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1、1第六章第第六章第 3 3 节节 基因工程与转基因生物基因工程与转基因生物一、课题： 基因工程与转基因生物二、教材分析：在学习了 DNA 复制和基因表达的基础上，本节教学内容是基因工程与转基因生物，中 心法则是指导基因工程的理论基础。教材首先以我国拥有自主知识产权的转基因抗虫棉为 例，讲述及基因工程操作过程需要的 3 种工具，即限制酶、DNA 连接酶和运载体，为讲述 基因工程的基本过程做好知识上的铺垫。同时也说明了基因工程诞生的科学背景，基因工 程是在限制酶、DNA 连接酶和质粒的发现和应用的基础上诞生的，以此说明生命科学的发 展推动着生物技术的发展。考虑到知识的可接受性，教材结合实际例子，对
2、基因工程的工具、概念和操作步骤给 予简明的介绍。接着，较详细地阐述植物基因工程和动物基因工程培育成功的转基因植物 和转基因动物，以及基因工程的广泛应用和经济价值，鼓励学生今后去做进一步探索和研 究。同时，分析了转基因生物产品的安全性问题，引导学生辩证地看待和应用现代生物技 术。课程标准规定本节内容的学习水平为 B 级，教材不仅体现了基因工程的一般知识体系， 而且反映了基因工程的成果和应用前景，用事实来引导学生领悟生物技术发展的过程，激 发学生的兴趣和探究精神。三、课时安排：2 课时四、教学目标： 1、知识与技能理解基因工程的概念理解基因工程的基本过程理解基因工程的应用及其可能带来的安全性问题
3、2、过程与方法通过学习和阅读基因工程发展过程中的重要事件和研究成果，加深理解基因工程的原 理和一般操作过程。从网络和报刊杂志上搜索并关注基因工程对人类经济、生活和科学发展的贡献，及其 发展前景。开展“科学技术是双刃剑”的思考和讨论。 3、情感态度和价值观：全面思考基因工程带来的巨大社会效益和经济效益，以及社会伦理和安全性问题，树 立正确点科学价值观。从基因工程的发展历程中，感悟生命科学的发展对生物技术发展的推动作用。五、教学重点和难点： 重点：基因工程的概念基因工程的基本步骤转基因生物2难点：限制酶和 DNA 连接酶 重组 DNA 基因工程的基本步骤六、教学用具：自制 PPT七、教学过程：教学
4、内容与设计教师行为学生行为媒体引入课题：第 3 节基因 工程与转基因生物培育抗虫棉的经过。一、基因工程 1、 基因工程简介 取得抗虫基因 抗虫基因和运 载体结合 导入 2、 基因工程定义3、 基因工程的三 种必备工具限制酶的作用让学生用语言 描述限制酶的作用， 加强理解。 理解获取目的 基因的操作过程。目的基因可和 运载体拼接。 DNA 连接酶运载体质这是只特殊的鼠转 基因鼠。 我们今天的学习内容。 与我们息息相关的转基 因作物。在超市中我们 能看到转基因作物的产 品。 介绍抗虫棉。 从抗虫棉的培育过程我 们可以看到基因工程有 几个过程？基因工程是什么？怎么把目的基因从 DNA 分子上切取下来
5、？怎样 和运载体拼接？运载体 从哪儿获得？ 我们先认识一下基因工 程中的“化学剪刀” 限制性核酸内切酶。 请说明限制酶是如何工 作的？要把一个基因从 DNA 分 子中取出，需要几个切 口？形成几个粘性末端？用同一种限制酶切两个 不同 DNA 分子能得到什 么结果？ 具有粘性末端的 DNA 分观察，发表自己的认识 和看法。 阅读。 了解。结合超市购物读 食品说明的经验。观察，接受信息。 从抗虫棉培育过程中提 炼基因工程过程，交流。阅读，划线，找出关键 词。 阅读教材。注意观察限制酶作用的 特定碱基序列及切开后 的 DNA 分子的粘性末端。描述。从图示中寻找答案，交 流。从演示中寻找答案。观察动画
