《基因工程及其应用》教学设计

1/5《基因工程及其应用》教学设计一、教学设计通过介绍基因工程产品：展示图片资料，导入新课。结合“问题探讨”，提出问题，学生分组讨论交流。学生设想改造生物、获得目的产物的方法。教师点评，并从杂交育种的局限性切入，导入基因工程的概念；教师用类比的方法介绍基因工程的基本工具：剪刀、针线、运载体；以Ⅰ为例，构建重组分子模型，体会基因的剪切、拼接、和缝合的过程。通过图片或课件展示重组分子转入受体细胞的过程，了解运载体及其特点。引导学生认识分子水平上操作的精确与巧妙。最后小结，并布置学生在课外搜集有关基因工程技术安全性的报道。在第二课时检查与交流收集到的有关基因工程应用的实例，学生阅读课文并让学生分组讨论，并模拟各种角色进行分析交流；最后师生共同总结，作出合理评价。二、教学分析、教材分析基因工程是现代生物科技中的热点，逐渐对人类的生产和生活产生巨大的影响，所以该内容被录入了现行的高中生物必修教材中，并且在选修教材中有更详细的阐述。学习这一内容，既有助于学生对这一前沿科技的了解，也能让学生对科学、技术、社会三者的关系有更深入的理解，还能为学生的人生规划和发展提供一种新的视角。《基因工程及其应用》是生物必修第六章第二节的内容，主要内容包括以下三方面内容：基因工程原理、基因工程的应用、转基因生物和转基因食品安全性。本课学习的基因工程操作的原理及教材概括的基本步骤：提取目的基因、目的基因与运载体结合、将目的基因导入受体细胞、目的基因的表达与检测这四个步骤，都可以在必修和必修中找到理论基础。但基因工程是在分子水平的操作，操作过程细微，抽象，实验现象看不见也摸不着，只凭教师讲述是很枯燥并较难讲清，学生也难以理解。教学内容的呈现还具有一定的开放性，展示了对转基因食品安全性问题认识的不同观点，引导学生对转基因生物和转基因食品的安全性问题的关注、思考和交流。、学情分析高二的学生已经学习高中生物一年，学习了必修和必修的内容，具有一定的生物素养和生物知识。在本节内容之前，学生已经掌握了不少培养生物新品种的方法，如杂交育种、诱变育种、单倍体育种、多倍体育种，但这些方法都局限于同一物种进行的操作。能否跨越物种的界限呢？通过“问题探讨”可激发学生学习兴趣，引入基因工程的概念。学生在必修教材中已经学习了主要遗传物质的结构、基因的概念和功能、基因重组，对于理解基因工程中的“剪切”“连接”有一个物质基础。、教学重难点分析教学重点：简述基因工程概念。掌握基因工程的基本工具。理解基因工程的基本步骤。关注转基因生物及转基因食品安全性。教学难点：掌握基因工程的基本工具。理解基因工程的基本步骤。说出基因工程的应用三、教学目标知识目标知道基因工程的概念掌握基因工程操作的基本工具。理解基因工程操作的基本步骤。2/5举例说出基因工程的应用能力目标通过对概念、原理、方法的理解和掌握，逐步形成分析、综合等思维能力，具备运用学到知识评价和解决实际问题的能力。通过引导学生网上探究，引导学生主动参与，培养收集处理信息的能力、分析和解决问题的能力及交流与合作的能力。情感目标形成结构与功能相统一的基本观点。培养理论联系实际的良好学风，培养爱国主义热情。关注科学与社会。四、教学策略与手段本节教学可用课时。第一课时从对杂交育种及诱变育种的特点总结入手，结合“问题探讨”，引入基因工程的概念。在第一课时，教师应将重点放在引导学生了解基因工程的基本原理和大致过程上。教学中，教师可以结合学生熟悉的具体事例来讲述，还可以安排学生制作模型的活动来模拟基因工程的操作过程，使学生切身体会基因工程“剪、拼、接、转”的主要过程。有条件的学校也可以制作电脑动画来表现这一动态过程。通过第一课时的学习，学生应该了解基因工程所用到的“工具”和基因工程的大致过程。教科书根据学生的认识规律，先分别介绍几种“工具”，再简要介绍基因工程的连续过程。教师在教学中应注意教学内容的组织和衔接。值得强调的是，本节的侧重点是基因工程的原理，因此在教学深度的把握上应定位在学生了解基因工程的过程和方法，而不必引入过多的专业术语和详细的操作技术，语言力求形象生动，避免不适当的扩展，增加深度和难度。