有關高三生物基因工程的應用教學設計

　　生物指具有動能的生命體，也是一個物體的集合，而個體生物指的是生物體，與非生物相對。接下來是小編為大家整理的有關高三生物基因工程的應用教學設計，希望大家喜歡!

　　有關高三生物基因工程的應用教學設計一

　　一、教學目標：

　　1、簡述基因工程的基本原理。

　　2、舉例說出基因工程在農業、醫藥等領域的應用。

　　3、收集基因工程所取得的成果以及發展前景。

　　4、通過對書中插圖、照片等的觀察，學會科學的觀察方法，培養學生收集和處理科學信息的能力、獲取新知識的能力、分析和解決問題的能力。

　　二、教學重難點：

　　1.教學重點：

　　(1)基因工程的基本原理。

　　(2)基因工程的安全性問題。

　　2.教學難點：

　　(1)基因工程的基本原理。

　　(2)轉基因生物與轉基因食品的安全性。

　　三、專家建議：

　　由于本課時的內容是基因工程的成果與發展前景，屬于基因工程的實際應用問題，所以教材中的大量內容是基因工程發展近幾年的成果，相對其他章節來講該內容比較新穎和超前，而且該內容是一個動態的知識體系，其內容不斷地更新、發展和變化。如果按照以往的教學手段，必然導致學生對知識的機械記憶，不利于開闊學生的思路、發展學生的思維和素質能力的提高。因此本課打破原有的教學模式，嘗試利用網絡環境進行信息化教學。這就需要教師和學生做充分的準備。

　　四、教學方法

　　以講授法為主，以討論、探究法為輔。

　　五、課時安排：

　　1課時

　　六、教學用具

　　教學課件

　　七、教學過程

　　教學內容 教師組織和引導 教學意圖 導入

　　問題討論 多媒體展示一組圖片，能發光的水母、不能 發光的熱帶斑馬魚、超級小鼠超級魚等圖片，然后介紹，圖片中這些生物的出現是基因“嫁接”的結果，提出問題，

　　1.為什么能把一種生物的基因“嫁接”到另一種生物上?

　　2.推測這種“嫁接”怎樣能實現?

　　3.這種“嫁接”對品種的改良有什么意義?

　　我們今天就來學習這方面的知識，基因工程及其應用。

　　1973年美國科學家科恩創立了定向改造生物的新技術-----基因工程。

　　引導學生進行探究：從糖尿病治療實例入手，共同研究基因工程及有關的技術。

　　組織學生討論分析：治療糖尿病的藥物是什么?用什么方法獲得胰島素才能滿足社會需要呢?

　　大多同學想到從動物胰臟中提取，這確實是獲得胰島素的一種方法。科學家運用這種方法提取胰島素，結果每100Kg胰臟只能提取4--5g胰島素，不僅需要消耗大量的動物肝臟，而且提取過程復雜，必然是產量低、價格昂貴，遠遠滿足不了社會的需要。

　　還有沒有其他更好的方法? 展示DNA雙螺旋模型 學生各敘己見，教師歸納引出基因工程的方法。目前成 功的做 法是：把胰島素基因從人的DNA分子上剪下，與大腸桿菌的DNA分子拼接成新的DNA，再把新的DNA導入大腸桿菌，用大腸桿菌來生產人的胰島素!

　　問題探究：為什么想到用大腸桿菌來生產胰島素呢?易培養，繁殖速度快。 假設模型 一.基因工程的原理

　　組織學生討論分析：DNA分子的直徑只有2.0nm，粗細只有頭發絲的十萬分之一，長度也是極其短小的，一般以μm為單位，如大腸桿菌的DNA長度為1.36μm.在如此微小的DNA分子上進行剪切和拼接，是一項非常精細的工作，這些工作的完成需要一些特殊的工具。

　　問題探究：

　　組織學生討論分析：

　　用什么方法才能把胰島素基因切下來呢?