6、，得出结论。长人耳的老鼠照 片。玉米、大豆、棉 花、油菜等照片抗虫棉与普通棉 花对比照片。 基因工程基本步 骤 （板书）基因工程定义 （板书） 基因工程的三种 工具：限制酶、 DNA 连接酶、质 粒。 演示 ECOLI 的作 用位点，切开 DNA 分子的过程， 切开后的 DNA 分 子的断口情况。切取基因的演示。ECOLI 切两个 DNA 分子的过程。DNA 连接酶连接3粒 质粒作用和特 征 能自主复制， 带有可识别基因。二、基因工程的基 本过程 1、 获取目的基因 2、 目的基因与运 载体重组 3、 重组 DNA 分子 导入受体细胞 4、筛选含目的基 因的受体细胞 将三种工具与过程 相联系。
7、三、专基因技术的 应用 1、 微生物基 应工程2、 植物基因 工程 3、 动物基因 工程四、转基因生物产 品的安全性总结子如何粘合起来？目的基因太小，会被细 胞排斥，需要运载体的 协助。 介绍质粒及其作用。 说说大肠杆菌拟核 DNA 和质粒 DNA 的区别？ 基因工程如何操作的呢? 获取目的基因有几种方 法？ 需要什么酶的参与？ 质粒要经过怎样的处理？质粒和目的基因如何连 接？ 受体细胞指什么？ 为什么要筛选受体细胞？ 如何筛选？基因工程需要的三种工 具在此操作过程中分别 承担什么作用？ 目前基因工程给我们带 来哪些方便？ 微生物基因工程带来的 改变。 微生物生长迅速，繁殖 快，可大量生产药物
8、， 如胰岛素、生长激素、 干扰素等。 请简单叙述将人胰岛素 基因导入大肠杆菌的简 要过程。 转基因植物与提高植物 品质和产量。 转基因动物的操作。 为什么用受精卵作为受 体细胞？ 转基因动物的用途。 转基因生物改变了医药 和食品来源和品质。 凡事有利有弊，那么转 基因工程给我们带来大观察，分辨拟核 DNA 和 质粒 DNA 。寻找两者的不同，并说 出。阅读，找出关键信息。 讨论这些问题，叙述各 自的理解，从动画和教 材中印证各自的认识。交流各自的认识，纠正 错误认识。学生谈自己的认识。接受信息。讨论、叙述、交流。交流看法。引导学生从受精卵能发 育成个体角度思考。学生谈自己的认识。具有相同粘性末
9、 端的 DNA 分子。 大肠杆菌细胞内 的拟核 DNA 和质 粒图。基因工程的基本 过程（板书） 以人的生长激素 基因导入大肠杆 菌生产人生长激 素为例说明基因 工程基本步骤的 动画演示。辅助学生说明问 题。资料展示。胰岛素生产。抗虫、抗病、耐 寒植物新品种。示意图。 转基因动物及其 产品。资料展示4量有利之处时，有否其 他问题的存在？ 转基因生物对环境的影 响。 转基因生物产品对人的 安全性。 基因工程的三种工具。 基因工程的基本过程。 转基因生物及其产品的 安全性。主要内容板书： 第六章 第 3 节基因工程与转基因生物 一、基因工程 1、基因工程简介 2、基因工程定义 3、基因工程的三种必
10、备工具限制酶、DNA 连接酶和质粒 二、基因工程的基本过程 1、获取目的基因 2、目的基因与运载体重组 3、重组 DNA 分子导入受体细胞 4、筛选含目的基因的受体细胞 三、转基因技术的应用 1、微生物基因工程微生物发酵产生药用蛋白质 2、植物基因工程转基因植物 提高作物产量或品质 3、动物基因工程转基因动物具有优良性状的动物新品种乳腺生物反应器 四、转基因生物产品的安全性 1、转基因生物对生态环境造成不利影响 2、转基因生物产品对人类健康造成损害评价： 1）基因工程中 DNA 重组最常见的运载体是（ ）A、病毒 DNA B、细菌质粒 DNA C、植物 DNAD、动物 DNA 2）能够使植物表
11、达动物蛋白的育种方法是（ ）5A、杂交育种B、基因工程育种 C、射线照射育种D、药物浸泡种子 3）有关基因工程的叙述中，错误的是（ ）A、DNA 连接酶可将任意 DNA 片段的碱基对连接起来 B、 限制性内切酶用于目的基因的获得C、目的基因须由运载体导入受体细胞D、 人工合成目的基因不用限制性内切酶 4）有关基因工程的叙述正确的是 （ ）A、限制酶只在获得目的基因时才用 B、重组质粒的形成在细胞内完成C、质粒是唯一的运载体 D、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 5）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 酶。一种限制酶能识
