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1、人教版必修2生物62 基因工程及其应用 教案8“生物高中必修2第6章第2节 基因工程及其应用”教学设计广州市南沙第二中学 游科峰一、课标解读：1、本节教学内容的三维目标：（1）知识性目标： a、简述基因工程的基本概念；b、简述基因工程的基本工具；c、简述基因工程的基本操作步骤；d、举例说出基因工程在农业、医药、环境保护等领域的应用。（2）能力性目标： a 、通过对课本插图的观察，培养学生科学的观察方法；b、培养学生收集“转基因生物的转基因食品的”相关信息的能力；c、培养学生科学处理信息的能力、获取新知识的能力、逻辑推理的能力。（3）情感目标： a、通过基因工程的简介，鼓励学生积极探索新知和科学

2、创新；b、通过了解基因工程的成果及发展前景，激发学生学习兴趣，关注科学技术在社会中的相互作用；c、关注转基因生物和转基因食品的安全性。2、本节教学内容的重难点：（1）教学重点：基因工程的基本原理（概念、工具、操作步骤）；基因工程的安全性问题。（2）教学难点：基因工程的基本原理；转基因生物与转基因食品的安全性。3、教师对课标的分析与理解：在学习第1节“杂交育种与诱变育种”之后，学生已经了解的培育生物新品种的不少的方法，但第1节所介绍的方法均有一个约束：那就是物种的限制。所以本节内容“基因工程及其应用”为学生开创的一片新的想象空间，通过学习能较好地激发学生积极探索科学真知的兴趣。通过分析本节课标和

3、教学重难点，但本节内容涉及面较广，教师在教学中应很好地把握深度和广度，对有更多兴趣的学生可让其在选修3中进一步学习。对此，我认为本节内容学习层次以识记层次为主，少数知识为理解和应用：（1）识记层次：包括基因工程概念、基本工具、基本操作步骤；能举例说出基因工程在农业、医药、环境保护等领域的广泛应用等。（2）理解和应用层次：基因工程这一科学技术对社会可能造成的影响，理解科学技术是一把双刃剑，可能造福人类也可能为人类带来危害。即关注转基因生物与转基因食品的安全性问题。二、教材分析：基因工程是现代四大生物工程之一。本节内容主要包括三个方面，分两课时讲授。第1课时简要介绍“基因工程的原理”，第2课时介绍

4、 “基因工程的应用”、“转基因生物和转基因食品安全性”。第1课时的内容是“基因工程的原理”。本节课主要让学生认识、了解基本工程的基本概念、基因工程的工具、基因工程的基本操作步骤等基本原理。由于学生通过前面的学习已经掌握了不少培养生物新品种的方法，杂交育种、诱变育种、单倍体育种、多倍体育种等方法都局限于同一物种进行的操作。能否跨越物种的界限呢？通过“问题探讨”可激发学生学习兴趣，引入基因工程的概念。由于基因工程是在分子水平上进行的生物工程，在高中阶段不可能直接让学生进行相关实验和操作，所以教师应在备课时作准备充分，如准备相关的课件通过电脑动画来表现这一动态过程。A、B、C类生源学校还可以安排掌握

5、制作相关模型的活动来模拟基因工程的“剪、拼、接、转”的主要过程。而对于D、E、F类生源学校教师可通过形象生动的语言，通过生活中的一些实例来让学生了解基因工程的大致过程。个人认为“七巧板”就是一种不错的模拟器材。第2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。本节课如果按照传统的方法，仅仅以课本为参考，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，这显然不符合新课标的要求。因此建议本节课时打

6、破原有的教学模式，尝试让学生在课前先进行相关准备，利用网络和图书进行信息的收集和处理。因此本节课的信息量将比较大，具有较大的开放性。教师在教学应着重于调动学生的兴趣，重点引导学生讨论基因工程应用的利与弊，关注转基因食品和转基因生物安全性问题，引导学生用正确的方法来收集有用信息的能力。本节内容A、B、C类生源学校可在课堂上模拟“听证会”的方式进行教学；D、E、F类生源学校可采取“正反方辩论”的方法进行教学。三、学生情况分析：本教学设计面向的学生为第1课时可针对所有学校，让学生了解基因工程的基本原理。第2课时为开放性教学，所以对A、B、C类生源学校要求更高些，采用“听证会”的方式，要求学生提供的证

