高中生物基因工程的應用教案大全

高中生物基因工程的應用教案大全

對教材內(nèi)容進行重組，設計問題串，組織探究活動，整個教學中教師只起

引導作用，讓學生在動腦的過程中學會把握要點，逐步得出結論，最終獲得知

識，真正用科學思維方式來學習生物學知識。接下來是小編為大家整理的高中

生物基因工程的應用教案大全，希望大家喜歡！

高中生物基因工程的應用教案大全一

?從容說課

本節(jié)內(nèi)容包括兩個主要方面：一是基因工程的基本原理，二是基因工程的

應用。分別用一個課時完成。對于基因工程的基本原理而言，既是學生進入高

中以來第一次接觸到的生物工程方面的有關內(nèi)容，又是生物工程中四大主要工

程的重點和難點，其知識內(nèi)容比較抽象和復雜，屬于生物科學中的前沿科學。

學生理解和接受起來都十分困難。因此本節(jié)的側(cè)重點是基因工程的原理和大致

過程，在教學深度的把握上應定位在學生了解基因工程的過程和方法，而不必

引入過多的專業(yè)術語和詳細的操作技術，語言力求形象生動，避免不適當?shù)財U

展，增加深度和難度。有興趣的學生可以在生物選修3《現(xiàn)代生物科技專題》

中進一步學習。教學時從雜交育種及誘變育種的特點總結入手，結合“問題探

討”，引入基因工程的概念。教學中，教師先結合學生熟悉的具體事例通過類

比的方法來講述基因工程的基本工具，然后安排學生制作模型的活動來模擬基

因工程的操作過程，使學生切身體會基因工程“剪、拼、接、轉(zhuǎn)”的主要過

程。最后教師用制作的電腦動畫來表現(xiàn)這一動態(tài)過程。通過第1課時的學習使

學生達到能簡述基因工程所用到的“工具”和了解基因工程的大致過程的目

的。

對于第2課時基因工程的應用的教學，重在在列舉基因工程各種應用的基

礎上，引導學生討論基因工程應用的利與弊。在進行教學的過程中，布置學生

在課前瀏覽相應的信息資料，搜集有關資料并分析、歸納、整理，提出相應的

問題或自主探究的課題，提交組內(nèi)討論；各小組討論歸納，在課堂上進行全體同

學的交流和討論。在課堂上通過模擬一次聽證會，讓學生進行角色扮演，要求

學生采用思考、分析、想象、推斷和辯論相結合的方法,圍繞基因工程的利與

弊，分析討論是否需要關注轉(zhuǎn)基因食品和轉(zhuǎn)基因生物。對于這個問題，教師不

必刻意將學生的爭論引向一致的結論，爭辯的過程本身就是對學生思維的訓

練，能夠給予學生不少啟發(fā)。教師要注意引導學生擺事實、講道理，作出合乎

邏輯的推斷，鼓勵學生積極參與。還可設計合適的情境，組織學生制作公益匕

直、撰寫咨詢報查等多種活動，讓學生站在不同角度思考問題并作出判斷，使

學生體會到參與社會問題的討論和決策的方法。

最后，教師可以組織學生對本章進行小結，進一步突出從雜交育種到基因

工程這條技術發(fā)展的主線。同時，教師也應強調(diào)科學技術是一把雙刃劍，既可

以為人類造福，又可能造成一些負面影響。身為現(xiàn)代公民，應該關注科學技術

的發(fā)展和影響。

?三維目標

1.知識與技能

(1)簡述基因工程的基本原理。

(2)舉例說出基因工程在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥等領域的應用。

(3)收集基因工程所取得的成果以及發(fā)展前景。

(4)通過對書中插圖、照片等的觀察，學會科學的觀察方法，培養(yǎng)學生收集

和處理科學信息的能力、獲取新知識的能力、分析和解決問題的能力。

2.過程與方法

(1)利用課本以外的資料和信息解決課內(nèi)學習中發(fā)現(xiàn)的問題，培養(yǎng)自主學習

能力。

