人教版高中生物必修二第六章第2节《基因工程及其应用》 教案.docx

1、第2节 基因工程及其应用一、教学目标知识目标（1）简述基因工程的基本原理。（2）举例说出基因工程在农业、医药等领域的应用。情感态度与价值观（1）关注转基因生物和转基因食品的安全性。（2）进行角色扮演，使学生体验参与社会问题的讨论和决策的方法。（3）通过学习了解我国基因工程的发展前景及成果，激发学生对于生物知识的兴趣，开阔学生的思路，养成学生的爱国主义热情，树立在学习上努力刻苦的决心。能力目标（1）利用课本以外的资料和信息解决课内学习中发现的问题，培养自主学习能力。（2）通过制作模型的活动来模拟基因工程的操作过程，使学生在理解步骤的同时，切身体会基因工程的主要过程。（3）收集基因工程所取得的成果

2、以及发展前景。（4）通过对书中插图、照片等的观察，学会科学的观察方法，培养学生收集和处理科学信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力。二、教学重点和难点教学重点：(1) 基因工程的基本原理。(2) 基因工程的安全性问题。教学难点：(1)基因工程的基本原理。(2)转基因生物与转基因食品的安全性。三、教学方法：讨论法、演示法、讲授法四、教学课时：2五、教学过程第1课时【课题导入】说说杂交育种和诱变育种的特点。学生发现传统育种的方法一般只能在同种生物中进行，很难将一种生物的优良性状，移植到另一种生物身上。【目标引领】1、简述基因工程的概念和原理 2、了解基因工程的基本工具【独立自学】阅读教

3、材 P102-103，解决以下问题： 1.什么叫基因工程?2.基因工程是在什么水平上操作的？ 3.基因工程的原理？ 4.基因工程最基本的工具是什么? 【引导探究】1.基因的”剪刀” 名称：限制性核酸内切酶 (限制酶)名称的由来：在生物体内有一类酶，它们能将外来的DNA切断，即能够限制异源DNA的侵入并使之失去活力，但对自身的DNA却无损害。这种酶是从DNA分子内部切断DNA的，因此，这种酶称做限制性核酸内切酶。 来源:主要存在于微生物种类:已发现500多种特点:专一性即能识别特定的核苷酸序列，并能在特定位点上切割DNA 作用于: 磷酸二酯键【介绍】限制性核酸内切酶通常能识别46个碱基长度的特定

4、DNA序列，并能以特定的模式剪切DNA链。一般来说，被识别的DNA序列是回文序列。这种序列的特点是，当从左右两端分别阅读这段双链DNA的碱基序列时，双链上的碱基序列是相同的。 按照切割的方式，限制性核酸内切酶可以分为错位切和平切两种，它们分别产生黏性末端和平末端。学生活动：练习使用EcoRI 剪切目的基因思考：被同一种限制酶切断的几个DNA是否具有相同的黏性末端？不同的限制酶呢？ 2.基因的针线DNA连接酶 作用的对象：两个具有相同黏性末端的DNA片段。 （2）作用位置：脱氧核糖与磷酸间的缺口 （磷酸二酯键）。 （3）作用结果：形成磷酸二酯键，形成重组DNA。3.基因的运输工具运载体 质疑：目

5、的基因(如人胰岛素基因)怎样才能导入受体细胞(如大肠杆菌细胞)？ 引出运载体常用的运载体：1）质粒（细菌和酵母菌） 2）噬菌体 3）动植物病毒运载体的作用：将外源目的基因送入受体细胞，并在受体细胞内使目的基因进行大量复制 思考：运载体应该具有什么特点呢? 1. 能够在宿主细胞内复制并稳定保存并大量复制； 2.具有多个限制酶切点以便与外源基因相连； 3.具有标记基因， 便于进行筛选 【介绍】质粒的结构与特点： 其中质粒存在于许多细菌和酵母菌等生物中,是一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核DNA之外，并具有自我复制能力的双链环状DNA分子；质粒DNA分子上有一个至多个限制酶切割位点，供外源DNA片

6、段插入其中；携带外源DNA片段的质粒进入受体细胞后，停留在细胞中进行自我复制，或整合到受体细胞染色体DNA上，随其进行同步复制，质粒DNA分子上有特殊的标记基因，供重组DNA鉴定和选择。学生活动：运用基因工程的概念和介绍的工具用文字描述其培育黄金大米的的简要过程【目标升华】细菌和人是差异非常大的两种生物, 通过基因重组后,细菌能够合成人体的胰岛素，这说明了什么？1.所有生物的DNA都是以4种脱氧核苷酸为基本组成单位，构成独特的双螺旋结构，这为不同种生物DNA的成功拼接提供了物质基础。 2.所有生物共用一套遗传密码子，为某种生物的基因能够在其他生物细胞内指导蛋白质的合成提供了可能。【当堂诊学】基

