
我们来看本节课的学习目标。
（多媒体展示学习目标，强调重难点）（三）合作探究、精讲点拨。
《基因工程》教学设计
《基因工程》教学设计教学目标：1.了解基因工程的定义、原理和应用领域；2.掌握基因工程的基本操作和实验技术；3.培养学生的实验操作能力和科学思维能力；4.培养学生的团队合作能力和创新意识。
教学重点和难点：重点：基因工程的原理和基本操作；难点：基因工程实验的实际操作和结果分析。
教学方法和手段：方法：讲授、讨论、实验、课件展示等；手段：实验材料准备、实验操作演示、实验数据分析等。
教学内容和进度安排：第一课：基因工程概述（1节课）1.介绍基因工程的定义、研究内容和应用领域；2.分析基因工程对人类社会的影响和意义。
第二课：基因工程技术原理（2节课）1.讲解DNA复制、RNA转录和蛋白质翻译等基本概念；2.介绍基因工程技术的原理和流程。
第三课：限制性内切酶和DNA连接酶（2节课）1.介绍限制性内切酶的作用原理和分类；2.讲解DNA连接酶的作用原理和应用。
第四课：基因克隆技术（2节课）1.介绍基因克隆的原理和方法；2.分析基因克隆在生物医药研究中的应用。
第五课：DNA测序技术（2节课）1.讲解DNA测序技术的原理和发展历程；2.介绍常见的DNA测序方法和分析数据的方法。
第七课：基因工程实验设计（2节课）1.讲解基因工程实验的设计原则和思路；2.分析实验设计中可能遇到的问题和解决方法。
第八课：基因工程实验操作（4节课）1.分组学生进行基因工程实验操作；2.指导学生进行PCR、凝胶电泳等基本实验操作。
第九课：基因工程实验结果分析（2节课）1.指导学生分析PCR结果和凝胶电泳结果；2.引导学生讨论实验结果的意义和可能的原因。
第十课：基因工程的道德与安全（1节课）1.讲解基因工程研究中的道德和安全问题；2.引导学生进行相关讨论和思考。
教学评价方法：1.实验记录和报告评价学生的实验操作能力和实验结果分析能力；2.讨论和小组报告评价学生的团队合作能力和表达能力；3.考试或问卷评价学生的基本概念掌握情况。
教学资源：1.教科书《基因工程导论》；2. PowerPoint课件；3.实验室仪器和试剂。
人教版生物选修三《现代生物科技专题》《基因工程的应用》(第1课时)教案
基因工程的应用一、教材分析本节内容旨在通过学习，了解基因工程在农业、医疗、环境保护等方面的广泛应用及其发展前景，以拓展学生的科技视野，增强学生的学习兴趣。
这节课若只作为成果学习，就显得枯燥乏味。
因此在教学过程中要注重学生培养收集处理信息的能力；对学生感兴趣的乳腺生物反应器等知识做合适拓展和训练。
本节包括基因工程在植物、动物、微生物中的应用，以及基因工程在基因治疗、基因诊断等方面的内容。
作为对转基因技术相关知识的普及，教师要收集大量资料，结合必修内容拓展基因工程在环境监测、污染治理方面的应用。
本节参考课时为两课时，本讲为第一课时。
二、教学目标知识与能力目标(1)通过阅读文本、资料分析，能够举例说出基因工程在植物和动物育种中的成果。
(2)通过教师讲解、小组讨论，能够列举各转基因生物的目的基因。
(3)通过师生互动，会画建立乳腺生物反应器的流程。
学科素养（1）基础知识（基因工程在植物和动物育种中的成果；各转基因生物的目的基因；建立乳腺生物反应器的流程）；（2）基本技能（通过对基本概念、基本原理、方法步骤的正确理解和掌握，逐步形成比较、判断、推理、分析、综合等思维能力，具备能收集和处理文中信息的能力）；（3）基本思想（关注基因工程的进展；认同基因工程的应用促进了生产力的发展）；（4）基本活动经验（通过学习基因工程在植物和动物育种中的成果，使学生认识到科学研究与实际生活的联系）。
三、重点难点教学重点基因工程在植物和动物中的应用。
教学难点乳腺生物反应器的建立。
四、教学设计思路(1)任务驱动学习。
设计学习任务卡，使学生有目的的学习，提高其在无限时间内获取信息的能力。
(2)设置问题串，使学生在复习、总结中逐步化解难点。
五、教学过程活动1【导入】课堂导入由生活中多见的转基因大豆油，可见转基因食品已悄然爬上我们的餐桌。
从寻找更多转基因食品引入基因工程的应用第一课时基因工程在动植物中的应用，展示学习目标。
根据基因工程的实质：对生物进行定向基因重组，以满足人类生产、生活的需要，实际上就实现了育种的目的。
基因工程教案
基因工程教案一、引言基因工程是一门前沿的生物学技术，通过对生物体内基因的修改和重组，可以创造出具有特定功能的生物体或改良现有生物体的特征。