(2)通過制作模型的活動來模擬基因工程的操作過程，使學生在理解步驟的

同時，切身體會基因工程的主要過程。

(3)通過模擬聽證會的活動，引導學生主動參與、樂于辯論，積極進行交流

與合作，從而培養(yǎng)學生團結、互助和協(xié)調(diào)的合作精神，訓練學生思維的敏捷

性、邏輯性、廣闊性及創(chuàng)造性，開闊學生的視野，提高學生的自學能力和良好

的語言表達能力。

3.情感態(tài)度與價值觀

(1)關注轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品的安全性。

(2)進行角色扮演，使學生體驗參與社會問題的討論和決策的方法。

(3)通過學習了解我國基因工程的發(fā)展前景及成果，激發(fā)學生對生物知識的

興趣，開闊學生的思路，培養(yǎng)學生的愛國主義熱情，樹立在學習上努力刻苦的

決心。

?教學重點

(1)基因工程的基本原理。

(2)基因工程的安全性問題。

?教學難點

(1)基因工程的基本原理。

(2)轉(zhuǎn)基因生物與轉(zhuǎn)基因食品的安全性。

?教具準備

教師課件。

?課時安排

2課時。第1課時：基因工程的原理，第2課時：基因工程的應用。

第1課時

?教學過程

［課前準備］

1.教師收集有關基因工程的音像圖片資料和實物，并制作成課件。

2.教師參考選修3《現(xiàn)代生物科技專題》P6“重組DNA分子的模擬操作”

編輯成構建重組DNA模型的文字指導，復印后發(fā)給各組。

3.學生以EcoRI為例，根據(jù)教師下發(fā)的指導構建重組DNA分子模型，體會

基因的剪切、拼接、縫合的道理。

［情境創(chuàng)設］

演示多媒體課件列舉幾種生物的不同性狀，如下：

(1)青霉菌能產(chǎn)生對人類有用的抗生素一一青霉素。

(2)豆科植物的根瘤菌能夠固定空氣中的氮氣。

(3)人的胰島素細胞能分泌胰島素調(diào)節(jié)血糖的濃度。

教師：以上兒種生物各自有其特定的性狀，這些性狀都是基因特異性表達

的結果，但是人類能不能改造基因呢？能不能使本身沒有某個性狀的生物具有某

個特定性狀呢?例如，讓禾本科植物能夠固定空氣中的氮氣；讓微生物生產(chǎn)出人

的胰島素、干擾素等藥物。這樣既節(jié)省了人力，又簡化了生產(chǎn)，同時還不會對

環(huán)境造成污染。這種設想能實現(xiàn)嗎？回答是可以的。通過科學家們的不斷努力，

在20世紀70年代終于創(chuàng)立了一種能定向改造生物的新技術一一基因工程。

教師通過課件圖片和音像資料展示基因工程產(chǎn)品，如種子、水果、疫苗或

藥物等。同時引出本節(jié)課題：基因工程的原理。

［師生互動］

教師：利用“問題探討”，提出問題，組織學生討論、交流看法。

(1)為什么能把一種生物的基因“嫁接”到另一種生物上？

(2)推測這種“嫁接”怎樣才能實現(xiàn)？

(3)這種“嫁接”對品種的改良有什么意義？

學生：分組討論。學生設想用類似的方法來“改造”某種生物，使其符合

人們某種特定需要，說出具體設想。各小組選派代表陳述觀點。

教師：雜交育種有哪些局限性？人類是否可以按照自己的意愿直接定向改造

生物。

學生：雜交育種有方法簡單、容易操作的優(yōu)點。但是，雜交育種只能利用

已有基因的重組，按需選擇，并不能創(chuàng)造新的基因。雜交后代會出現(xiàn)性狀分離

現(xiàn)象，育種進程緩韁，過程煩瑣。我們可以利用基因工程的辦法解決，即把一

種生物的基因“嫁接”到另一種生物上。

教師：肯定學生合理的想法，引發(fā)思考?！澳愕南敕ê芎?，可是用什么樣

的方法才能實現(xiàn)你的設想呢？”