有兴趣的学生可以在生物选修《现代生物科技专题》中进一步学习。五、教学过程教学过程教师组织与引导学生活动目标达成教师通过图片和音像资料展示基因工程产品，如种子、水果、疫苗或药物等，引入课题。教师利用“问题探讨”，提出问题，组织学生讨论、交流看法。·为什么能把一种生物的基因“嫁接”到另一种生物上？·推测这种“嫁接”怎样才能实现？·这种“嫁接”对品种的改良有什么意义？教师小结：从杂交育种的局限性切入，人类可以利用基因工程技术按照自己的意愿直接定向改变生物。说明本节教学目标。教师肯定学生合理的想法，引发思考。“你的想法很好，可是用什么样的方法才能实现你的设想呢？”教师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、学生观察。学生列举自己知道的基因工程产品及利用的例子。学生分组讨论。学生设想用类似的方法来“改造”某种生物，使其符合人们某种特定需要，说出具体设想。各小组选派代表陈述观点。学生回忆并思考杂交育种的局限性以及基因工程的应用。明确本节的学习目标。学生头脑中设想“嫁接”的过程。学生跟随教师的引导，思考基因工从具体的事例出发，集中学生注意力。通过实例，激发学生想像，引起学生兴趣。由杂交育种到基因工程，体现了技术的发展和突破。类比能使学生形象地理解“剪、接、导”的过程。通过动手构建模型，加深对重组技术基本原理的认识。3/5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？”以为例，构建重组分子模型，体会基因的剪切、拼接、缝合的道理。教师交代清楚是已发现的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分子的酶。它的特殊性在于，它在分子内部“下剪刀”，专门识别分子中含有的“”这样的序列，一旦找到就从和之间剪断（参考教科书插图）。用同一种限制性内切酶切割后的片断其末端可以用连接酶来缝合（参考教科书插图）。这样“剪切拼接”就可以形成重组的分子。将学生分成个人一组，发给所需材料，可将构建模型的文字指导（参见选修《现代生物科技专题》“重组分子的模拟操作”），复印后发给各组。教师提出问题：.在制作模型时用到的工具（剪刀和不干胶）各代表什么？比较剪切后的片断的末端切片，你发现有什么特点呢？.回顾在模型构建过程中，每一步的操作和所用到的工具以及形成的“产品”，你对重组的操作有什么新的理解？教师启发学生思考重组后的分子还需要特殊的搬运工具运载到受体细胞（如大肠杆菌、动植物细胞）中。教师用图片或课件动画展示质粒的结构及特点。（教科书图）·细胞拟核之外的小的环状分子。·借宿于细菌、霉菌、酵母菌等细胞里，对细胞的正常生活几乎没有影响。·能够自主复制。·可以容易地从细胞中取出或放入。这些特点使它能够胜任运载体的工作，携带目的基因进入细胞。教师用多媒体课件或与教科书插图类似的示意图，简要归纳基因工程操作的基本步骤和大致过程。启发学生思考：想像科学家在分子水平上进行这一操作的精确性。程的大致步骤：找到目的基因、剪切、拼接、缝合、转移、表达、检测，所用到的工具：基因剪刀、基因针线、基因的运载体。试一试，动手来做一个重组模型。在动手做之前，先要明白“分子剪刀”和“分子针线”的用途和使用方法。学生讨论模型构建的具体方法，按“指导”的方法步骤、依次完成模拟制作过程。并思考教师提出的问题。学生回答并交流对重组技术的理解。学生观看图片或课件，了解质粒的特点及其运载体功能。学生和教师一起归纳基因工程操作的几个步骤。回忆并回答教师提出的问题。汇报并交流课前收集资料的情况。汇报、交流。学生分组，四人一组，对教科书资料分析中的两种观点进行思考、讨论，找出支持某一观点的有力论据。学生站在所扮演角色的立场上，收集证据，按规定程序陈述。每个小组选择其中一个角色，准备陈述提纲和辩论材料，做到尊重科学、体察民意、以理服人、客观公正、民主决策。学生参与总结和评价。分组操作，便于合作交流。不仅动手做，而且要动脑想，才能突出模拟制作的教育价值。