本教案旨在向学生介绍基因工程的基本概念、原理、应用以及伦理问题。
二、教学目标1. 理解基因工程的定义及其在现代科学领域的重要性；2. 掌握基因工程的基本原理和常用技术；3. 了解基因工程在农业、医学和环境保护等领域的应用；4. 引导学生对基因工程的伦理道德问题进行思考和讨论。
三、教学内容1. 基因工程的定义和发展历程（1）基因工程的概念和定义（2）基因工程的发展历程和里程碑事件2. 基因工程的基本原理和技术（1）DNA的克隆和测序技术（2）限制性酶和DNA连接酶的应用（3）PCR技术和基因扩增（4）DNA测序和基因组编辑技术3. 基因工程在农业领域的应用（1）转基因作物的育种和应用（2）抗病虫害、耐逆性和提高产量的转基因植物（3）转基因动物的培育和应用4. 基因工程在医学领域的应用（1）基因治疗和基因药物的研发（2）基因诊断和个性化医疗（3）细胞治疗和组织工程学5. 基因工程的伦理道德问题（1）基因改造是否涉及人类干预自然？（2）转基因食品是否安全？（3）基因修改是否会引发社会伦理问题？四、教学方法1. 导入法：通过提问或观察引发学生对基因工程的兴趣。
2. 讲授法：通过讲解基本概念、原理和技术，向学生传授相关知识。
3. 实验法：安排基因工程实验或模拟实验，激发学生的实践兴趣和动手能力。
4. 讨论法：组织学生讨论基因工程的伦理道德问题，培养学生思辨和批判的能力。
五、教学资源1. 课本：提供基因工程的基本概念、原理和实验步骤。
2. 实验器材和材料：如凝胶电泳仪、PCR仪、DNA提取试剂等。
3. 多媒体教具：投影仪、幻灯片或视频等辅助工具。
六、教学评价1. 课堂表现：学生的积极参与和回答问题的能力。
2. 实验报告：学生对实验过程和结果的理解和总结能力。
3. 课堂讨论：学生的思考深度和批判性思维能力。
2022生物第1讲基因工程教案3
第1讲基因工程［考纲要求］1。
基因工程的诞生（Ⅰ）。
2.基因工程的原理及技术(含PCR技术)(Ⅱ)。
3.基因工程的应用（Ⅱ）。
4.蛋白质工程（Ⅰ)。
5。
实验:DNA的粗提取和鉴定.考点一基因工程的基本工具1．基因工程的概念(1)供体：提供目的基因的生物。
(2)操作环境：体外。
（3)操作水平：分子水平.（4)原理：基因重组。
(5）受体：表达目的基因。
（6）本质:性状在受体体内的表达。
(7）优点:克服远缘杂交不亲和的障碍，定向改造生物的遗传性状。
2．DNA重组技术的基本工具(1)限制性核酸内切酶(简称:限制酶）①来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。
②作用：识别特定的核苷酸序列并切开特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。
③结果：产生黏性末端或平末端。
(2)DNA连接酶①作用：将限制酶切割下来的DNA片段拼接成DNA分子。
②类型:常用类型E·coli DNA连接酶T4DNA连接酶来源大肠杆菌T4噬菌体功能只缝合黏性末端缝合黏性末端和平末端结果恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键③DNA连接酶和限制酶的关系:(3）载体①种类:质粒、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等。
②质粒的特点错误!1．判断正误：(1）限制酶只能用于切割目的基因(×)(2）切割质粒的限制性核酸内切酶均能特异性地识别6个核苷酸序列(×)（3)DNA连接酶能将两碱基间通过氢键连接起来(×）（4)E·coli DNA连接酶既可连接平末端，又可连接黏性末端（×）（5）载体质粒通常采用抗生素合成基因作为筛选标记基因（×）（6）每个重组质粒至少含一个限制酶识别位点(√)(7)限制性核酸内切酶、DNA连接酶和质粒是基因工程中常用的三种工具酶（×)(8）质粒是小型环状DNA分子，是基因工程常用的载体（√）（9)载体的作用是携带目的基因导入受体细胞中,使之稳定存在并表达（√）(10)外源DNA必须位于重组质粒的启动子和终止子之间才能进行复制（×)2．限制性核酸内切酶MunⅠ和限制性核酸内切酶Eco RⅠ的识别序列及切割位点分别是错误!和错误!。
《基因工程》word教案 (公开课获奖)2022年济南版 (3)