學生：頭腦中設想“嫁接”的過程。

教師：用類比的方法引導學生思考基因工程的大致步驟和所需要的工具：

剪刀、針線、運載體等。并用問題啟發(fā)學生：“你能想象這種剪刀加漿糊式的

嫁接工作在分子水平的操作，其難度會有多大嗎？”

學生：頭腦中設想“嫁接”的過程。并跟隨教師的引導，思考基因工程的

大致步驟：找到目的基因、剪切、拼接、縫合、表達、檢測，所用到的工具：

基因剪刀、基因針線、基因的運載體。

教師：下面以EcoRI為例，構建重組DNA分子模型，體會基因的剪切、拼

接、縫合的道理。

EcoRI是已發(fā)現(xiàn)的500多種限制性內(nèi)切酶中的一種，它是一種從細菌中發(fā)

現(xiàn)的能在特定位置上切割DNA分子的酶。它的特殊性在于，它在DNA分子內(nèi)部

“下剪刀”，專門識別DNA分子中含有的“GAATTC”這樣的序列，一旦找到就

從G和A之間翦斷(參考教科書插圖6-3)o

同學們來試一試，動手做一個重組DNA模型吧。在動手做之前，先要明白

“分子剪刀”和“分子針線”的用途和使用方法。

用同一種限制性內(nèi)切酶切割后的DNA片段其末端可以用連接酶來縫合(參考

教科書插圖6-4)。這樣“剪切拼接”就可以形成重組的DNA分子。

學生：4個人一組，再次閱讀課前教師下發(fā)的“構建DNA分子模型的文字

指導”。

教師：提出問題：

（1）制作模型時用到的“剪刀”和“針線”各代表什么？比較剪切后的DNA

片段的末端切片，你發(fā)現(xiàn)有什么特點呢？

（2）回顧在模型構建過程中，每一步的操作和所用到的工具以及形成的“產(chǎn)