7、据必须符合自己扮演的身份；而对D、E、F组学校的学生，该类别学校的学生学习基础较为薄弱，理解和分析能力较差，因此，可采取“正反方辩论”的方法进行教学，只要求学生表明自己是站在支持或反对一方，相对来说身份范围更广，证据只要支持观点即可。四、教学策略第1课时教师可通过对“杂交育种与诱变育种”的特点复习入手，结合课本P102页的“问题探讨”引入基因工程的概念。在教学中可结合学生熟悉的具体事例来讲述，如儿时大家都玩过的“七巧板”游戏等。本节的侧重点是基因工程的原理，因此在教学深度的把握上应定位在让学生了解基因工程的过程和方法，不必用太过专业的术语，更要求语言的形象生动。第1课时结束时还应对学生布置相关

8、课后准备，收集有关基因工程的资料。第2课时可先让学生把收集到的有关资料进行总结归纳，列举出基因工程在各方面的应用。同时以“转基因生物和转基因食品的安全性”为题，可让学生进行自由辩论，建议A、B、C类生源学校模拟听证会的方式，D、E、F类生源学校采用正反方辩论式进行。本节课开放性较强，教师要充分发挥学生的主动性，鼓励学生积极参与，尽可能让学生站在不同角度思考问题并做出判断，使学生体会到参与社会问题的讨论和决策的方法，教师在学生讨论中不必刻意将学生的争论引向一致的结论，关键是要对学生的思维进行训练。第2课时结束前，教师应组织学生进行相关小结，特别应强调科学技术是一把双刃剑，既可以造福人类也可能带来

9、危害，同时作为新时代的公民，应该关注科学技术的发展及其对人类社会的影响。五、教学过程：第1课时阶段教师活动学生活动设计意图复习引入新课1、提问：杂交育种与诱变育种有什么特点？2、通过课本P102“问题探讨”引入基因工程这一新概念。1、复习回忆2、思考“问题探讨”通过复习引入新课通过问题激发学生兴趣基因工程简介1、展示基因工程相关图片，如转基因种子、水果、药物等。2、指出基因工程的概念，3、教师小结：认识杂交育种存在的局限性，并指导学生思考怎么样才能按照自己的意愿直接定向改变生物观察并回忆自己身边有没有见过、听过这些生物和食品。思考并设想利用基因工程改造生物的可能方法从具体事例出发，集中学生注意

10、力发挥学生想象力，培养创新能力认识基因工程需要的特定的工具可用形象生动的比喻等方法引导学生思考基因工程所需的基本工具：1、剪刀：限制性核酸内切酶2、针线：DNA连接酶3、运载体：质粒和动植物病毒等跟随教师的引导，思考基因工程所需基本工具的使用方法和特点联想生活中的一些实例和这些工具有什么相似之处。让学生通过教师引导和自己的联想，体会基因工程基本工具的使用方法基因工程的基本步骤用类比的方法引导学生思考基因工程的大致步骤：1、提取目的基因2、目的基因与运载体结合3、将目的基因（如重组质粒）导入受体细胞4、目的基因的表达和检测引导学生认识基因工程就像是一种“剪刀加浆糊”式的“嫁接，又有些象生活中的裁

11、缝做衣。分组讨论：参阅课本P103页图6-6讨论如何利用基因工具顺利达到人们定向改变生物性状的方法。通过讨论进一步认识和理解基因工程的基本步骤。类比能使学生更形象地理解基因工程操作中的“剪、接、导、检”等过程举例讲解讲解：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。1、EcoRI的特性：它是限制酶的一种，但它可以专门识别DNA分子中含有的“GAATTC”这样的序列，一旦找到就可以从G和A之间剪断。2、用同种限制酶切割后的DNA片断就可形成相同的黏性末端，碱基可互补配对，末端的骨架缺口可以用连接酶来缝合。这样就可以通过“剪切拼接”形成重组DNA分子。3、重组后的D

