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1、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
2、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D
3、NA 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 知识目标简述基础理论研究和技术进步催化了基因工程简述基因工程的原理和基本步骤2 能力目标学会运用概念图总结基因工程的基本步骤及方法尝试运用基因工程原理，提出解决某一实际问题的方案3 情感态度与价值观关注基因工程的发展名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 7 页 - - - - - - - - - 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
4、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看图并回答上面三个问题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：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - -
5、 - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 7 页 - - - - - - - - - 目的基因的获取题，进而引出思考：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件、应用工具和过程从自然界已有的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
6、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杆菌建立基因组文库名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 7 页 - - - - - - - - - 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
7、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名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 7 页 - - - - - - - - - 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
8、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13）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：72Taq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，教师给予指导名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 7 页 - - - - - - - - - 列表比较利用PCR技术扩增目的基
9、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可行，如果这样做，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体细胞讨论并回答：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
10、因： 检测目的基因是否导入受体细胞；名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 7 页 - - - - - - - - - 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：总结基因表达载体构成，并说明各个元件的作用多个限制酶切点：目的基因插入；启动子： 位于基因首端；是RNA聚合酶识别和结合位点，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名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 7 页 - - - - - - - - -