品”，你對重組DNA的操作有什么新的理解？

學生：討論模型構建的具體方法，按“指導”的方法步驟依次完成模擬制

作過程，并思考教師提出的問題。回答并交流對重組DNA技術的理解。

學生：剪刀一一限制性內(nèi)切酶（簡稱限制酶）。它的作用具有特異性特點，

即識別特定核昔酸序列，切割特定切點。例如大腸桿菌的EcoRI限制酶能識別

GAATTC序列，并在G和A之間切開。剪切的結果是產(chǎn)生黏性未端（堿基互補配

教師：要想獲得某個特定性狀的基因必須要用限制酶切幾個切口？可產(chǎn)生幾

個黏性末端？

學生：要想獲得某個特定性狀的基因必須要用限制酶切2個切口?？僧a(chǎn)生

2個黏性末端。

學生：針線一一DNA連接酶。連接的部位：磷酸和脫氧核糖交替連接而構

成的DNA骨架上的缺口（梯子的扶手），不是氫鍵（梯子的踏板）。結果是把兩個

來源不同卻有相同的黏性末端的DNA連接。

教師：用DNA連接酶連接兩個相同的黏性末端要連接幾個磷酸和脫氧核糖

交替連接而構成的DNA骨架上的缺口（磷酸二酯鍵）？用限制酶切一個特定基因要

切斷幾個磷酸和脫氧核糖交替連接而構成的DNA骨架上的缺口（磷酸二酯鍵）？

學生：2個、2個。

教師：現(xiàn)在同學們分組各做一個重組DNA模型，看一看哪個組的最科學。

學生：分組做重組DNA模型，并分別在實物投影儀上演示，其他同學點

評。

教師：重組后的DNA分子還需要特殊的運載工具運載到受體細胞（如大腸桿

菌、動植物細胞）中。那么誰能承擔這個任務呢？

教師：用圖片或課件動畫展示質(zhì)粒的結構及特點。

學生：觀看圖片或課件，了解質(zhì)粒的特點及其運載功能。

質(zhì)粒的特點：

細胞擬核之外的小的環(huán)狀DNA分子。借宿于細菌、霉菌、酵母菌等細胞

里，對細胞的正常生活幾乎沒有影響。質(zhì)粒能夠自主復制，而且復制只能在宿

主細胞內(nèi)完成?？梢匀菀椎貜募毎腥〕龌蚍湃?。這些特點使它能夠勝任運載

體的工作，攜帶目的基因進入細胞。

教師：有了基因工程操作的工具后，那么基因工程具體是如何進行操作的

呢？

教師：用多媒體課件或與教科書插圖6-6示意圖類似的基因操作步驟的有

關錄像資料進行展示。思考問題如下：(可以利用幻燈或多媒體課件演示)

(1)舉例說明什么是目的基因。

(2)從供體細胞DNA中直接分離基因的方法叫什么？簡要說出該方法的過程

是什么。

(3)人工合成基因的方法有幾種？其操作過程分別是什么？

(4)將目的基因與用限制性內(nèi)切酶處理后的運載體混合，用DNA連接酶處理

會出現(xiàn)幾種結果？(只考慮兩兩結合)

(5)將含目的基因的重組質(zhì)粒導入細菌受體細胞的過程中常用到哪種化學試

劑？其作用是什么？

(6)在目的基因的檢測過程中，檢測的對象是什么？

學生：觀看錄像資料，想象科學家在分子水平上進行這一操作的精確性。

然后思考、討論、回答。(通過觀看錄像資料學生對基因工程的步驟能夠大體了

解，對以上的問題能基本回答，但是對具體的操作步驟還不能從生物學角度上

很透徹地理解)

教師：現(xiàn)在請同學們閱讀教材內(nèi)容，從理論上理解有關知識，同學們可從

生物學的專業(yè)知識角度出發(fā)，用生物學的專業(yè)術語準確地解答有關問題。

簡要歸納基因工程操作的基本步驟和大致過程。

學生和教師一起歸納基因工程操作的幾個步驟：

第一步：提取目的基因；

第二步：目的基因與運載體的結合；

第三步：將目的基因?qū)胧荏w細胞;

