有关高三生物基因工程的应用教学设计

  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DN A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

一键复制全文保存为WORD
相关文章