12、NA分子还需要特殊的搬运工具如运载体送入到受体细胞。4、用图片或课件动画展示质粒的结构及特点，以及其必须具备运载体的一些条件。5、对基因工程是否成功的检验：目的基因的表达和检测加深对基因工具和步骤的进一步认识和理解。关注限制酶的专一性和质粒的结构特性等。思考如何送入受体细胞理解基因工程不是操作结束就算成功，还要看能否产生目的基因的产物。工具和步骤可以通过具体的实例让学生达到预期目的，同时让学生为什么需要这么去操作的原因。A、B、C类生源本项建议有条件的学校可实施：可参考选修3现代生物科技专题P6“重组DNA分子 的模拟操作”，将学生分成4人一组，发给所需材料（或由学生课前自备）模拟重组DNA分

13、子。学生动手操作模拟基本过程分组操作便于合作交流。动手做同时也需动脑想，才能突出模拟制作的教育价值。结课1、老师小结本节内容2、布置学生课下收集基因工程应用的信息，包括事例、应用价值、现代研究状况、以及人们对基因工程的态度，特别关注与安全性方面有关的报道、法律法规等资料。3、课堂作业：基础题1、2、3完成基础练习讨论课后准备用何种方法获得信息（如网络、图书、影像、实地调查等）为第2课时的学习和讨论做好准备第2课时阶段教师活动学生活动设计意图课前准备1、布置学生课下搜集基因工程应用的事例及其价值的资料；2、搜集有关基因工程技术安全性方面的报道、法规等的资料。课下准备为下节课的学习和讨论做准备。基

14、因工程的应用1、复习基因工程操作的基本步骤和重要工具。2、检查课前收集到的有关基因工程应用的资料。3、导入新课：基因工程的应用。让3-5名学生汇报，其他人补充。学生阅读教科书P104的内容。教师总结，并从具体事例引入关于转基因生物和转基因食品安全性的争议，启发学生对其安全性问题进行讨论。汇报并交流课前收集资料的情况。在医药卫生方面，基因工程有哪些应用和前景？在农业和食品工业方面，基因工程有哪些应用和前景？ 在环境保护方面，基因工程有哪些应用和前景？你想像中未来的基因工程会有怎样的发展趋势？学生参与总结和评价。掌握学生课前准备的情况。基因工程的应用最好由学生自己列举，目的不在于让学生记住它有哪些

15、应用，而在于引发他们进一步进行课外探索的兴趣。教师总结归纳。 转基因食品和转基因生物安全性学生分组讨论教科书P105资料分析的两种观点进行思考、讨论。教师强调支持某一观点的论据要充分，注意科学性、客观性和逻辑性。模拟听证会议题：某些公司利用基因工程技术让细菌生产牛的生长激素（BST），然后定期给奶牛注射BST，使奶牛分泌更多的乳汁。但是，注射BST的奶牛，乳房感染更为频繁，必须使用抗生素治疗，结果导致乳汁中含有抗生素。因此一些市民和媒体呼吁市政府制定条例对转基因生物及转基因食品的生产和销售加以控制。请你作为A-G中的任一角色参加听证会，就是否应当对转基因生物与转基因食品加以限制发表你的看法。要

16、求：观点正确，论据充分，注意科学性，客观性和逻辑性。教师依据教科书P106的本章小结，对本章内容进行简要总结。每个小组选择其中一个角色，A基因工程研发人员B奶牛公司代表C环保志愿者D消费者代表E食品与药品检测监督部门F决策部门主管G法律专家准备陈述提纲和辩论材料，做到尊重科学、体察民意、以理服人、客观公正、民主决策。听证会程序：1.决策部门的主管陈述听证会议题及议程（规则）；2.控辩双方分别陈述各自的主张；3.辩论阶段；4.法律专家代表陈述我国和世界各主要国家和地区的有关法律法规；5.表决有关条例决议案。师生共同总结，对活动过程和结果做出合理评价。通过讨论，激发兴趣，引起学生的关注。讨论安全性