第四步：目的基因的檢測和表達。

高中生物基因工程的應用教案大全二

目標1.知識目標：

①讓學生能說基因工程的主要步驟。

②讓學生能說出基因工程應用的優(yōu)勢、應用方面和現(xiàn)狀。

③讓學生了解轉(zhuǎn)基因生物和食品的安全性。

2.能力目標：

①通過動手實踐，了解基因工程的主要步驟。

②通過學習，能夠了解基因工程應用現(xiàn)狀，并預測發(fā)展。

③讓學生學會通過討論，對轉(zhuǎn)基因生物和食品持理性態(tài)度

3.態(tài)度、情感、價值觀目標

讓學生了解基因工程，認識基因工程技術的優(yōu)勢，同時理性對待基因工程

技術及產(chǎn)物。培養(yǎng)科學、嚴謹、為人類謀福利的主體科學思想。教學

重點1.基因工程的主要步驟

2.基因工程的應用

3.轉(zhuǎn)基因生物和食品的安全性教學

難點基因工程經(jīng)歷的四個步驟主要

教具教室多媒體，手工材料主要

教法多媒體教學板書設計

第二節(jié)基因工程及其應用（下）

基因工程的主要步驟

1.提取目的基因

2.目的基因與運載體結合

3.將目的基因?qū)胧荏w細胞

4.目的基因的檢測和表達

二.基因工程的應用

1.作物育種2.醫(yī)藥研制3.環(huán)境保護

三.轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品的安全性

教學過程教學程序

教師活動

學生活動

設計意圖

復習

提問高二（6）班學生，基因工程需要哪些專門的工具。

剪刀（限制酶）、針線（連接酶）、運載體（質(zhì)粒、噬菌體、動植物病毒等）

復習所學內(nèi)容

導入

承接上節(jié)課知識點，介紹本章節(jié)重點、關鍵詞

了解本章節(jié)重點，及關鍵詞，形成初步知識主線

對后面知識學習起到承前啟后的作用，并引起后期學習的記憶喚起。

知識點

引入

問題：“基因工程要經(jīng)歷哪些步驟？”

觀看視頻，通過介紹抗除草劑水稻的產(chǎn)生過程，了解基因工程有哪些步

驟。

觀看，并總結

讓學生自己學會觀察，整理知識，總結規(guī)律。

提問“基因工程主要經(jīng)歷哪些步驟”？

回答

總結規(guī)律

高中生物基因工程的應用教案大全三

技能1.簡述基因工程的基本原理。

2.舉例說出基因工程在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥等領域的應用。

3.基因工程工具的特點和功能。

4.基因工程的基本操作步驟。

5.通過對書中以及ppt課件中的插圖、圖片的觀察，學會科學的觀察方

法，培養(yǎng)收集和處理科學信息的能力、獲取新知識的能力、分析問題和解決問

題的能力。過程與

方法多媒體教學、直觀教學法、小組討論法情感、態(tài)度與價值觀1.關

注轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品的安全性。

2.進行角色扮演，使學生體驗參與社會問題的討論和決策的方法。

3.通過學習了解我國基因工程的發(fā)展前景及成果，激發(fā)學生對于生物知識

的興趣，開闊學生的思路，養(yǎng)成學生的愛國主義熱情，樹立在學習上努力刻苦

的決心。重點1.基因工程的基本原理。

2.轉(zhuǎn)基因生物與轉(zhuǎn)基因食品的安全性。難點1.基因工程的基本原理。

2.轉(zhuǎn)基因生物與轉(zhuǎn)基因食品的安全性。方法討論法、演示法、講授法等

教具多媒體演示課件，實驗材料和用具等。教學過程教學內(nèi)容教師組織

和引導學生活動教學意圖情境創(chuàng)設演示多媒體課件列舉兒種生物的不同性

狀，如下：

(1)青霉菌能產(chǎn)生對人類有用的抗生素一一青霉素。

(2)豆科植物的根瘤菌能夠固定空氣中的氮氣。

(3)人的胰島素細胞能分泌胰島素調(diào)節(jié)血糖的濃度。

K講述］以上幾種生物各自有其特定的性狀，這些性狀都是基因特異性表

達的結果，但是人類能不能改造基因呢？能不能使木身沒有某個性狀的生物具有

某個特定性狀呢？例如，讓禾本科植物能夠固定空氣中的氮氣；讓微生物生產(chǎn)出

人的胰島素、干擾素等藥物。這樣既節(jié)省了人力，又簡化了生產(chǎn)，同時還不會

對環(huán)境造成污染。這種設想能實現(xiàn)嗎？回答是可以的。通過科學家們的不斷努

力，在20世紀70年代終于創(chuàng)立了一種能定向改造生物的新技術一一基因工

程。從具體的事例出發(fā)，集中學生的注意力?；蚬こ痰脑?/p>

學生活動教學意圖“問題探討”提出問題組織學生討

論、交流看法。

（1）為什么能把一種生物的基因“嫁接”到另一種生物上？

（2）推測這種“嫁接”怎樣才能實現(xiàn)？

（3）這種“嫁接”對品種的改良有什么意義？

【問11雜交育種有哪些局限性？人類是否可以按照自己的意愿直接定向改

變生物。

“你的想法很好，可是用什么樣的方法才能實現(xiàn)你的設想呢？”

