【教学设计】高中生物_《基因工程的基本操作程序》

教学设计——基因工程的基本操作程序

【教材分析】

《基因工程的基本操作程序》是人教版选修3专题1基因工程中第2节内容，本节是《基因工程》专题的核心，上承《DNA重组技术的基本工具》一节，下接《基因工程的应用》。 对于基因工程，学生接触得很少，文字描述中会感到抽象，为此，教材中采用形象化得呈现方式简述了基因工程基本操作程序的四个步骤。例如，基因文库中把基因组文库比作国家图书馆，而把cDNA文库比作某市图书馆，这样便于学生理解和掌握。此外，在教材处理中还呈现主干，割舍枝杈，将非主干内容以《生物技术资料卡》、《拓展视野》等方式呈现，做到有主有次。

【学情分析】

由于这部分相对来说比较简单，因此在授课过程中基本都采用“讲述与学生练习、讨论相结合”的教学方法，这样既让学生学会知识的，又培养了学生的能力。

学生经过上一节的学习已经掌握dna重组技术所需三种基本工具的作用及基因工程载体所需条件等知识，具备学习基因工程的基本操作程序一节的基础；而且经过一年必修教材的学习，学生的生物基础知识较扎实，思维的目的性、连续性和逻辑性已初步建立。但基因工程一节对学生来说难点较多，如果处理不好，会变成简单的死记硬背。因此在教学过程中，应在教师引导下适时加强学生解决问题和运用概念图等生物学语言归纳结论等方面的能力。

【教学目标】

《基因工程的基本操作程序》是人教版选修3专题1基因工程中第2节内容，本节是《基因工程》专题的核心，上承《DNA重组技术的基本工具》一节，下接《基因工程的应用》。 因此本节的教学目标是：

1 知识目标

⑴简述基础理论研究和技术进步催化了基因工程 ⑵简述基因工程的原理和基本步骤 2 能力目标

⑴学会运用概念图总结基因工程的基本步骤及方法 ⑵尝试运用基因工程原理，提出解决某一实际问题的方案 3 情感态度与价值观 ⑴关注基因工程的发展

⑵认同基因工程的应用促进生产力的提高 【教学重点和难点】

1.基因工程基本操作程序的四个步骤 2.从基因文库中获取目的基因

3.利用pcr技术扩增目的基因一、教学准备 【课前准备】

教师调试好多媒体设备，准备好视频、幻灯和多媒体课件。 【课时】 2课时 【新课导入】

课件展示思考：由抗虫棉的获得过程，引出新课 【教学过程设计】 教学环节 教师行为 学生活动 导入新课 1） 出示我国有知识产权的转基因抗虫棉的培育图解 2） 思考抗虫棉制备过程中用的工具？ 3） 结合必修二说明转基因抗虫棉培育的四个关键步骤 1） 讲解基因结构并由此引出目的基因的相关特点：尤其是大小的等问回忆旧知识并回答 看书并回答： 看图并回答上面三个问题

目的基因的获取 题，进而引出思考： 从自然界已有的 思考 1： 什么是目的基因？ 思考2：基因文库的分类和区别？ 思考3：怎样从基因文库中选取目的基因？ 2） 根据学生回答强调如果已知抗虫基因核苷酸序列且序列较短小，可通过DNA合成仪直接进行人工合成 3） 质疑：如果对抗虫基因的碱基序列完全不知，怎样才能得到苏云金芽孢杆菌体内的抗虫基因 4） 针对学生回答引出基因文库概念 5） 指导学生看图并归纳构建基因文库时的操作条物种中分离和人工合成 思考并回答：先获取苏云金芽孢杆菌的全部基因，再从中提取抗虫基因 思考并回答：操作条件：对目的基因序列未知 应用工具：限制性内切酶、DNA连接酶、载体 过程：从基因组中提取DNA→酶切、纯化→与载体连接→侵染大肠件、应用工具和过程 杆菌→建立基因组文库

教学环节 目的基因的获取 6） 对学生回答给与肯定并强调构建基因组文库时应注意两点：1 每个受体菌DNA分子都包含一段不同的外源DNA片段；2 本方法适用于获取原核细胞的基因 7） 指导学生看书，说出部分基因文库（cDNA）概念 8） 教师补充如想知道一种生物在个体发育不同阶段表达基因不同，应构建cDNA文库 9） 指导学生看书，质疑：如何构建部分基 看书并回答：只包含一种生物部分基因的文库 看书并回答：提取某种生物发育某个时期的mRNA→反转录成互补DNA→与载体连接→侵染大肠杆菌→建立部分基因文库 学生活动

因文库 10） 引出如果已知抗虫基因的一部分，则可通过PCR技术扩增目的基因 教师行为 11） 指导学生看书质疑：PCR技术扩增目的基因需要的条件 12） 观看PCR过程插图，质疑：PCR扩增的过程 看书并回答：模板、原料、引物、TaqDNA聚合酶 讨论并回答：变性：90℃—95℃高温下双链DNA解链成单链；退火：55℃—60℃引物结合到互补DNA链；延伸：72℃Taq酶从引物起始进行互补链的合成；第2轮循环 学生独立完成，教师给予指导 13）

列表比较利用PCR技术扩增目的基因与细胞内DNA复制的异同 基因表达载体的构建 1） 引出基因表达载体的构建是基因工程的核心及构建基因表达载体的意义 2） 质疑：将生物的所有DNA直接导入受体细胞是否 思考并回答：1 该方法针对性差，完全靠运气 2 不方便检测，无法确定目的基因是否导入受可行，如果这样做，体细胞 结果怎样 3） 提问：回忆载体需要具备的条件 4） 根据学生回答引出基因表达载体也应具备复制原点、标记基因等条件，进一步明确基因表达载体最终要表达出人类所需的蛋白质产物 5） 质疑：从cDNA文库中获取的目的基因没有启动子，如果要实现将编 讨论并回答：启动子和终止子，它们分别位于目的基因的两侧 思考并回答：复制原点：控制复制起始的位点； 抗性基因：检测目的基因是否导入受体细胞；

码序列导入受体生物中并成功表达，基因表达载体还需哪些元件 6）提问：总结多个限制酶切点：目的基因插入； 启动子：位于基因首端；是RNA基因表达载体构成，聚合酶识别和结并说明各个元件的作用 合位点，驱动基因转录出mRNA，最终获得蛋白质； 终止子：转录在所需地方停下来