17、不在于引导学生得出一致的结论，而应着重在于激发学生关注社会问题，参与社会事务的讨论的热情。通过角色扮演活动，摆事实、讲道理，培养学生的民主意识和应用所学知识参与公共事务决策的公民意识。体验科学、技术对社会的影响。达到激趣、引思、导辩、表达、交流、倾听等效果。客观公正的评价和总结有利于激发和调动学生参与课堂教学活动的积极性和主动性。教师帮助学生理出本章的主线，强化STS教育。结课基因工程开始渗透到我们生活的方方面面，同学们如果有兴趣课后可以进行深入探索和讨论。并设计一则转基因作物和转基因食品安全性的公益广告，形式不限。表现出较大的探究热情。为课后继续学习作好铺垫。六、配套练习：（一）单项选择题1

18、科学家们经过多年努力，创立了新兴生物技术基因工程，实施该工程的最终目的是（B）A定向提取生物体的DNA分子 B定向地对DNA分子进行人工“剪切”C在生物体外对DNA分子进行改造 D定向地改造生物的遗传性状2工程菌是指（C）A用物理或化学方法诱发菌类自身某些基因得到高效表达的菌类细胞株系B用遗传工程的方法，把相同种类不同株系的菌类通过杂交得到的新细胞株系C用基因工程的方法，使外源基因得到高效表达的菌类细胞株系D从自然界中选取能迅速增殖的菌类3下列关于基因工程的叙述正确的是（D）ADNA连接酶能使两个粘性末瑞之间的碱基结合B限制性内切酶的切口一定是GAATTC的碱基序列C质粒是基因工程中唯一用作运

19、载目的基因的工具D对目的基因进行大量复制的过程可称为分子“克隆”4有关基因工程的叙述，正确的是（B）A限制性内切酶只在获得目的基因时才用 B蛋白质的结构可以为合成目的基因提供资料C质粒都可以作为运载体D重组质粒的形成在细胞内完成5基因工的操作步骤：使目的基因与运载体相结合将目的基因导入受体细胞检测目的基因的表达是否符合特定性状要求提取目的基因，正确的操作顺序是（C）A B C D6下列有关基因工程技术的叙述，正确的是（C）A重组DNA技术所用的工具酶是限制酶、连接酶和运载体B所有的限制酶都只能识别同一种特定的核苷酸序列C选用细菌为重组质粒受体细胞是因为质粒易进入细菌细胞且繁殖快D只要目的基因进

20、入了受体细胞就能成功实现表达7有关基因工程的叙述正确的是（D）A限制性内切酶只在获得目的基因是才用 B重组质粒的形成在细胞内完成C质粒都可作运载体 D蛋白质的结构可为合成目的基因提供资料8实施基因工程第一步的一种方法是把所需的基因从供体细胞内分离出来，这要利用限制性内切酶。某种限制性内切酶能识别DNA分子中的GAATTC顺序，且点在G和A之间，这是应用了酶的（B）A高效性 B专一性 C多样性 D催化活性受外界条件影响9基因工程技术中的目的基因主要来源于（A）A自然界现存生物体内的基因 B自然突变产生的新基因C人工诱变产生的新基因 D科学家在实验室人工合成的基因10在基因工程中,切割运载体和含有

