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有关高三生物基因工程的应用教学设计
来源:    发布日期:2020-06-24    人气:10
  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DNA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
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