用類比的方法引導學生思考基因工程的大致步驟和所需要的工具：剪刀、

針線、運載體等。并用問題啟發(fā)學生：“你能想像這種剪刀加漿糊式的‘嫁接

工作在分子水平的操作，其難度會有多大嗎？”

下面以EcoRI為例，構建重組DNA分子模型，體會基因的剪切、拼接、縫

合的道理。

EcoRI是已發(fā)現(xiàn)的500多種限制性內(nèi)切酶中的一種，它是一種從細菌中發(fā)

現(xiàn)的能在特定位置上切割DNA分子的酶。它的特殊性在于，它在DNA分子內(nèi)部

“下剪刀”，專門識別DNA分子中含有的“GAATTC”這樣的序列，一旦找到就

從G和A之間剪斷（參考教科書插圖6-3）o

同學們來試一試，動手做一個重組DNA模型吧。在動手做之前，先要明白

“分子剪刀”和“分子針線”的用途和使用方法。

用同一種限制性內(nèi)切酶切割后的DNA片斷其末端可以用連接醯來縫合（參考

教科書插圖6-4）?這樣“剪切拼接”就可以形成重組的DNA分子。

【問】⑴制作模型時用到的（剪刀和針線）各代表什么？比較剪切后的DNA

片斷的末端切片，你發(fā)現(xiàn)有什么特點呢？

（2）回顧在模型構建過程中，每一步的操作和所用到的工具以及形成的“產(chǎn)

品”，你對重組DNA的操作有什么新的理解？

【問】要想獲得某個特定性狀的基因必須要用限制酶切幾個切口？可產(chǎn)生幾

個黏性未端？

【問】用DNA連接酶連接兩個相同的黏性未端要連接幾個磷酸和脫氧核糖

交替連接而構成的DNA骨架上的缺口（磷酸二酯鍵）？用限制酶切一個特定基因要

切斷幾個磷酸和脫氧核糖交替連接而構成的DNA骨架上的缺口（磷酸二酯鍵）？

現(xiàn)在同學們分組各做一個重組DNA模型，看一看哪個組的最科學。

重組后的DNA分子還需要特殊的搬運工具運載到受體細胞(如大腸桿菌、動

植物細胞)中。哪么誰能承擔這個任務呢？

用圖片或課件動畫展示質(zhì)粒的結構及特點。

K講解》質(zhì)粒的特點：

細胞擬核之外的小的環(huán)狀DNA分子。

借宿于細菌、霉菌、酵母菌等細胞里，對細胞的正常生活幾乎沒有影響。

質(zhì)粒能夠自主復制，而且復制只能在宿主細胞內(nèi)完成。

可以容易地從細胞中取出或放入。

這些特點使它能夠勝任運載體的工作，攜帶目的基因進入細胞。

【問】有了基因工程操作的工具后，哪么基因工程具體是如何進行操作的

呢？

教師：用多媒體課件或與教科書插圖6-6示意圖類似的基因操作步驟的有

關錄像資料。思考問題如下：(可以利用幻燈或多媒體課件演示)

(1)舉例說明什么是目的基因。

(2)從供體細胞DNA中直接分離基因的方法叫什么？簡要說出該方法的過程

是什么。

(3)人工合成基因的方法有幾種？其操作過程分別是什么？

(4)將目的基因與用限制性內(nèi)切酶處理后的運載體混合，用DNA連接酶處理

會出現(xiàn)幾種結果？(只考慮兩兩結合)

(5)將含目的基因的重組質(zhì)粒導入細菌受體細胞的過程中常用到哪種化學試

劑？其作用是什么？

(6)在目的基因的檢測過程中，檢測的對象是什么？

【講述】現(xiàn)在請同學們閱讀教材內(nèi)容，從理論上理解有關知識，同學們可

從生物學的專業(yè)知識角度出發(fā)，用生物學的專業(yè)術語準確地解答有關問題。

簡要歸納基因工