　　有的同學想法很好，用酶。科學家把這樣的酶叫

　　1、限制性核酸內切酶，形象的 比喻為“基因的剪刀”。

　　組織學生討論分析：限制性核酸內切酶為什么能切割DNA，這與它的特點有關，限制性核酸內切酶的特點是什么?

　　得出：每種限制性核酸內切酶只能識別特定的核苷酸序列，并在其中特定的位點上切割DNA分子。

　　組織學生討論分析：用限制性核酸內切酶切割DNA分子后，其切口處露出什么結構?

　　生：黏性末端。

　　師：用限制性核酸內切酶切割DNA分子后，露出幾個黏性末端?

　　生：二個。

　　師：這兩個黏性末端有什么特點?

　　生：其上的堿基可以互補配對。

　　師：黏性末端的出現對DNA的拼接有意義嗎?為什么?

　　生：有意義，用同一種限制性核酸內切酶切割兩種來源不同的DNA，可以得到互補配對的黏性末端，把兩者的黏性末端連起來，就能把一個DNA中的基因剪下并拼接到另一個DNA分子上。

　　師：很好。

　　展示限制性核酸內切酶的作用

　　展示黏性末端的形成

　　展示拼接過程

　　5分鐘

　　2.基 因針線：DNA連接酶

　　師：現在我們接著上面討論，如何將胰島素基因切下并與大腸桿菌的DNA拼接?

　　生：用同一種限制性核酸內切酶分別切割胰島素基因和大腸桿菌DNA，可以得到互補配對的黏性末端，把兩者的黏性末端連起來，就可以把胰島素基因拼 接到大腸桿菌DNA分子上。

　　師：通過上述技術能將兩個DNA完全拼接成一個新的DN A嗎?

　　生：不能。

　　師：為什么?還需要怎么辦?

　　生：還需要用DNA連接酶連接。

　　師：DNA連接酶的作用是什么?

　　生：把DNA這把“梯子”的扶手斷口處連接起來。

　　3.基因的運輸工具：載體

　　師：下面還要請大家思考：切下的人的胰島素基因與大腸桿菌的什么結構相拼接才能順 利導入大腸桿菌呢?

　　生：質粒。

　　師：質粒的作用、本質及對受體細胞的影響如何?

　　生：質粒的作用是 運輸工具，質粒的本質是環狀DNA，對細胞沒有不良影響。

　　師：常用的載體有哪些?最常用的載體是什么?

　　有關高三生物基因工程的應用教學設計二

　　【教學目標】

　　1、簡述基因工程的基本原理。

　　2、舉例說出基因工程在農業、醫藥等領域的應用。

　　3、收集基因工程所取得的成果以及發展前景。

　　4、通過對書中插圖、照片等的觀察，學會科學的觀察方法，培養學生收集和處理科學信息的能力、獲取新知識的能力、分析和解決問題的能力。

　　5、關注轉基因生物和轉基因食品的安全性。

　　6、進行角色扮演，使學生體驗參與社會問題的討論和決策的方法。

　　【教學重點】

　　(1)基因工程的基本原理。

　　(2)基因工程的安全性問題。

　　【教學難點】

　　(1)基因工程的基本原理。

　　(2)轉基因生物與轉基因食品的安全性。

　　【教學方法】

　　討論法、 演示法、講授法

　　【課時安排】

　　1課時

　　【教學過程】

　　一、導課

　　演示多媒體課件列舉幾種生物的不同性狀，如下：(1)青霉菌能產生對人類有用的抗生素——青霉素。(2)豆科植物的根瘤菌能夠固定空氣中的氮氣。(3)人的胰島素細胞能分泌胰島素調節血糖的濃度。

　　〖講述〗以上幾種生物各自有其特定的性狀，這些性狀都是基因特異性表達的結果，但是人類能不能改造基因呢?能不能使本身沒有某個性狀的生物具有某個特定性狀呢?

　　二、基因工程的原理

　　1、提出問題組織學生討論、交流看法。

　　(1)為什么能把一種生物的基因“嫁接”到另一種生物上?

　　(2)推測這種“嫁接”怎樣才能實現?

　　(3)這種“嫁接”對品種的改良有什么意義?

