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視頻標簽：基因工程及其應用
所屬欄目：高中生物優質課視頻
視頻課題：人教版高中生物必修二《遺傳與進化》第六章第2節《基因工程及其應用》云南省優課
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基因工程及其應用教學設計
作品名稱 基因工程及其應用 課時
第1課時
所屬學科 高中生物 適用年級、班級 高二 高205班 課型 新課
教學模式
模型構建
對應教材 □有 必修二第六章第2節 □無 覆蓋范圍
□單元 □課 □其他
教案概述
教材中基因工程育種安排在雜交育種和誘變育種之后，學生對育種
工程已有了一定的了解，從雜交育種的局限性和誘變育種的不定向性入
手，通過轉基因生物的動畫引入基因工程的概念，由于基因工程是在分子水平上進行的生物工程，在高中階段不可能直接讓學生進行相關實驗和操作，所以通過模型構建、動畫演示和實驗模擬掌握基因工程各種工具的作用和特點，進而掌握基因工程的過程。
教學前期分析
教材分析
本節課內容是人教版生物選修二第六章第二節內容。包括以下三方
面內容：基因工程原理、基因工程的應用、轉基因生物和轉基因食品安全性。基因工程的原理是生物工程中四大主要工程的重點和難點。由于基因工程是在分子水平上進行的生物工程，在高中階段不可能直接讓學生進行相關實驗和操作，所以需要通過動畫、模型構建物理、模擬實驗來表現這一動態過程。本節課以基因工程操作步驟為主線，穿插基因工具的結構特點和功能，通過啟發式的提問，調動學生的學習興趣以及思維。
課程標準、教學目標及教學重難點
一、教學目標： （一）知識目標
1.簡述基因工程基本原理（概念、工具、步驟）。 （二）能力目標
1.通過對教材閱讀、ppt課件中動畫觀看、模型物理構建和觀察教室的模擬等，培養獲取新知識的能力、分析問題和解決問題的能力。 （三）情感態度與價值觀
1.通過學習了解我國基因工程的發展，激發學生對生物知識的興趣，開闊學生的思路，培養愛國主義情感，樹立努力學習科學知識造福社會的決心。
二、教學重點： （1）基因工程的概念；
（2）基因工程工具的特點和功能； （3）基因工程的基本操作步驟。 三、教學難點：
（1）基因工程工具的特點和功能 （2）基因工程基本操作步驟
學習者 特征分析
學生通過前面的學習已經掌握了不少培養生物新品種的方法，雜交育種、誘變育種等方法都局限于同一物種進行的操作。能否跨越物種的界限呢？通過“轉
基因動物”可激發學生學習興趣，引入基因工程的概念。學生之前在必修二教材中已經學習了主要遺傳物質DNA的結構、基因的概念和功能、基因重組，對于理解基因工程中的“剪切連接”有一個物質基礎。
教學過程
（說明：按照教學步驟和相應的活動序列進行描述，要注意說明各教學活動中所需的具體資源及環境）
教學流程圖
1、利用如何得到發熒光的熱帶斑馬魚引入基因工程 2、根據轉基因生物的動畫總結基因工程的概念 3、利用材料模擬限制酶的作用 4、通過動畫了解DNA連接酶的作用
5、通過構建物理模型直觀的了解目的基因的提取和重組DNA的構建
6、通過模擬熒光基因在受體細胞中表達的熒光性狀，了解質粒上標記基因的作用 7、通過動畫掌握基因工程的步驟 8、總結本節內容和課堂檢測
9、課后完成資料收集，了解我國基因工程的應用及轉基因生物和食品的安全性
教學實施計劃
教學
內容
學生活動
教師活動
設計意圖
引入
觀看PPT中圖片，思考是否通過雜交技術培育出發出熒光的熱帶斑馬魚？
同學們，上節課學習了通過雜交育種培育出
了籽粒多抗黑粉病的玉米，通過誘變育種獲得了比普通海椒大很多的太空海椒，那么能否讓發熒光的水母和熱帶斑馬魚雜交培育出能發熒光的熱帶斑馬魚呢？
創設情境，引入本節課程。
科學家通過探索大量的實驗，最終成功的培
育出來這樣啊新品種，這個技術就是今天要學習的基因工程。
基因工程的概念
先觀看觀看轉基因生物的動
畫，再閱讀教材內容，最后
回答問題
播放動畫，請同學們看完動畫結合教材基因工程的概念理解概念
問：1、動畫中哪種什么提供了什么基因？ （矮牽牛提供抗除草劑基因）
總結：抗除草劑基因就是基因工程中的目的基因 2、被改造的是什么生物？
（大豆）
總結：大豆細胞就是我們的受體細胞
掌握基因工程的概念
完成鞏固練習
同學們掌握的怎么樣，下面我們來檢測一下。展示試題，并請學生回答。
總結概念中的要點
基因工程的常用工具
學生活動1：模擬EcoRⅠ限制酶的作用
模擬EcoRⅠ限制酶的作用
活動目的：根據限制酶的作用，利用手中材料,模擬EcoRⅠ限制酶切割DNA片段形成粘性末端的過
程。
材料：紙條： (模擬 DNA片段 )
剪刀： (模擬 EcoRⅠ限制酶）
掌握限制酶的作用
學生展示切割過程
問：通過模擬實驗，限制酶起作用的關鍵是什么？ 1、識別：特定序列
2、切割：特定位點
學生展示的
鍛煉語言表達能力并建立自信，總結限制酶起作用的關鍵
觀看DNA連接酶的作用動畫
老師手中的兩個不同的DNA片段，想連在一
起，有什么工具呢？ （DNA連接酶）
請觀看動畫，直觀的了解DNA連接酶的作用
直觀的了解DNA連接酶的作用
1、學生講
解運輸工具----運載體 2、回答關于質粒的問題
根據概念，要將目的基因送入受體細胞還需
要什么工具？結合預習情況請一位同學講解一下。 問：1、質粒在哪里？
2、質粒是什么？
由學生講解運載體，檢測預習情況，鍛煉學生的能力 基因工程的基本步驟
學生活動
2：構建物