《基因工程》一、教材分析《基因工程》是济南版生物学八年级下册第七单元生物技术第二章现代生物技术的第一节内容，基因工程是现代生物技术的核心部分，是现代生物科技中的热点，是在分析水平上利用“基因蕴含的遗传信息可以在不同生物之间进行表达”的原理进行的“转基因技术”。
二、学情分析学生在八年级上册已经学过“基因”的相关知识，另外，大部分学生通过网络、影视作品、新闻报道等接触过基因工程的一些知识，这些隐性课程资源有助于激发学生的学习兴趣及后续学习。
但是，学生头脑中的这些“前概念”往往并不完整科学，比如，多数学生往往认为一种生物的基因可以直接转移到另一种生物体内，他们不知道基因工程的操作过程，更不了解基因工程的系统性和复杂性，其技术要求高，过程复杂，又是一个有机的整体，远离学生的生活经验，加上知识的呈现比较抽象，很难体验知识发生的过程，这对学生获取知识、整理知识及空间想象能力提出了很高的要求。
三、教学策略本堂课采用多媒体授课，原创ps图片分层次串联，诱导展示出转基因的原理及流程，在极尽化繁为简的基础上，通过谈话式课堂引导推进，引领学生步步深入分子生物学微观领域，运用初中有限生物知识资源，师生间不断的思维碰撞，触碰生物科学的前沿腹地，高屋建瓴，通俗易懂，理性科技，震撼心灵。
四、教学目标1．知识目标（1）了解基因工程的概念。
（2）理解并掌握基因操作的工具和基本步骤（重点、难点）。
2．能力方面（1）能利用现有资料和信息解决课内学习中的问题，进而培养学生自主学习能力，为终身学习、后续学习打下坚实的基础。
3．情感态度和价值观（1）通过学习基因操作的工具和基本步骤，形成结构与功能相统一的基本观点。
（2）通过学习了解基因工程的发展现状和前景，能够辩证的认识生物科学技术及发展。
五、教学流程1、导入：以一种特殊生物“蜘蛛羊”导入，分析它的特性和用途，激起学生的学习兴趣，引出课题及解决办法，同时展示明确一下本节课的学习目标。
2、问题分析：分析蛛丝产生的原因和羊的关系，从而建立转基因的目的认识，明确其核心技术正是对基因的转移操作，同时明确它的技术难度是太微观，属于分子水平的遗传操作，可进行类比：就像书的搬运是一样的，道理相同，但操作难度不同，既有宏观认识，又能引起思考。
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第1讲基因工程1.基因工程的诞生(Ⅰ）2.基因工程的原理及技术（含PCR技术）(Ⅱ）3。
基因工程的应用(Ⅱ）4.蛋白质工程（Ⅰ）1。
基因的结构与功能（生命观念)2。
基因工程的操作流程图及蛋白质的流程图等(科学思维）3。
基因工程的应用和蛋白质工程(科学探究）4.正确看待转基因生物与环境安全问题（社会责任）考点一基因工程的基本工具及基本程序1．基因工程的概念（1)概念：按照人们的愿望，进行严格的设计，并通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。
(2)优点①与杂交育种相比：克服了远缘杂交不亲和的障碍。
②与诱变育种相比：定向改造生物的遗传性状。
2．基因工程的基本工具（1）限制性核酸内切酶(简称限制酶）。
①来源：主要来自原核生物。
②特点：具有专一性，表现在两个方面：识别——双链DNA分子的某种特定核苷酸序列.切割-—特定核苷酸序列中的特定位点。
③作用：断裂特定的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。
④作用结果错误!—错误!（2）DNA连接酶(3)载体①种类：质粒、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等。
②质粒的特点错误!③运载体的作用：携带外源DNA片段进入受体细胞。
3．基因工程的基本操作程序（1)目的基因的获取①从基因文库中获取②人工合成错误!③利用PCR技术扩增（2）基因表达载体的构建—-基因工程的核心①目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代,同时使目的基因能够表达和发挥作用。
②基因表达载体的组成(3）将目的基因导入受体细胞①转化含义：目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内遗传和表达的过程.②转化方法生物类型植物动物微生物受体细胞体细胞受精卵大肠杆菌或酵母菌等(4)目的基因的检测与鉴定4。