　　【問1】雜交育種有哪些局限性?人類是否可以按照自己的意愿直接定向改變生物。

　　“你的想法很好，可是用什么樣的方法才能實現你的設想呢?”

　　用類比的方法引導學生思考基因工程的大致步驟和所需要的工具：剪刀、針線、運載體等。并用問題啟發學生：“你能想像這種剪刀加漿糊式的’嫁接工作在分子水平的操作，其難度會有多大嗎?”

　　2、下面以EcoRI為例，構建重組DNA分子模型，體會基因的剪切、拼接、縫合的道理。

　　EcoRI是已發現的500多種限制性內切酶中的一種，它是一種從細菌中發現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分子內部“下剪刀”，專門識別DNA分子中含有的“GAATTC”這樣的序列，一旦找到就從G和A之間剪斷(參考教科書插圖6-3)。

　　有關高三生物基因工程的應用教學設計三

　　一、基因工程原理

　　1、概念：就是按照人們的意愿，把一種生物的某種基因提取出來，加以修飾改造，然后放到另一種生物的細胞里，定向地改造生物的遺傳性狀。原理是基因重組。

　　操作環境：生物體外

　　操作對象：基因

　　操作水平：DNA分子水平

　　基本過程：剪切→拼接→導入→表達

　　結果：人類需要的基因產物

　　2、基因的“剪刀”——限制性內切酶

　　(1)識別特定核苷酸序列，切割特定DNA切點，具特異性。并裂解磷酸二酯鍵。

　　(2)例：大腸桿菌的一種限制酶(EcoRⅠ)能識別

　　GAATTC序列，并在G和A之間切開。

　　(3)一種限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列，并在特定的切割點上將DNA分子切斷。

　　3、基因的“針線”

　　——DNA連接酶

　　連接酶的作用：

　　將互補配對的兩個黏性末端連接起來，使之成為一個完整的DNA分子。

　　連接的部位：

　　生成3′- 5′磷酸二酯鍵

　　DNA連接酶的作用過程：

　　4、基因的運載體——質粒或病毒

　　作用：將外源基因送入受體細胞。

　　條件：能在宿主細胞內復制并穩定地保存。具有多個限制酶切點。具有某些標記基因。

　　種類：質粒、噬菌體和動植物病毒。

　　5、基因工程的操作步驟

　　(1)提取目的基因 (2)目的基因與運載體結合

　　(3)目的基因導入受體細胞 (4)目的基因的表達和檢測

　　6、有關基因工程的相關提醒

　　(1)限制酶在第一步和第二步操作中都用到，且要求是同一種酶，目的是產生相同的黏性末端;第二步中兩種工具酶都用到。

　　(2)質粒是最常用的運載體，不要把質粒和運載體等同，除此之外，噬菌體和動植物病毒也可作為運載體。運載體的化學本質為DNA，其基本單位為脫氧核苷酸。

　　(3)目的基因表達的標志：通過翻譯合成相應的蛋白質。

　　(4)通過基因工程培育的抗蟲棉，只能抗蟲，不能抗病毒、細菌。

　　7、DNA連接酶和DNA聚合酶

　　(1)DNA連接酶：在兩個DNA片段之間形成磷酸二酯鍵。

　　(2)DNA聚合酶：可將單個的脫氧核苷酸加到已有的脫氧核苷酸序列上，形成磷酸二酯鍵。

　　(3)相同點：這兩種酶都是蛋白質，可以形成兩個脫氧核苷酸之間的磷酸二酯鍵。

　　二、基因工程的應用：

　　1、基因工程與作物育種

　　2、基因工程與藥物研制：

　　三、轉基因生物和轉基因食品的安全性：

　　1、基因工程與醫藥衛生

　　微生物生長迅速，容易控制，適于大規模工業化生產。若將生物合成相應藥物成分的基因導入微生物細胞內，讓它們產生相應的藥物，不但能解決產量問題，還能大大降低生產成本。

有關高三生物基因工程的應用教學設計相關文章：

★ 基因工程的名詞解釋|未來前景|生物應用