有关高三生物基因工程的应用教学设计

　　生物指具有动能的生命体，也是一个物体的集合，而个体生物指的是生物体，与非生物相对。接下来是小编为大家整理的有关高三生物基因工程的应用教学设计，希望大家喜欢!

　　有关高三生物基因工程的应用教学设计一

　　一、教学目标：

　　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。

　　3、收集基因工程所取得的成果以及发展前景。

　　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、教学重难点：

　　1.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。

　　2.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、专家建议：

　　由于本课时的内容是基因工程的成果与发展前景，属于基因工程的实际应用问题，所以教材中的大量内容是基因工程发展近几年的成果，相对其他章节来讲该内容比较新颖和超前，而且该内容是一个动态的知识体系，其内容不断地更新、发展和变化。如果按照以往的教学手段，必然导致学生对知识的机械记忆，不利于开阔学生的思路、发展学生的思维和素质能力的提高。因此本课打破原有的教学模式，尝试利用网络环境进行信息化教学。这就需要教师和学生做充分的准备。

　　四、教学方法

　　以讲授法为主，以讨论、探究法为辅。

　　五、课时安排：

　　1课时

　　六、教学用具

　　教学课件

　　七、教学过程

　　教学内容 教师组织和引导 教学意图 导入

　　问题讨论 多媒体展示一组图片，能发光的水母、不能 发光的热带斑马鱼、超级小鼠超级鱼等图片，然后介绍，图片中这些生物的出现是基因“嫁接”的结果，提出问题，

　　1.为什么能把一种生物的基因“嫁接”到另一种生物上?

　　2.推测这种“嫁接”怎样能实现?

　　3.这种“嫁接”对品种的改良有什么意义?

　　我们今天就来学习这方面的知识，基因工程及其应用。

　　1973年美国科学家科恩创立了定向改造生物的新技术-----基因工程。

　　引导学生进行探究：从糖尿病治疗实例入手，共同研究基因工程及有关的技术。

　　组织学生讨论分析：治疗糖尿病的药物是什么?用什么方法获得胰岛素才能满足社会需要呢?

　　大多同学想到从动物胰脏中提取，这确实是获得胰岛素的一种方法。科学家运用这种方法提取胰岛素，结果每100Kg胰脏只能提取4--5g胰岛素，不仅需要消耗大量的动物肝脏，而且提取过程复杂，必然是产量低、价格昂贵，远远满足不了社会的需要。

　　还有没有其他更好的方法? 展示DNA双螺旋模型 学生各叙己见，教师归纳引出基因工程的方法。目前成 功的做 法是：把胰岛素基因从人的DNA分子上剪下，与大肠杆菌的DNA分子拼接成新的DNA，再把新的DNA导入大肠杆菌，用大肠杆菌来生产人的胰岛素!

　　问题探究：为什么想到用大肠杆菌来生产胰岛素呢?易培养，繁殖速度快。 假设模型 一.基因工程的原理

　　组织学生讨论分析：DNA分子的直径只有2.0nm，粗细只有头发丝的十万分之一，长度也是极其短小的，一般以μm为单位，如大肠杆菌的DNA长度为1.36μm.在如此微小的DNA分子上进行剪切和拼接，是一项非常精细的工作，这些工作的完成需要一些特殊的工具。

　　问题探究：

　　组织学生讨论分析：

　　用什么方法才能把胰岛素基因切下来呢?

　　有的同学想法很好，用酶。科学家把这样的酶叫

　　1、限制性核酸内切酶，形象的 比喻为“基因的剪刀”。

　　组织学生讨论分析：限制性核酸内切酶为什么能切割DNA，这与它的特点有关，限制性核酸内切酶的特点是什么?

　　得出：每种限制性核酸内切酶只能识别特定的核苷酸序列，并在其中特定的位点上切割DNA分子。

　　组织学生讨论分析：用限制性核酸内切酶切割DNA分子后，其切口处露出什么结构?

　　生：黏性末端。

　　师：用限制性核酸内切酶切割DNA分子后，露出几个黏性末端?

　　生：二个。

　　师：这两个黏性末端有什么特点?

　　生：其上的碱基可以互补配对。

　　师：黏性末端的出现对DNA的拼接有意义吗?为什么?

　　生：有意义，用同一种限制性核酸内切酶切割两种来源不同的DNA，可以得到互补配对的黏性末端，把两者的黏性末端连起来，就能把一个DNA中的基因剪下并拼接到另一个DNA分子上。

　　师：很好。

　　展示限制性核酸内切酶的作用

　　展示黏性末端的形成

　　展示拼接过程

　　5分钟

　　2.基 因针线：DNA连接酶

　　师：现在我们接着上面讨论，如何将胰岛素基因切下并与大肠杆菌的DNA拼接?

　　生：用同一种限制性核酸内切酶分别切割胰岛素基因和大肠杆菌DNA，可以得到互补配对的黏性末端，把两者的黏性末端连起来，就可以把胰岛素基因拼 接到大肠杆菌DNA分子上。

　　师：通过上述技术能将两个DNA完全拼接成一个新的DN A吗?

　　生：不能。

　　师：为什么?还需要怎么办?

　　生：还需要用DNA连接酶连接。

　　师：DNA连接酶的作用是什么?

