《人教版《基因工程的基本操作程序》教學(xué)設(shè)計》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《人教版《基因工程的基本操作程序》教學(xué)設(shè)計（8頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

基因工程的基本操作程序 一節(jié)的教學(xué)設(shè)計 1 教材分析 基因工程的基本操作程序 是人教版選修 3 專題 1 基因工程中第 2 節(jié)內(nèi)容 本節(jié)是 基因工程 專題的核心 上承 DNA 重組技術(shù)的基本工具 一節(jié) 下接 基因工程的應(yīng) 用 對于基因工程 學(xué)生接觸得很少 文字描述中會感到抽象 為此 教材中采用形象化得呈 現(xiàn)方式簡述了基因工程基本操作程序的四個步驟 例如 基因文庫中把基因組文庫比作國 家圖書館 而把 cDNA 文庫比作某市圖書館 這樣便于學(xué)生理解和掌握 此外 在教材處 理中還呈現(xiàn)主干 割舍枝杈 將非主干內(nèi)容以 生物技術(shù)資料卡 拓展視野 等方式呈 現(xiàn) 做到有主有次 1 2 學(xué)情分析 學(xué)生經(jīng)過上一節(jié)的學(xué)習(xí)已經(jīng)掌握 DNA 重組技術(shù)所需三種基本工具的作用及基因工程載體所 需條件等知識 具備學(xué)習(xí)基因工程的基本操作程序一節(jié)的基礎(chǔ) 而且經(jīng)過一年必修教材的 學(xué)習(xí) 學(xué)生的生物基礎(chǔ)知識較扎實 思維的目的性 連續(xù)性和邏輯性已初步建立 但基因 工程一節(jié)對學(xué)生來說難點較多 如果處理不好 會變成簡單的死記硬背 因此在教學(xué)過程 中 應(yīng)在教師引導(dǎo)下適時加強學(xué)生解決問題和運用概念圖等生物學(xué)語言歸納結(jié)論等方面的 能力 3 教學(xué)目標 3 1 知識目標 簡述基礎(chǔ)理論研究和技術(shù)進步催化了基因工程 簡述基因工程的原理和基本步驟 3 2 能力目標 學(xué)會運用概念圖總結(jié)基因工程的基本步驟及方法 嘗試運用基因工程原理 提出解決某一實際問題的方案 3 3 情感態(tài)度與價值觀 關(guān)注基因工程的發(fā)展 認同基因工程的應(yīng)用促進生產(chǎn)力的提高 4 教學(xué)重點與難點 4 1 教學(xué)重點 基因工程基本操作程序的四個步驟 4 2 教學(xué)難點 從基因文庫中獲取目的基因 利用 PCR 技術(shù)擴增目的基因 5 教學(xué)整體思路 采用從 整體 部分 整體 的教學(xué)思路 首先引用基因工程案例使學(xué)生從整體上了解基因 工程的四個步驟 其次采用分步探究的形式幫助學(xué)生理解各個步驟的原理 方法和過程 最后教師引導(dǎo)學(xué)生用概念圖將所學(xué)的知識從整體上再次整合 2 6 教學(xué)過程 教學(xué)環(huán)節(jié) 教師行為 學(xué)生活動 導(dǎo)入新課 1 出示我國有知識產(chǎn)權(quán)的轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的培育圖解 2 質(zhì)疑 轉(zhuǎn)基因抗蟲棉培育的四個關(guān)鍵步驟 3 根據(jù)學(xué)生回答補充還需檢測抗蟲基因是否已經(jīng)進入棉花植株 并由此引出基因工程的 四部曲 看圖并回答 首先要獲得目的基因 其次將目的基因連接到 Ti 質(zhì)粒上 再次將重組的 Ti 質(zhì) 粒導(dǎo)入受體細胞 最后要重建轉(zhuǎn)基因植物 目的基因的獲取 教學(xué)環(huán)節(jié) 目的基因的獲取 1 提問轉(zhuǎn)基因抗蟲棉培育需要哪些工具 2 講授目的基因的概念 3 指導(dǎo)學(xué)生看書并質(zhì)疑 獲取目的基因總的來說有哪兩種方式 4 根據(jù)學(xué)生回答強調(diào)如果已知抗蟲基因核苷酸序列且序列較短小 可通過 DNA 合成儀 直接進行人工合成 5 質(zhì)疑 如果對抗蟲基因的堿基序列完全不知 怎樣才能得到蘇云金芽孢桿菌體內(nèi)的抗 蟲基因 6 