理模型 【學生活動2】利用所給材料用模擬：提取目的基因和目的基因與運載體結合的過程
(一)材料：1.剪刀(模擬 限制酶 ) 2.膠帶(模擬 DNA連接酶 )
3.含目的基因的DNA片段（粉色紙條） 4.質粒（綠色圓環） (二)資料：
限制酶①：專門識別GAATTC的序列并在G和A之
間切割。
限制酶②：專門識別CCCGGG的序列并在前兩個C之間切割。 (三)步驟：
步驟1：選合適的限制酶切割獲取目的基因。 步驟2：選合適的限制酶切割質粒。 步驟3：將目的基因與質粒結合。
通過物理模型構建直觀的了解目的基因的提取和基因和目的基因與運載體結合的過程
學生展示模型構建過程
展示過程中出現的問題，共同分析原因，并總結解決構建的方法。比較不同限制酶切割后連接后
的重組DNA分子（限制酶①切割后的重組DNA分子上的熒光基因保留，而限制酶②切割后的重組DNA分子上的熒光基因被破壞）
總結：DNA連接酶通常連接同種限制酶切割的粘性末端。
發現問題、分析問題、解決問題
基因
工程的基本步驟
學生觀察重組DNA分子導入的模擬實驗
將目的基因連在運載體后接下來做什么呢？ （回答：送入受體細胞），老師收集學會制作的重組DNA分子，將提前準備的三個杯子看成受體
細胞，將重組DNA分子散落下來，有些進入杯子，有些未進入。
問：是否都導入到受體細胞中了？（不是） 那怎樣檢測是否導入呢？學生在思考，老師將提前放入杯中的發光器打開，學生會看到發光現象，老師取出導入的重組DNA分子，通過投影比較發光的杯子中的和不發光杯子中的重組DNA分子的不同點，發光的杯子中的重組DNA分子含熒光總結質粒上的標記基因的作用
模擬導入過程并掌握檢測是否導入的方法。 學生回答問題
重組DNA分子導入受體細胞后是否基因工程就
成功了？ （學生回答：觀察性狀）
觀看基因工程操作步驟的動畫
播放基因工程操作步驟的動畫
總結四個步驟 課堂
總結
學生看黑板本節知識結構
本節課我們重點學習了基因工程的概念，掌握
了三種工具的作用，了解了基因工程的四個步驟
課堂小結
課堂檢測：學生選擇喜歡的轉基因動物連接的題目來回答問題
課后作業：（課后查閱資料完成）
1、現階段基因工程有哪些方面的應用及發展前景 2、轉基因生物和轉基因食品的安全性
教學反思（說明：根據教學實施情況，反思整個教學過程）
學生觀看了轉基因生物的動畫，對基因工程的概念理解上更加容易；通過模擬限制酶的作用，對限制酶作用的兩個“特定”理解的更加清晰；通過動畫對DNA連接酶的作用的理解更加直觀，明確連接的位點；通過構建提取目的基因和構建重組DNA分子的物理模型過程，讓學生學會利用三種工具；通過模擬實驗讓學生明確了將目的基因導入后需要檢測；通過動畫直觀的了解基因工程操作的過程，明確四個步驟；通過課后作業，讓學生更多的了解基因工程的應用和安全性。
在整個教學過程中，學生動手較多和表達較多，學生基本能按照要求完成，個別組會因沒有看清楚老師的要求，而無從下手，學習小組的差異會導致忽略部分學生；通過檢測，學生對基因的表達的知識，部分學生還有掌握的不夠好。
實際教學中，課前預習沒有安排檢測，部分學生可能存在預習不認真的情況，在每次活動后引導學生歸納還應該更多一些，老師的語言表達應該更加準確和簡練，還需要繼續努力。
第2節 基因工程及其應用學案
第一課時
【學習目標】
1、簡述基因工程的基本工具
2、簡述基因工程的基本操作步驟
【學習重點】基因工程的基本原理（概念、工具、操作步驟）
【學習難點】基因工程的操作步驟
課前預習案
（課前預習教材內容完成表格中的內容，如有疑問請寫出。）
一、基因工程的概念
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基因工程又叫做______________________或____________________。通俗地說，就是按照人們的意愿，把一種生物的某種______提取出來，加以____________，然后放到另一種生物的細胞里，______地改造生物的____________。 |
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(1) 基因的“剪刀”： ______________________ 一種限制酶只能識別______特定的核苷酸序列，并在_____的切點上切割DNA分子。 |
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(2) 基因的針線：___________________ “縫合” ______________ 和_________交替連接而構成的DNA骨架上的缺口。 |
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（3）基因的運載體： 目前常用的運載體有____________、__________和______________等。 質粒存在于______________________中，是擬核或細胞核外能夠 ____的很小的 分子。 |
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（1）__________________________ （2）__________________________ （3）__________________________ （4）____________________________ |
成）
成）視頻來源：優質課網 www.jixiangsibao.com