　　生：把DNA这把“梯子”的扶手断口处连接起来。

　　3.基因的运输工具：载体

　　师：下面还要请大家思考：切下的人的胰岛素基因与大肠杆菌的什么结构相拼接才能顺 利导入大肠杆菌呢?

　　生：质粒。

　　师：质粒的作用、本质及对受体细胞的影响如何?

　　生：质粒的作用是 运输工具，质粒的本质是环状DNA，对细胞没有不良影响。

　　师：常用的载体有哪些?最常用的载体是什么?

　　有关高三生物基因工程的应用教学设计二

　　【教学目标】

　　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。

　　3、收集基因工程所取得的成果以及发展前景。

　　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。

　　5、关注转基因生物和转基因食品的安全性。

　　6、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。

　　【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。

　　【教学方法】

　　讨论法、 演示法、讲授法

　　【课时安排】

　　1课时

　　【教学过程】

　　一、导课

　　演示多媒体课件列举几种生物的不同性状，如下：(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)人的胰岛素细胞能分泌胰岛素调节血糖的浓度。

　　〖讲述〗以上几种生物各自有其特定的性状，这些性状都是基因特异性表达的结果，但是人类能不能改造基因呢?能不能使本身没有某个性状的生物具有某个特定性状呢?

　　二、基因工程的原理

　　1、提出问题组织学生讨论、交流看法。

　　(1)为什么能把一种生物的基因“嫁接”到另一种生物上?

　　(2)推测这种“嫁接”怎样才能实现?

　　(3)这种“嫁接”对品种的改良有什么意义?

　　【问1】杂交育种有哪些局限性?人类是否可以按照自己的意愿直接定向改变生物。

　　“你的想法很好，可是用什么样的方法才能实现你的设想呢?”

　　用类比的方法引导学生思考基因工程的大致步骤和所需要的工具：剪刀、针线、运载体等。并用问题启发学生：“你能想像这种剪刀加浆糊式的’嫁接工作在分子水平的操作，其难度会有多大吗?”

　　2、下面以EcoRI为例，构建重组DNA分子模型，体会基因的剪切、拼接、缝合的道理。

　　EcoRI是已发现的500多种限制性内切酶中的一种，它是一种从细菌中发现的能在特定位置上切割DNA分子的酶。它的特殊性在于，它在DNA分子内部“下剪刀”，专门识别DNA分子中含有的“GAATTC”这样的序列，一旦找到就从G和A之间剪断(参考教科书插图6-3)。

　　有关高三生物基因工程的应用教学设计三

　　一、基因工程原理

　　1、概念：就是按照人们的意愿，把一种生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。原理是基因重组。

　　操作环境：生物体外

　　操作对象：基因

　　操作水平：DNA分子水平

　　基本过程：剪切→拼接→导入→表达

　　结果：人类需要的基因产物

　　2、基因的“剪刀”——限制性内切酶

　　(1)识别特定核苷酸序列，切割特定DNA切点，具特异性。并裂解磷酸二酯键。

　　(2)例：大肠杆菌的一种限制酶(EcoRⅠ)能识别

　　GAATTC序列，并在G和A之间切开。

　　(3)一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的切割点上将DNA分子切断。

　　3、基因的“针线”

　　——DNA连接酶

　　连接酶的作用：

　　将互补配对的两个黏性末端连接起来，使之成为一个完整的DNA分子。

　　连接的部位：

　　生成3′- 5′磷酸二酯键

　　DNA连接酶的作用过程：

　　4、基因的运载体——质粒或病毒

　　作用：将外源基因送入受体细胞。

　　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。

　　5、基因工程的操作步骤

　　(1)提取目的基因 (2)目的基因与运载体结合

　　(3)目的基因导入受体细胞 (4)目的基因的表达和检测

　　6、有关基因工程的相关提醒

　　(1)限制酶在第一步和第二步操作中都用到，且要求是同一种酶，目的是产生相同的黏性末端;第二步中两种工具酶都用到。

　　(2)质粒是最常用的运载体，不要把质粒和运载体等同，除此之外，噬菌体和动植物病毒也可作为运载体。运载体的化学本质为DNA，其基本单位为脱氧核苷酸。

　　(3)目的基因表达的标志：通过翻译合成相应的蛋白质。

　　(4)通过基因工程培育的抗虫棉，只能抗虫，不能抗病毒、细菌。

　　7、DNA连接酶和DNA聚合酶

　　(1)DNA连接酶：在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键。

　　(2)DNA聚合酶：可将单个的脱氧核苷酸加到已有的脱氧核苷酸序列上，形成磷酸二酯键。

　　(3)相同点：这两种酶都是蛋白质，可以形成两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键。

　　二、基因工程的应用：

　　1、基因工程与作物育种

　　2、基因工程与药物研制：

　　三、转基因生物和转基因食品的安全性：

　　1、基因工程与医药卫生

　　微生物生长迅速，容易控制，适于大规模工业化生产。若将生物合成相应药物成分的基因导入微生物细胞内，让它们产生相应的药物，不但能解决产量问题，还能大大降低生产成本。

有关高三生物基因工程的应用教学设计相关文章：

★ 基因工程的名词解释|未来前景|生物应用