基因工程及其应用-教学设计.doc

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1、第6章第2节基因工程及其应用（第一课时）一、教学目标（一）知识目标1、知道基因工程的概念2、掌握基因工程的基本工具3、理解基因工程的基本操作步骤（二）能力目标1、自主学习，获取信息的能力2、动手实践的能力3、合作探究和表达交流的能力4、推理、概括和总结的能力（三）情感目标1、形成结构与功能相统一的基本观点2、关注科学与社会，注重理论联系实际3、通过诺贝尔奖的介绍，激励学生投身科学研究二、教学重难点（一）重点1、限制酶的特异性和作用结果2、重组DNA分子的构建过程（二）难点1、本节知识属于微观层次,内容抽象2、限制酶的作用结果三、教法和学法（一）教法1、问题

2、引导，探究发现；2、情境教学；3、直观教学法（二）学法1、自主学习；2、小组合作探究；3、动手实践四、教学过程导入：(想象空间)如果可以，你最希望拥有何种生物的何种基因？创设问题情境：如何用大肠杆菌来生产人的胰岛素？读一读：教材P102-103页，并思考下列问题为了得到能生产胰岛素的大肠杆菌，需要提取人的什么基因？再把该基因放到哪里去？怎样才能放进去？做一做(学生探究活动一)：利用下列材料让大肠杆菌生产人的胰岛素（建立整体和宏观认知）把学生分为6人一小组,每组分发以下工具材料:剪刀(代表限制酶EcoRⅠ)、胶带(代表DNA连接酶)、纸带（代表含有人胰岛素基

3、因的DNA片段）、纸环（代表质粒）、塑料罐（代表大肠杆菌）。提醒学生使用剪刀时注意安全。教师巡视，指导，观察学生的操作情况。秀一秀：小组之间交换评价，并推选出最好的作品，向全班同学展示。想一想：以模拟实验为背景，通过分析问题串，深入学习基因工程的细节内容【问题1】为了将胰岛素基因导入大肠杆菌，你使用了哪些工具？二、基因工程的基本工具31、基因的“剪刀”—限制性核酸内切酶(限制酶)【问题2】限制酶为什么能够准确地将胰岛素基因从人的DNA上切割下来？引导学生分析：EcoRⅠ（识别GAATTC序列，并在G和A之间切割DNA）和SmaⅠ（只能识别CCCGGG序列，

4、并在C和G之间切开）等限制酶,总结得出：①特异性：一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的切点上切割DNA分子。补充：1978年内森斯和史密斯因发现限制酶而获得诺贝尔生理学或医学奖。做一做(学生探究活动二)：限制酶切割DNA（假设剪刀模拟的是限制酶EcoRⅠ，用此酶处理拿到的具有一定碱基序列的纸带。）【问题3】你认为限制酶切割的是DNA分子结构中的哪个位置？请学生在PPT上指出切割位置；检查刚才切割的位置是否正确。②作用位点：磷酸二酯键【问题4】限制酶切割DNA分子后形成的两个切口（末端）有什么特点？引导学生观察活动二切割后的纸带分析得出：③作用

5、结果：产生两个相同的黏性末端追问：不同的DNA分子用同种限制酶切割后形成的黏性末端是否是相同的？结论推广：同种限制酶切割不同DNA分子后形成的黏性末端是相同的。补充：平末端练一练：从一个DNA分子中间切下一个基因，会形成几个黏性末端？需切断几个磷酸二酯键？（4；4）做一做(学生探究活动三)：DNA连接酶连接DNA片段（假设胶带模拟的是DNA连接酶，用此酶将“活动二”切开的DNA连接起来。）【问题5】DNA连接酶连接的是DNA分子的哪个结构？你连接的地方对吗？2、基因的“针线”—DNA连接酶作用：形成磷酸二酯键【问题6】纸环在实验中起什么作用？纸环上的抗氨苄

6、青霉素基因有什么作用？3、基因的运载体（分子运输车）①作用：将目的基因送入受体细胞②具备条件：a.具有标记基因，便于判断是否进入到受体细胞中b.具有酶切位点，以便外源基因插入c.能在宿主细胞中复制和表达小资料介绍：质粒【问题7】将人的胰岛素基因转入大肠杆菌中表达可划分为哪几个大的步骤？三、基因工程的基本步骤1、提取目的基因2、目的基因与运载体结合学生活动四：完成构建重组DNA的概念图思考：为什么要用同一种限制酶切割目的基因与质粒？形成相同的黏性末端，目的基因才能与质粒连接在一起。补充：1980年，伯格和桑格因成功地构建了第一个体外重组DNA分子而获得诺贝尔

7、化学奖。播放视频：重组质粒构建过程，分析细节3、将目的基因导入受体细胞讲授：基因工程中常用的受体细胞有大肠杆菌（常用）、动植物细胞等。为了让目的基因顺利地进入受体细胞，通常还要对一些受体细胞进行增大通透性的处理。3【问题8】如何检测大肠杆菌中是否成功导入了胰岛素基因？4、目的基因的检测与鉴定分析：检测方法（标记基因）【问题9】怎样才能说明你的转胰岛素基因实验成功了？鉴定：产生相应的蛋白质（性状）介绍：1978年，科学家成功地用大肠杆菌生产出人的胰岛素，大大提高了产量，降低了价格！科技造福人类！【问题10】通过今天的模拟实验，你觉得应该怎样给基因工程下一个定

8、义呢？一、基因工程的概念基因工程又叫基因拼接技术或DNA重组技术。