21、目的基因的DNA片段中,需使用（A）A同种限制酶 B两种限制酶 C同种连接酶 D两种连接酶11下列关于限制酶的说法不正确的是（A）A限制酶广泛存在于各种生物中，微生物中很少分布B一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸系列C不同的限制酶切割DNA的切点不同D限制酶的作用是用来提取目的基因12下图所示限制酶切割某DNA分子的过程，从图中可以知道，该酶能识别的碱基序列及切点是（C）A、 CTTAAG，切点在C和T之间 BCTTAAG，切点在G和A之间CGAATTC，切点在G和A 之间 DGAATTC，切点在C和T之间13DNA连接酶的重要功能是（D）ADNA复制时母链与子链之间形成氢键 B黏性末端之间形

22、成氢键C两条DNA 末端之间形成氢键 DABC都不正确14DNA连接酶的连接作用部位是（B）A配对的碱基与碱基之间 B脱氧核糖与磷酸基之间C脱氧核糖与碱基之间 D磷酸基与碱基之间15在基因工程中用来修饰改造生物基因的工具酶是（A）A限制酶和连接酶 B限制酶和水解酶 C限制酶和运载体 D连接酶和运载体16质粒是基因工程最常用的运载体，它的主要特点是（C）能自主复制 不能自主复制 结构很小 蛋白质 环状RNA 环状DNA 能“友好”的借居A B C D17下列关于质粒的叙述，正确的是（A）A质粒是细菌细胞质中能自我复制的小型环状DNA 分子B质粒是广泛存在于细菌细胞中的一种颗粒状细胞器C质粒只有在

23、侵入宿主细胞后在宿主细胞内复制D细菌质粒的复制过程一定是在宿主细胞外独立进行18不属于质粒被选为基因运载体的理由是（D）A能复制 B有多个限制酶切点 C具有标记基因 D它是环状DNA19质粒是基因工程中最常用的运载体，下列关与质粒的叙述中错误的是（）A质粒的存在对宿主细胞的生存没有决定性的作用B它存在于许多细菌以及酵母菌等生物中C作为运载体的质粒都应含有标记基因D质粒可以在细菌内进行复制，是细菌生存所必须的 20下列哪项不是基因工程中经常使用的用来运载目的基因的载体（D）A细菌质粒 B噬菌体 C动植物病毒 D细菌核区的DNA21下列哪项叙述不是运载体必须具备的条件（B）A具有某些标记基因 B决

24、定宿主细胞的生存 C能够在宿主细胞中复制 D有多个限制酶切点22要想将目的基因与运载体连接起来，在基因操作中应选用（B）A只需DNA连接酶 B同一种限制酶和DNA连接酶 C只需限制酶 D不同的限制酶和DNA连接酶23基因工程中科学家常采用细菌、酵母菌等微生物作为受体细胞，原因是（A）A繁殖速度快 B遗传物质含量少、简单 C结构简单、操作方便 D性状稳定、变异少24基因工程常用的受体细胞有（D）大肠杆菌 枯草杆菌 支原体 动植物细胞A B C D25人们将苏云金杆菌中的抗虫基因导入棉花细胞中，培育成功抗虫棉。这个过程中利用的主要原理是（C）A基因突变、DNARNA蛋白质 B基因重组、DNARNA

25、蛋白质C基因工程、DNARNA蛋白质 D染色体变异、DNARNA蛋白质26用某些细菌或病毒作为运载体，除它们具备三个基本条件外，还与它们所具有的哪个特点有关（B）A个体微小、结构简单 B较强的侵染能力C不具有染色体 DNA D化学成分比较简单27一般来讲，基因工程整个操作过程成功的标志是（D）A目的基因与运载体的成功结合 B目的基因被成功导入受体细胞C目的基因在受体细胞中被成功检测到 D目的基因在受体细胞中的表达28具有标记基因是作为运载体的必须具备的条件之一，该条件的具备是有利于下列哪个项目的达成（C）A便于与目的基因的结合 B便于目的基因的导入C便于目的基因的检测 D便于目的基因的表达29