7、础题和提高题【强化补清】完成优化探究相应练习第2课时【课题导入】展示含有目的基因重组质粒的形成过程回忆基因工程操作的工具：基因的“剪刀”、基因的“针线”、基因的运载体【目标引领】1.了解基因工程的基本操作步骤。 2.举例说出基因工程在农业、医药等领域的应用。 3.结合社会实际，关注转基因生物和转基因食品的安全性。 【独立自学】结合课本的图示模拟一下黄金大米的培育过程！(即让学生理解基因工程操作的基本步骤)【引导探究】基因工程基本操作步骤1、获取目的基因的方法有哪些？2、目的基因和运载体结合的时候应注意什么？会出现几种结果3、基因工程的核心是基因表达载体的构建，你知道基因表达载体的组成吗？一个基

8、因表达载体的组成，除了目的基因外，还必须有启动子、终止子、标记基因等。 目的基因：外源DNA分子的有效片段。 启动子：一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的首端，它是RNA聚合酶识别和结合的部位，有了它才能驱动基因转录产生mRNA,最终翻译获得所需的蛋白质。 终止子：位于基因的尾端，也是一段有特殊结构的DNA短片段，是转录在所需要的地方停下来。 标记基因的作用：鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来，如抗生素抗性基因就可以作为标记基因。 4、将目的基因导入受体细胞时，常用的受体细胞有哪些？主要是借鉴细菌或病毒侵染细胞的途径。常用微生物作受体细胞的原因：微生物增殖快、代

9、谢快、目的产物多5、目的基因检测的原因、目的和依据？6、目的基因的表达检测原因、目的、依据？【独立自学】阅读教材 P104，解决以下问题：1.基因工程在农业上的应用主要表现在哪些方面?2.基因工程在养殖业中的应用？3.基因工程在医药卫生、食品工业和环保中的应用？(1)基因工程在农业上的应用获得高产、稳产和具有优良品质的农作物和具有抗逆性的作物新品种。(2)基因工程在畜牧业上的应用【介绍】动物乳腺生物反应器 （3）基因工程在药物研制的应用（4）基因工程在环境保护中的应用【思考】转基因食品的安全性安全观点： 1、转基因食品与非转基因食品的构成是一样的； 2、减少农药使用、减少环境污染； 3、节省生

10、产成本，降低粮食售价； 4、增加食品营养、提高食品产量等。反对派的观点 一英国科学家声称，转基因马铃薯会减弱老鼠免疫系统功能； 美国康乃尔大学也发现，转基因玉米会危害蝴蝶幼虫及其相关生态环境。 不安全观点： 1、可能产生抗除草剂的超级杂草； 2、可能使疾病的散播跨越物种障碍； 3、可能损害农作物的生物多样性； 4、认为创造新物种，可能干扰生态系统的稳定性； 5、可能产生新毒素和新过敏源。【目标升华】“转基因食品，要不要贴标签?”【当堂诊学】基础题和提高题【强化补清】完成优化探究相应练习小结及板书1、基因工程的概念：基因工程又叫基因拼接技术或DNA重组技术。通俗地说，就是按照人们地意愿，把一种生

11、物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。2、基因操作的工具：基因的剪刀限制性内切酶。分布：主要在微生物中。 作用特点：特异性，即识别特定核苷酸序列，切割特定切点。 结果：产生黏性未端（碱基互补配对）。 基因的针线DNA连接酶。 连接的部位：磷酸二酯键（梯子的扶手），不是氢键（梯子的踏板）。 结果：两个相同的黏性未端的连接。 基因的运输工具运载体。作用：将外源基因送入受体细胞。具备的条件：能在宿主细胞内复制并稳定地保存；具有多个限制酶切点；具有某些标记基因。种类：质粒、噬菌体和动植物病毒。质粒的特点：质粒是基因工程中最常用的运载体，是细胞染色体外能自主复制的小型环状DNA分子。3、基因操作的基本步骤。（1）提取目的基因目的基因的提取途径：两条，一条是从供体细胞的DNA中直接分离基因；另一种是人工合成基因。（2）目的基因与运载体结合（以质粒为运载体）。目的基因与运载体结合的结果可能有三种情况：目的基因与目的基因结合，质粒与质粒结合，目的基因与质粒结合。（3）将目的基因导入受体细胞。导入方法：借鉴细菌或病毒侵染细胞的途径。导入过程：运载体为质粒，受体细胞为细菌。（4）目的基因的检测和表达检测：通过检测标记基因的有无，来判断目的基因是否导入。表达：通过特定性状的产生与否来确定目的基因是否表达。