质粒的知识比较深，教师呈现并简要介绍，学生听取其特点，明白为什么质粒能被用来作为基因运载体。只要归纳其大致过程即可，不必加深扩展。为下节课的学习和讨论做准备。掌握学生课前准备的情况。基因工程的应用最好由学生自己列举，教师总结归纳。通过讨论，激发兴趣，引起学生的关注。通过角色扮演活动，摆事实、讲道理，培养学生的民主意识和应用所学知识参与公共事务决策的公民意识。体验科学、技术对社会的影响。达到激趣、引思、导辩、表达、交流、倾听等效4/5教师小结本节内容。布置学生课下搜集基因工程应用的事例及其价值的资料；搜集有关基因工程技术安全性方面的报道、法规等的资料。课堂作业、课后练习：基础题、、；拓展题。复习基因工程操作的基本步骤和重要工具。检查课前收集到的有关基因工程应用的资料。导入新课：基因工程的应用。指定几名学生汇报，其他人补充。学生阅读教科书的内容。教师总结，并从具体事例引入关于转基因生物和转基因食品安全性的争议，启发学生对其安全性问题进行讨论。学生分组讨论，教师强调支持某一观点的论据要充分，要注意科学性、客观性和逻辑性。在学生讨论的基础上，与学生协商或按小组指派某个角色，安排角色扮演活动。教师可将角色扮演的程序、规则和具体要求以及评价标准事先复印好，分发给各组，引导学生以小组为单位讨论并形成陈述报告要点。模拟听证会议题：近来，一些市民和媒体纷纷向市政府反映了他们对转基因农产品或转基因食品安全性的担忧，呼吁市政府制定条例对转基因生物及转基因食品的生产和销售加以控制。请你作为中的任一角色参加听证会，就是否应当对转基因生物与转基因食品加以限制发表你的看法。要求：观点正确，论据充分，注意科学性，客观性和逻辑性。听证会程序：.决策部门的主管陈述听证会议题及议程（规则）；.控辩双方分别陈述各自的主张；.辩论阶段；.法律专家代表陈述我国和世界各主要国家和地区的有关法律法规；.表决有关条例决议案。师生共同总结，对活动过程和结果做果。客观公正的评价和总结有利于激发和调动学生参与课堂教学活动的积极性和主动性。教师帮助学生理出本章的主线，强化教育。5/5六、【板书设计】第二节基因工程及其运用一、定义二、原理：基因重组三、意义：定向改变生物性状克服远缘杂交不亲和的障碍四、基因工程的工具、限制性核酸内切酶（限制酶）、连接酶、运载体——质粒，噬菌体，病毒五、基因工程过程、提取目的基因(限制酶)、目的基因与运载体结合（运载体、连接酶）、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定七、评价反馈、下列关于基因工程技术的叙述，正确的是（）.重组技术所用的工具酶是限制酶、连接酶和运载体.所有限制酶都只能识别同一种按规定的核苷酸序列.选用细菌作为重组质粒的受体细胞是因为细胞繁殖快.只要目的基因进入了受体细胞就能成功实现表达、以下说法正确的是（）.所有的限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列．质粒是基因工程中惟一的运载体．运载体必须具备的条件之一是：具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接．基因治疗主要是对有缺陷的细胞进行修复、实施基因工程第一步的一种方法是把所需的基因从供体细胞内分离出来，这要利用限制性内切酶。一种限制性内切酶能识别子中的顺序，切点在和之间，这是应用了酶的（）．高效性.专一性．多样性.催化活性受外界条件影响、上海医学遗传研究所成功培育出第一头携带白蛋白的转基因牛，他们还研究出一种可大大提高基因表达水平的新方法，使转基因动物乳汁中的药物蛋白含量提高多倍，转基因动物是指（）.提供基因的动物.基因组中增加外源基因的动物.能产生白蛋白的动物.能表达基因信息的动物、基因工程是在分子水平上进行设计施工的，在基因操作的基本步骤中，不进行碱基互补配对的步骤是（）．人工合成基因．目的基因与运载体结合．将目的基因导入受体细胞．目的基因的检测和表达出合理评价。教师依据教科书的本章小结，对本章内容进行简要总结。