12、别 DNA 分子中的 GAATTC 顺序，切点在 G 和 A 之间，这是应用了酶的 （ ）A、高效性 B、专一性 C、多样性 D、催化活性受外界条件影响 6）北京大学陈章量教授于 20 世纪 90 年代成功实现固氮基因整合到小麦的 DNA 分子中，并 成功表达，该生物技术属于（ ） A、杂交育种 B、转基因技术 C、细胞杂交 D、分子杂交 7）下列现代生物高科技中，哪个与研究 DNA 的结构和功能直接有关（ ） A、生物克隆 B、细胞融合 C、基因工程 D、培育试管婴儿 8）上海医学遗传研究所成功培育出第一头携带人白蛋白基因的转基因牛，他们还研究出一 种可提高基因表达水平的新方法，使转基因动物
13、乳汁汇总的药物蛋白含量提高 30 倍，标 志着我国转基因研究向产业化的目标又迈进了一大步。 “转基因动物”是指（ ） A、提供动物的基因 B、基因组中录入了外源基因的动物 C、能产生白蛋白的动物 D、能表达基因信息的动物教学后记： 新名称很多，在讲解时要解释清名词的含义，以抗虫棉为例时，就应说明目的基因、 质粒、受体细胞等概念，增加重复次数，让学生多接触，方便理解。基因、表达等概念要复习，告诉学生获得目的基因、目的基因和质粒重组是使用三种 工具人工操作的部分，而转化则只需把重组 DNA 与大肠杆菌共同培养，质粒自己会进入细 菌细胞，但转化率极低，所以需要筛选，筛选要用实际例子说明。不只要说明细
14、节，还要说明哪些是人操作的，那些是细胞或分子自己会完成的，不然 学生不理解，因为没有生活经验，讲解要细致。讲基因工程时讲清这几个问题：1、前提是：基因和表达这两个概念。6复习让学生明确“基因”是 DNA 分子的一段、 “表达”是基因控制蛋白质 的合成。 2、相关概念有：基因工程、目的基因、重组 DNA、限制酶、DNA 连接酶、运载体。 3、介绍清楚限制酶、DNA 连接酶的作用，要用图示帮助学生理解。 4、讲清使用运载体的原因：基因进入细胞会被细胞中核酸酶分裂而失去作用。 5、运载体的作用：能自主复制、能携带目的基因。 讲基因工程的基本过程时讲清这几个问题： 1、 步骤 2、 目的基因的来源 3
15、、 目的基因和运载体重组需要用同一种限制酶和 DNA 连接酶 4、 导入的过程说清“受体细胞”和通过共培养重组质粒即可进入细菌细胞。 5、 说清筛选的原因是导入的成功率太低，介绍标记基因的用途，说明在重组质粒和 目的基因的时候就要考虑选择标记基因以备筛选，告诉学生科学家总是想办法把 复杂的问题简单化，但要有效。 讲解基因工程应用时，应讲清微生物、植物、动物基因工程各自的特征。 1、 微生物基因工程：共培养就能转化 2、 植物基因工程：细胞组织培养能得到完整植株。 3、 动物基因工程：哺乳动物的生命开始于受精卵，因此动物基因工程的操作对象是 受精卵。受精卵发育为个体的场所在子宫。要引导学生读出定义中的关 键信息。“基因工程”的举例为说明概念， “基因工程的基本过程”的举例为说明过程， “转基因技 术的应用”的举例为说明微生物、植物和动物三种基因工程的操作区别。其实，这部分内容自己并不很熟，所以还是以知识的传授为着重点，当然也兼顾此技 术可能对生命世界产生的影响、对人类生活的影响和该技术的应用有没有使用范围等问题 的讨论。启示：只有自己想清楚的内容才能兼顾三维目标有条不紊地引导学生开展讨论。分子水平的内容有许多学生听时很迷茫,要降低难度,减少内容,不然学生无法接受,图 式要舍得花时间讲清楚,背景知识、基础和细节要特别注意，粗心的学生比较多，不能区分 细节，要多注意改变自己适应学生哟。