PCR技术(1)原理：DNA复制。
（2)前提：已知目的基因的一段核苷酸序列，以便根据这一序列合成引物。
（3）条件：DNA模板、引物、热稳定DNA聚合酶和4种脱氧核苷酸.（4)扩增过程变性温度上升到90～95 ℃左右，双链DNA解链为单链复性温度下降到55～60 ℃左右，两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合延伸温度上升到70～75 ℃左右，Taq 酶从引物起始合成互补链,可使新链由5′端向3′端延伸（5）结果：上述三步反应完成后,一个DNA分子就变成了两个DNA分子,随着重复次数的增多，DNA分子就以2n的形式增加.PCR的反应过程都是在PCR扩增仪中完成的。
1．限制酶的选择方法图甲图乙根据目的基因两端的限制酶切点确定限制酶的种类。
(1）应选择切点位于目的基因两端的限制酶，如图甲可选择PstⅠ。
(2)不能选择切点位于目的基因内部的限制酶，如图甲不能选择SmaⅠ.(3)为避免目的基因和质粒的自身环化和随意连接，也可使用不同的限制酶切割目的基因和质粒，如图甲也可选择用PstⅠ和Eco RⅠ两种限制酶（但要确保质粒上也有这两种酶的切点).2．基因表达载体中启动子、终止子的来源(1)如果目的基因是从自然界中已有的物种中分离出来的，目的基因中已含有启动子、终止子,在构建基因表达载体时,不需要在质粒上接上特定的启动子、终止子。
（2）如果目的基因是通过人工方法合成的,或通过cDNA文库获得的，则目的基因是不含启动子和终止子的。
因此，在构建基因表达载体时，需要在与质粒结合之前,在目的基因的前后端接上特定的启动子、终止子。
3．受体细胞的选择受体细胞常用植物受精卵或体细胞(经组织培养）、动物受精卵（一般不用体细胞）、微生物（大肠杆菌、酵母菌)等。
要合成糖蛋白、有生物活性的胰岛素则必须用真核生物酵母菌(需内质网、高尔基体的加工、分泌)；一般不用支原体，原因是它营寄生生活；一定不能用哺乳动物成熟的红细胞，原因是它无细胞核,也没有核糖体等细胞器，不能合成蛋白质。
1．用基因工程生产乙肝疫苗时,若选用细菌为受体细胞，则不能得到引起免疫反应的基因表达产物,分析其原因。
提示：大肠杆菌为原核生物，没有真核生物所具有的内质网、高尔基体等结构,无法对核糖体合成的肽链进行加工.2．用箭头及简要的文字简述基因组文库和部分基因文库构建过程。
提示：基因组文库的构建过程：某种生物全部DNA错误!许多DNA片段错误!受体菌群体。
部分基因文库的构建过程:某种生物发育的某个时期的mRNA错误!cDNA错误!受体菌群体。
3．现有一长度为1 000碱基对(bp)的DNA分子，用限制酶Eco RⅠ酶切后得到的DNA分子仍是1 000 bp；用KpnⅠ单独酶切，得到400 bp和600 bp两种长度的DNA分子片段；用Eco RⅠ、KpnⅠ同时酶切后得到200 bp和600 bp两种长度的DNA分子片段。
尝试绘出该DNA分子的酶切图谱.提示:考查基因工程的工具1．图(a）中的三个DNA片段上依次表示出了Eco RⅠ、Bam HⅠ和Sau3AⅠ三种限制性内切酶的识别序列与切割位点，图(b)为某种表达载体的示意图(载体上的Eco RⅠ、Sau3AⅠ的切点是唯一的）。
图(a)图（b）根据基因工程的有关知识，回答下列问题：(1)经Bam HⅠ酶切后得到的目的基因可以与上述表达载体被________酶切后的产物连接,理由是________________________ ____________________________________________________ ____________.(2)若某人利用图（b)所示的表达载体获得了甲、乙、丙三种含有目的基因的重组子，如图（c)所示。
这三种重组子中，不能在宿主细胞中表达目的基因产物的有________，不能表达的原因是____________________________________________________________ ____________.甲乙丙图(c)（3)DNA连接酶是将两个DNA片段连接起来的酶，常见的有________和________________,其中既能连接黏性末端又能连接平末端的是________。