26、1976年，美国的H.Boyer教授首次将人的生长激素释放抑制因子的基因转入大肠杆菌并获得了表达，这是人类第一次获得转基因产物。其中的“表达”是指该基因在大肠杆菌体内（C）A进行了复制 B能随大肠杆菌的繁殖传递给后代C能合成生长激素释放抑制因子 D能合成人的生长激素30基因工程是在DNA分子水平上进行设计施工的，在基因操作的基本步骤中，不进行碱基互补配对的是（C）A人工合成目的基因 B目的基因与运载体结合 C将目的基因导入受体细胞 D目的基因的检测和表达31有关基因工程的叙述正确的是（D）A限制酶只在获得目的基因时才用 B重组质粒的形成是在细胞质内完成的C质粒都可作为运载体 D蛋白质的结构可为

27、合成目的基因提供资料32科学家经过多年的努力，创立了一种新兴的生物技术基因工程，实施该工程的最终目的是（D）A定向提取生物体的DNA分子 B定向地对DNA分子进行人工“剪切”C在生物体外对DNA分子进行改造 D定向改造生物体的遗传性状33下列关于限制酶的说法不正确的是（A）A限制酶广泛存在于各种生物中，微生物中很少分布B一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列C不同的限制酶切割DNA的切点不同D限制酶的作用是用来提取目的基因34有关基因工程的成果和应用的说法正确的是（D）A用基因工程方法培育的抗虫植物也能抗病毒B基因工程在畜牧业上应用的主要目的是培养体型巨大品质优良的动物C任何一种假单孢杆菌都能

28、分解四种石油成分，所以假单孢杆菌是“超级菌”D基因工程在农业上的应用主要是培育高产稳产品质优良各具有抗逆性的农作物35下列高科技成果中，根据基因重组原理进行的是（B） 我国科学家袁隆平利用杂交技术培育出超级水稻 我国科学家将苏云金杆菌的某些基因移植到棉花体内，培育出抗虫棉 我国科学家通过返回式卫星搭载种子培育出太空椒 我国科学家通过体细胞克隆技术培养出克隆牛A B C D（二）非选择题36科学家通过基因工程培育抗虫棉时，需要从苏云金芽孢杆菌中提取出抗虫基因，放入棉花的细胞中与棉花的DNA结合起来并发挥作用，请回答下列有关问题：（1）从苏云金芽孢杆菌中切割抗虫基因所用的工具是 ，此工具主要存在于

29、 中，其特点是 。（2）苏云金芽孢杆菌一个DNA分子上有许多基因，获得抗虫基因常采用的方法是鸟枪法。具体做法是：用 酶将苏云金芽孢杆菌的 切成许多片断，然后将这些片段 ，再通过 转入不同的受体细胞，让他们在各个受体细胞中大量 ，从中找到含有目的基因的细胞，再用一定的方法把 分离出来。（1）限制性内切酶；微生物；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（2）限制性内切；DNA；分别载入运载体；运载体；复制（扩增）；带有目的基因的DNA片段37近年来，棉铃虫在我国大面积爆发，每年的经济损失达100亿元以上，对此我国科学工作者研究发现一种生活在棉铃虫消化道内的苏云金杆菌能分泌一种

30、毒蛋白可使棉铃虫致死，而此毒蛋白对人畜无害。而后，我国科技工作者成功地将毒蛋白基因棉花植株内并成功实现表达。该抗虫棉品种在1998年推广后取得了很好的经济效益。请据此回答下列问题：（1）害虫抗药性的增强是 的结果。（2）培育抗虫棉新品应用了 技术，该过程中，所用的基因“剪刀”是 ，基因的“针线”是 ，基因的“运输工具”是 。（3）将毒蛋白基因转入棉花植株内的操作步骤是： ； ； ； ；（4）“转基因抗虫棉”抗害虫的遗传信息的传递过程可表示为： ；（5）该技术除了取得经济效益外，在环境保护方面的作用表现为： 。（1）自然选择（2）基因工程；限制性内切酶；DNA连接酶；运载体（3）毒蛋白基因的获得毒蛋白基因与运载体结合将毒蛋白基因导入受体细胞毒蛋白基因表达与检测（4）毒蛋白