基因工程及其应用教案.doc

《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
一、基因工程的原理
基因工程的别名
操作对象
操作水平
原理
操作环境
结果（目的）
基因拼接技术或DNA重组技术
基因
DNA分子水平
基因重组
生物体外
定向地改造生物的遗传性状
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