針對學(xué)生回答引出基因文庫概念 7 指導(dǎo)學(xué)生看圖并歸納構(gòu)建基因文庫時的操作條件 應(yīng)用工具和過程 8 對學(xué)生回答給與肯定并強調(diào)構(gòu)建基因組文庫時應(yīng)注意兩點 1 每個受體菌 DNA 分子 都包含一段不同的外源 DNA 片段 2 本方法適用于獲取原核細胞的基因 9 指導(dǎo)學(xué)生看書 說出部分基因文庫 cDNA 概念 10 教師補充如想知道一種生物在個體發(fā)育不同階段表達基因不同 應(yīng)構(gòu)建 cDNA 文庫 11 指導(dǎo)學(xué)生看書 質(zhì)疑 如何構(gòu)建部分基因文庫 12 引出如果已知抗蟲基因的一部分 則可通過 PCR 技術(shù)擴增目的基因 教師行為 13 指導(dǎo)學(xué)生看書質(zhì)疑 PCR 技術(shù)擴增目的基因需要的條件 14 觀看 PCR 過程插圖 質(zhì)疑 PCR 擴增的過程 15 列表比較利用 PCR 技術(shù)擴增目的基因與細胞內(nèi) DNA 復(fù)制的異同 回憶舊知識并回答 看書并回答 從自然界已有的物種中分離和人工合成 思考并回答 先獲取蘇云金芽孢桿菌的全部基因 再從中提取抗蟲基因 思考并回答 操作條件 對目的基因序列未知 應(yīng)用工具 限制性內(nèi)切酶 DNA 連接酶 載體 過程 從基因組中提取 DNA 酶切 純化 與載體連接 侵染大腸桿菌 建立基因組文庫 看書并回答 只包含一種生物部分基因的文庫 看書并回答 提取某種生物發(fā)育某個時期的 mRNA 反轉(zhuǎn)錄成互補 DNA 與載體連接 侵 染大腸桿菌 建立部分基因文庫 學(xué)生活動 看書并回答 模板 原料 引物 TaqDNA 聚合酶 討論并回答 變性 90 95 高溫下雙鏈 DNA 解鏈成單鏈 退火 55 60 引物結(jié)合 到互補 DNA 鏈 延伸 72 Taq 酶從引物起始進行互補鏈的合成 第 2 輪循環(huán) 學(xué)生獨立完成 教師給予指導(dǎo) 基因表達載體的構(gòu)建 1 引出基因表達載體的構(gòu)建是基因工程的核心及構(gòu)建基因表達載體的意義 2 質(zhì)疑 將生物的所有 DNA 直接導(dǎo)入受體細胞是否可行 如果這樣做 結(jié)果怎樣 3 提問 回憶載體需要具備的條件 4 根據(jù)學(xué)生回答引出基因表達載體也應(yīng)具備復(fù)制原點 標記基因等條件 進一步明確基 因表達載體最終要表達出人類所需的蛋白質(zhì)產(chǎn)物 5 質(zhì)疑 從 cDNA 文庫中獲取的目的基因沒有啟動子 如果要實現(xiàn)將編碼序列導(dǎo)入受體 生物中并成功表達 基因表達載體還需哪些元件 6 提問 總結(jié)基因表達載體構(gòu)成 并說明各個元件的作用 思考并回答 1 該方法針對性差 完全靠運氣 2 不方便檢測 無法確定目的基因是否導(dǎo)入受體細胞 討論并回答 啟動子和終止子 它們分別位于目的基因的兩側(cè) 思考并回答 復(fù)制原點 控制復(fù)制起始的位點 抗性基因 檢測目的基因是否導(dǎo)入受體細胞 多個限制酶切點 目的基因插入 啟動子 位于基因首端 是 RNA 聚合酶識別和結(jié)合位點 驅(qū)動基因轉(zhuǎn)錄出 mRNA 最終獲 得蛋白質(zhì) 終止子 轉(zhuǎn)錄在所需地方停下來 將目的基因?qū)胧荏w細胞 教學(xué)環(huán)節(jié) 將目的基因?qū)胧荏w細胞 1 引出轉(zhuǎn)化的概念 并強調(diào)轉(zhuǎn)化的最終目的是目的基因在受體細胞維持穩(wěn)定和表達 2 講授 將目的基因?qū)胫参锛毎腥N方法 其中最常用的是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法 3 引導(dǎo)學(xué)生看書 質(zhì)疑 農(nóng)桿菌有何特點 教師行為 4 引導(dǎo)學(xué)生看插圖 概述農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法的過程 5 質(zhì)疑 將目的基因?qū)雱游锛毎械某Ｓ梅椒俺Ｓ玫氖荏w細胞 6 質(zhì)疑 培育轉(zhuǎn)基因動物時 受體細胞能否采用動物體細胞 為何采用受精卵 7 引出原核生物的特點 早期基因工程都用原核生物作受體細胞 質(zhì)疑 目的基因?qū)?