3.2基因工程的基本操作程序（教案）-2022-2023学年高二生物学人教版（2019）选择性必修三
文档属性
| 名称 | 3.2基因工程的基本操作程序（教案）-2022-2023学年高二生物学人教版（2019）选择性必修三 |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 31.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2023-03-10 21:43:29 | ||
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文档简介
人教版（2019）选择性必修三 生物技术与工程 第3章 基因工程
第2节 基因工程的基本操作程序
教学设计
一、教学目标的确定
课程标准与本节相对应的要求是：阐明基因工程的基本操作程序主要包括目的基因的获取、基因表达载体的构建、目的基因导入受体细胞和目的基因及其表达产物的检测鉴定等步骤。结合教材内容，确定本节的教学目标如下：
1. 阐明PCR的原理，说出PCR反应所需的条件和PCR反应的过程
2. 说出基因表达载体的组成
3. 列举将目的基因导入植物细胞、动物细胞和微生物细胞的方法
4. 列举检测与鉴定目的基因在受体细胞中是否稳定维持和表达其遗传特性的方法
5. 能够用流程图的形式概括出基因工程的基本操作程序
6. 针对人类生产或生活中的某一需求，能运用基因工程尝试设计获得某一转基因产品的方案
7. 能够基于对基因工程的原理和操作流程的认识，以理性的态度对待基因工程的研发和应用，认同我国科研工作者在基因工程领域取得的成就
二、教学重难点
1、教学重点
（1）基因工程基本操作程序的四个步骤
（2）DNA片段的扩增及电泳鉴定
2、教学难点
（1）胚利用PCR获取和扩增目的基因
（2）DNA片段的扩增及电泳鉴定
3、教学设计思路
本节以“转基因抗虫棉”和“非转基因抗虫棉”的相关资料和图片引入教学，激发学生的学习兴趣，并通过教师提问，让学生的被动学习变为主动学习，培养学生正确的学习方法，在回答教师的提问过程中，锻炼了学生的思维方式和合作交流的意识，最后通过学生查阅资料，培养学生的科学素养
四、教学步骤
1、新课导入
1、新课导入
教师利用课件展示“转基因抗虫棉”和“非转基因抗虫棉”的相关图片，并利用教材中的“从社会中来”的文字部分，让学生思考“转基因抗虫棉抗虫的机制是什么？培育转基因抗虫棉一般需要哪些步骤？”
通过联系生产、生活实际，激发学生的学习兴趣
2、新课讲授
1、目的基因的筛选与获取
【师】“为什么要有目的基因的筛选与获取这一步骤？”
然后引导学生回顾基因工程的概念
【生】“基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们要求的新的生物类型和生物产品”
【师】可以说，这既是概念也是原理，这里所说的“更符合人们需要”就是目的，那么更符合人们需要的那个基因，就是目的基因了。有了目的基因，我们才能赋予一种生物另一种生物的遗传特性
【师】到底什么是目的基因呢？怎么才能获取目的基因呢？获得目的基因的方法有哪些呢？让我们一起通过阅读教材来找到答案
教师利用课件展示苏云杆菌、Bt抗虫蛋白和Bt基因，结合“从社会中来”的相关内容，指明Bt基因是培育转基因抗虫棉较为合适的目的基因，然后进行提问
【师】明确了Bt基因是培育转基因抗虫棉的目的基因后，该如何获得这个基因呢？
教师指导学生阅读教材“利用PCR获取和扩增目的基因”的相关文字部分和反应过程示意图，然后利用课件播放PCR反应过程的视频，带领学生逐步进行分析
【师】PCR的原理是什么？PCR扩增过程所需要的前提条件是什么？
【生】利用DNA双链复制的原理，将基因的核苷酸序列不断加以复制，使其数量呈指数方式增长；PCR扩增的前提条件是需要引物和已知的一段目的基因的核苷酸序列