[解析］(1)由题图可知，Bam H Ⅰ和Sau3AⅠ两种限制性内切酶的共同识别序列是，二者切割可以形成相同的黏性末端，因此经Bam HⅠ酶切得到的目的基因可以与图(b)所示表达载体被Sau3AⅠ酶切后的产物连接。
(2）在基因表达载体中，启动子应位于目的基因的首端,终止子应位于目的基因的尾端，这样基因才能顺利地转录，再完成翻译过程，即顺利表达。
图中甲所示的目的基因插入在启动子的上游，丙所示目的基因插入在终止子的下游，二者的目的基因均不能被转录，因此目的基因不能表达。
(3)常见的DNA连接酶有E·coli DNA连接酶和T4DNA连接酶,其中T4DNA连接酶既能连接黏性末端又能连接平末端。
［答案](1）Sau3AⅠ两种酶切割后产生的片段具有相同的黏性末端（2）甲和丙甲中目的基因插入在启动子的上游，丙中目的基因插入在终止子的下游，二者的目的基因均不能被转录(其他合理答案也可以)(3）E·coli DNA连接酶T4DNA连接酶T4DNA连接酶（其他合理答案即可）2．(2020·山东省高三二模）大肠杆菌β.半乳糖苷酶(Z酶）可催化底物（X-gal）水解产生蓝色物质。
在pUC18质粒中，lacZ′编码Z酶氨基端的一个片段（称为α。
肽），该质粒结构及限制酶识别位点如图甲所示.已知α.肽、缺失α.肽的Z酶片段单独存在时均无Z酶活性，共同存在时就会表现出Z酶活性.利用图乙中的DNA片段与pUC18质粒进行基因工程操作.甲乙(1）限制酶能催化双链DNA分子中____________(填化学键名称)的断裂。
本实验可使用限制酶________处理pUC18质粒和图乙中的DNA片段，再通过DNA连接酶连接，获得含目的基因的重组质粒。
(2)用重组质粒转化大肠杆菌，然后将大肠杆菌接种到含氨苄青霉素的固体培养基上进行培养，由于未发生转化的大肠杆菌没有该质粒，因而不具有________,在该培养基上不能生长。
从功能上划分，该培养基属于________培养基.（3）当上述培养基中含有X.gal时，生长出的菌落有蓝色和白色两种类型,其中含有重组质粒的大肠杆菌的菌落颜色为________，这是因为________________________________________。
为保证能通过菌落颜色辨别出含有重组质粒的大肠杆菌，本实验作为受体细胞的大肠杆菌中Z酶基因应满足的条件是_____________________。
[解析］（1)限制酶能催化双链DNA分子中磷酸二酯键的断裂，将DNA降解。
从图中可知，酶Hin dIII可破坏目的基因,而质粒和目的基因两侧都有酶SalⅠ识别位点，因此本实验可使用限制酶SalⅠ处理pUC18质粒和图乙中的DNA片段.（2）重组质粒上有氨苄青霉素抗性基因,由于未发生转化的大肠杆菌没有该质粒，因而不具有氨苄青霉素抗性，在含氨苄青霉素培养基上不能生长.从功能上划分,该培养基属于选择培养基，选择了含重组质粒的大肠杆菌。
(3)从图中可知，重组质粒是用酶SalⅠ分别处理过的质粒和目的基因片段形成的，重组质粒的lacZ′基因被破坏，不能合成β.半乳糖苷酶（Z酶)，不能催化底物(X.gal)水解产生蓝色物质,故呈菌落白色。
已知α.肽、缺失α肽的Z酶片段单独存在时均无Z酶活性，共同存在时就会表现出Z酶活性，为保证能通过菌落颜色辨别出含有重组质粒的大肠杆菌，本实验作为受体细胞的大肠杆菌中Z酶基因应满足的条件是编码α.肽的DNA序列缺失，其他序列正常.[答案］(1）磷酸二酯键SalⅠ（2）氨苄青霉素抗性选择(3）白色目的基因与质粒连接后使lac Z′被破坏，不能合成α.肽编码α。
肽的DNA序列缺失，其他序列正常基因工程的操作程序3．（2020·湖北省高三一模）新型肺炎的病原体——新冠病毒，结构如图所示（棘突、脂质膜、包膜成分都是含有蛋白质，它们分别是由病毒RNA的基因S、M、E的指导合成)。
根据相关知识回答下列问题：（1）新冠病毒侵染过程中，棘突首先与细胞膜上受体结合,可能作为病毒的疫苗。
如果利用基因工程研制新冠病毒疫苗，第一步是得到基因S，以用于后续操作，请简述获取S基因过程__________________________________。
基因工程的核心步骤是______________，完成该步骤所需要的酶有____________。
理论上，目的基因S应该导入________细胞中让其表达，以得到合适的产物。
（2)制备出来的“产品”必须具备________________________、________________________才能作为疫苗来使用。