微生物細胞采用的方法 8 講授 怎樣篩選含外源基因的受體細胞 主要是應(yīng)用標記基因的插入失活特性 向?qū)W 生展示圖 并配以習(xí)題 看書并回答 1 農(nóng)桿菌生活在土壤中 自然條件下能感染雙子葉植物和裸子植物 2 農(nóng)桿菌中 Ti 質(zhì)粒上的 T DNA 可轉(zhuǎn)移至受體細胞 并且整合到受體細胞染色體 DNA 上 學(xué)生活動 討論并回答 將目的基因?qū)?Ti 質(zhì)粒 轉(zhuǎn)入農(nóng)桿菌 含重組 Ti 質(zhì)粒的農(nóng)桿菌 導(dǎo)入植物細 胞 植物組織培養(yǎng) 轉(zhuǎn)基因植物 看書并回答 顯微注射法 受體細胞是受精卵 思考并回答 動物體細胞沒有全能性 受精卵全能性高 并且營養(yǎng)物質(zhì)豐富 看書并回答 用 Ca2 處理制備感受態(tài)細胞 聽講并根據(jù)習(xí)題理解 目的基因的檢測與鑒定 1 質(zhì)疑 用什么方法可以知道抗蟲棉賦予了植物抗蟲特性 2 質(zhì)疑 檢測與鑒定有何不同 基因工程成功的標志 提示學(xué)生應(yīng)用真核生物中心法則 思考 3 引出檢測分為 DNA mRNA 和蛋白質(zhì)水平 強調(diào)檢測轉(zhuǎn)基因生物染色體的 DNA 上是否 插入目的基因是目的基因能否在真核生物中穩(wěn)定遺傳的關(guān)鍵 4 指導(dǎo)學(xué)生看書 質(zhì)疑 DNA 水平上的檢測應(yīng)用什么方法 探針是什么 如何標記 檢 測如何操作 5 根據(jù)學(xué)生回答 補充探針還可以用地高辛和生物素標記 質(zhì)疑 DNA 分子雜交原理 6 檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄 mRNA 應(yīng)用方法 依據(jù)原理 7 質(zhì)疑 用什么方法檢測目的基因是否翻譯出蛋白質(zhì) 原理是什么 8 講授 除上述分子水平上的檢測外 還可以應(yīng)用個體生物學(xué)水平的鑒定 如給棉鈴蟲喂 食抗蟲棉 看蟲子生活狀況等 思考并回答 給棉鈴蟲喂食抗蟲棉 看蟲子生活狀況 檢測抗蟲棉染色體 DNA 上是否插入 目的基因 看書并回答 檢測是分子水平上的 而鑒定是個體水平上的 成功標志是表達出人類所需 蛋白質(zhì) 思考并回答 方法 DNA 分子雜交 探針 含有目的基因的單鏈 DNA 用放射性同位素標記 步驟 轉(zhuǎn)基因生物 提取基因組 DNA 和探針雜交 有雜交帶 證明目的基因已插入染色體 DNA 中 思考并回答 堿基互補配對原則 思考并回答 轉(zhuǎn)基因生物 mRNA 與 DNA 探針雜交 原理 堿基互補配對原則 思考并回答 轉(zhuǎn)基因生物 提取蛋白質(zhì) 用其作抗原 與抗體反應(yīng) 有雜交帶 目的基因 已形成蛋白質(zhì)產(chǎn)品 原理 抗原 抗體特異性結(jié)合 整體水平上歸納總結(jié) 教師引導(dǎo)下 學(xué)生討論總結(jié)出基因工程的基本操作程序概念圖 在整體上把握知識脈絡(luò) 見圖 3 7 教學(xué)反思 1 巧妙布置預(yù)習(xí)作業(yè) 化 復(fù)雜 為 簡約 由于基因工程內(nèi)容上的 高 與 新 處理不好 會提高學(xué)習(xí)難度 令學(xué)生視高科技為畏途 致使教學(xué)流于形式 所以在課前以 學(xué)生較為熟悉的轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的培育過程案例為預(yù)習(xí)作業(yè) 使學(xué)生首先從整體上了解基因 工程的四個步驟 起到了突破難點及培養(yǎng)自學(xué)能力的目的 2 巧妙運用插圖及多媒體技術(shù) 化 抽象 為 形象 對于基因工程 學(xué)生接觸得少 只運用文字來教學(xué)會感到很抽象 如在講授如何構(gòu)建基因文庫時 教師會提供一幅非常形 象的插圖 結(jié)合圖文提出相應(yīng)問題 誘導(dǎo)學(xué)生思考 從而把學(xué)習(xí)的注意力從簡單的死記硬 背引導(dǎo)到分析 批判 創(chuàng)新等有利于學(xué)生終身發(fā)展的能力上來 1