最后师生共同归纳PCR扩增目的基因的过程
2、基因表达载体的构建
【师】在获取了足够量的Bt基因后，下一步就是要让目的基因在受体细胞中稳定存在并遗传给下一代，但获得的Bt基因能否直接将它导入受体细胞？
【生】需要构建基因表达载体
【师】将Bt基因送人受体细胞的载体需要具备什么条件？
要使Bt基因在受体细胞中稳定存在，并能够表达和发挥作用，载体还需要哪些结构？
教师指导学生阅读教材，并回答上述问题，然后展示基因表达载体的结构模式图，引导学生观察载体的组成，并讨论各组成部分的功能
通过提问，让学生练习上节课的知识内容，通过分析基因表达载体的组成，自主构建基因表达载体的流程，让学生印象更深刻
三、将目的基因导入细胞
【师】构建好的目的基因如何进入受体细胞呢？
【师】根据受体细胞的不同，导入的方法也有所不同，将目的基因导入植物细胞采用做多的方法是农杆菌转化法。下面以农杆菌转化法为例
教师指导学生阅读教材第81页的“资料卡”并通过PPT展示农杆菌转化法示意图，并提出问题
【师】农杆菌有什么样的特点使其可以帮助目的基因进入受体细胞呢？
【生】农杆菌能在自然条件下感染双子叶植物和裸子植物，当植物受到损伤时，伤口处的细胞会分泌大量的酚类化合物，吸引农杆菌移向细胞。这时农杆菌中的Ti质粒上的T—DNA可转移至受体细胞，并整合到受体细胞的染色体的DNA上
根据农杆菌的特点，教师指导学生尝试自己描述农杆菌转化法的导入过程
四、目的基因的检测与鉴定
【师】目的基因进入受体细胞后是否稳定维持和表达其遗传特性，只有通过检测与鉴定才能知道，但是如何进行检测与鉴定的呢？
教师指导学生阅读教材第82页，然后进行提问：
【师】请你回顾基因表达的过程，推测可以从哪些方面进行检测与鉴定？
【师】培育转基因抗虫棉的最终目的就是要赋予棉花抗虫特性，怎样检测棉花是否具有抗虫特性呢？
学生小组之间互相讨论，教师可以适当给予提示“从DNA、RNA和蛋白质水平进行检测”
【师】同学们课下可以查阅资料，关注棉铃虫对转基因抗虫棉产生抗性的问题，围绕教材中“到社会中去”提出的几个问题，进行相关了解
五、板书设计
一、目的基因的筛选与获取
二、基因表达载体的构建
三、将目的基因导入细胞
四、目的基因的检测与鉴定
2
第2节 基因工程的基本操作程序
教学设计
一、教学目标的确定
课程标准与本节相对应的要求是：阐明基因工程的基本操作程序主要包括目的基因的获取、基因表达载体的构建、目的基因导入受体细胞和目的基因及其表达产物的检测鉴定等步骤。结合教材内容，确定本节的教学目标如下：
1. 阐明PCR的原理，说出PCR反应所需的条件和PCR反应的过程
2. 说出基因表达载体的组成
3. 列举将目的基因导入植物细胞、动物细胞和微生物细胞的方法
4. 列举检测与鉴定目的基因在受体细胞中是否稳定维持和表达其遗传特性的方法
5. 能够用流程图的形式概括出基因工程的基本操作程序
6. 针对人类生产或生活中的某一需求，能运用基因工程尝试设计获得某一转基因产品的方案
7. 能够基于对基因工程的原理和操作流程的认识，以理性的态度对待基因工程的研发和应用，认同我国科研工作者在基因工程领域取得的成就
二、教学重难点
1、教学重点
（1）基因工程基本操作程序的四个步骤
（2）DNA片段的扩增及电泳鉴定
2、教学难点
（1）胚利用PCR获取和扩增目的基因
（2）DNA片段的扩增及电泳鉴定
3、教学设计思路
本节以“转基因抗虫棉”和“非转基因抗虫棉”的相关资料和图片引入教学，激发学生的学习兴趣，并通过教师提问，让学生的被动学习变为主动学习，培养学生正确的学习方法，在回答教师的提问过程中，锻炼了学生的思维方式和合作交流的意识，最后通过学生查阅资料，培养学生的科学素养
四、教学步骤
1、新课导入
1、新课导入
