基因工程及其应用教案

《基因工程及其应用》教案

【教学目标】

知识目标

掌握基因工程的概念、原理；基因操作的工具及其操作过程。

能力目标

培养学生分析、推理、归纳、总结的能力。

德育目标

培养学生实事求是的科学态度从现象到本质的科学的研究方法.

【教学重点】

基因工程的基本原理，基因操作的工具，基本步骤及其应用。

【教学难点】

基因工程的基本原理，基因工程的应用及其安全性。

【课时安排】1课时

【教学过程】

一、情境创设

提问：各种生物间的性状千差万别这是为什么呢?

引导：生物体的不同性状是通过基因特异性表达而形成的。

列举：几种生物的不同性状：够吐出丝；豆科植物的根瘤菌能够固定空气中的氮气；

青霉菌能产生对人类有用的抗生素——青霉素。

提问：人类能不能改造性状？能不能使本身没有某个性状的生物具有某个特定性状呢？

引导：让禾本科植物能够固定空气中的氮气；能否让细菌“吐出”蚕丝；让微生物生产出人的胰岛素、干扰素等珍贵的药物。（这种设想能实现吗？）定向改造生物的

新技术——基因工程。

二、师生互动

（1）基因工程的原理

指导学生阅读教材P102页第二段，通过提问的方式指导学生找出概念中的关键词语，并让学生理解基因工程概念，引导学生独立完成。最后归纳列表，便于学生的记忆。

概念：在生物体外，通过对DNA分子进行人工“剪切”和“拼接”，对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入受体细胞进行无性繁殖，使重组基因在受体细胞

内表达，产生出所需要的基因产物。

（2）基因操作的工具

利用多媒体课件演示抗虫棉培育过程示意图，同时提出讨论问题，进行分组讨论，最后交流讨论结果，教师进行归纳总结。

思考：在以上的基因工程培育的过程中，关键步骤或难点是什么？

引导：关键步骤的完成过程中都要用到基因操作工具，并使学生形象地记忆“工具”的作用。A基因的剪刀——限制性内切酶（简称限制酶）。

通过演示多媒体动画，将限制酶的作用过程进行动态演示，使学生理解抽象的知识内容。

①存在：主要是存在于微生物细胞中。②特性：一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的切点切割DNA分子。③作用结果：得到具有黏性末端或平末端的DNA 片段，如大肠杆菌中的EcoR I，能够专一识别GAATTC的序列，并在G和A之间将这段序列切开。

B基因的针线——DNA连接酶

从DNA的结构入手，利用多媒体动画演示连接酶的连接部位，利用形象的比喻使学生更容易接受和理解。DNA连接酶的作用是在DNA分子的连接过程中，黏合脱氧核糖和磷酸之间的缺口，即将由同一种限制酶切割后的黏性末端（碱基互补）的脱氧核糖和磷酸连接起来。C基困的运输工具——运载体

对于运载体的教学，应使学生形象地理解运载体的作用、种类及其所具备的条件。

目前常用的运载体有质粒、噬菌体、动植物病毒等。其中，质粒存在于细菌及酵母菌等生物中，是拟核或细胞核外能够自我复制的很小的环状DNA分子。

学习完这些操作工具后，再来看看现有的基因工程的成果，大家一起思考下这些工具到底怎样操作才能完成基因工程的过程呢？

归纳：请学生写出基因工程操作的基本步骤和操作过程。

总结：基本步骤：剪切→拼接→导入→表达

操作过程：提取目的基因→目的基因与运载体结合→目的基因导入受体→目的基因检测与鉴定

(3)基因工程的应用。

①基因工程与作物育种

作物育种：人们利用基因工程的方法获得了转基因抗虫棉，耐贮存的番茄，耐盐碱的棉花，抗除草剂的玉米、油菜、大豆等。抗虫基因作物的使用，不仅减少了农药的用量，大大降低了生产成本，而且还减少了农药对环境的污染。

②基因工程与药物研制

利用基因工程生产的药物有胰岛素、干扰素、白细胞介素、溶血栓剂、凝血因子，以及预防乙肝、霍乱、伤寒、疟疾的疫苗等。基因工程生产药品的优点是效率高、成本低、品质好。

③转基因生物和转基因食品的安全性

转基因生物和转基因食品的优点：解决粮食短缺问题；减少农药使用，从而减少环境污染；节省生产成本，降低粮食售价；增加粮食营养，提高附加价值；增加食物种类，提升食物品质；促进生产效率，带动相关产业发展。

转基因生物和转基因食品的缺点：可能产生新毒素和新过敏原，可能产生抗除草剂的杂草，可能使疾病的散播跨越物种障碍，可能威胁其他生物的生存，可能干扰生态系统的稳定性。

三、板书设计

二、基因操作的工具

1基因的剪刀——限制性内切酶（简称限制酶）。

2基因的针线——DNA连接酶

3基困的运输工具——运载体

三、基因工程的应用

四、课堂总结及布置作业

复习基因工程操作的基本步骤和重要工具，完成课后习题