教师利用课件展示“转基因抗虫棉”和“非转基因抗虫棉”的相关图片，并利用教材中的“从社会中来”的文字部分，让学生思考“转基因抗虫棉抗虫的机制是什么？培育转基因抗虫棉一般需要哪些步骤？”
通过联系生产、生活实际，激发学生的学习兴趣
2、新课讲授
1、目的基因的筛选与获取
【师】“为什么要有目的基因的筛选与获取这一步骤？”
然后引导学生回顾基因工程的概念
【生】“基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们要求的新的生物类型和生物产品”
【师】可以说，这既是概念也是原理，这里所说的“更符合人们需要”就是目的，那么更符合人们需要的那个基因，就是目的基因了。有了目的基因，我们才能赋予一种生物另一种生物的遗传特性
【师】到底什么是目的基因呢？怎么才能获取目的基因呢？获得目的基因的方法有哪些呢？让我们一起通过阅读教材来找到答案
教师利用课件展示苏云杆菌、Bt抗虫蛋白和Bt基因，结合“从社会中来”的相关内容，指明Bt基因是培育转基因抗虫棉较为合适的目的基因，然后进行提问
【师】明确了Bt基因是培育转基因抗虫棉的目的基因后，该如何获得这个基因呢？
教师指导学生阅读教材“利用PCR获取和扩增目的基因”的相关文字部分和反应过程示意图，然后利用课件播放PCR反应过程的视频，带领学生逐步进行分析
【师】PCR的原理是什么？PCR扩增过程所需要的前提条件是什么？
【生】利用DNA双链复制的原理，将基因的核苷酸序列不断加以复制，使其数量呈指数方式增长；PCR扩增的前提条件是需要引物和已知的一段目的基因的核苷酸序列
最后师生共同归纳PCR扩增目的基因的过程
2、基因表达载体的构建
【师】在获取了足够量的Bt基因后，下一步就是要让目的基因在受体细胞中稳定存在并遗传给下一代，但获得的Bt基因能否直接将它导入受体细胞？
【生】需要构建基因表达载体
【师】将Bt基因送人受体细胞的载体需要具备什么条件？
要使Bt基因在受体细胞中稳定存在，并能够表达和发挥作用，载体还需要哪些结构？
教师指导学生阅读教材，并回答上述问题，然后展示基因表达载体的结构模式图，引导学生观察载体的组成，并讨论各组成部分的功能
通过提问，让学生练习上节课的知识内容，通过分析基因表达载体的组成，自主构建基因表达载体的流程，让学生印象更深刻
三、将目的基因导入细胞
【师】构建好的目的基因如何进入受体细胞呢？
【师】根据受体细胞的不同，导入的方法也有所不同，将目的基因导入植物细胞采用做多的方法是农杆菌转化法。下面以农杆菌转化法为例
教师指导学生阅读教材第81页的“资料卡”并通过PPT展示农杆菌转化法示意图，并提出问题
【师】农杆菌有什么样的特点使其可以帮助目的基因进入受体细胞呢？
【生】农杆菌能在自然条件下感染双子叶植物和裸子植物，当植物受到损伤时，伤口处的细胞会分泌大量的酚类化合物，吸引农杆菌移向细胞。这时农杆菌中的Ti质粒上的T—DNA可转移至受体细胞，并整合到受体细胞的染色体的DNA上
根据农杆菌的特点，教师指导学生尝试自己描述农杆菌转化法的导入过程
四、目的基因的检测与鉴定
【师】目的基因进入受体细胞后是否稳定维持和表达其遗传特性，只有通过检测与鉴定才能知道，但是如何进行检测与鉴定的呢？
教师指导学生阅读教材第82页，然后进行提问：
【师】请你回顾基因表达的过程，推测可以从哪些方面进行检测与鉴定？
【师】培育转基因抗虫棉的最终目的就是要赋予棉花抗虫特性，怎样检测棉花是否具有抗虫特性呢？
学生小组之间互相讨论，教师可以适当给予提示“从DNA、RNA和蛋白质水平进行检测”
【师】同学们课下可以查阅资料，关注棉铃虫对转基因抗虫棉产生抗性的问题，围绕教材中“到社会中去”提出的几个问题，进行相关了解
五、板书设计
一、目的基因的筛选与获取
二、基因表达载体的构建
三、将目的基因导入细胞
四、目的基因的检测与鉴定
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