《基因工程及其应用》优质课教案设计

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2.能力目标：

①通过本节课的学习，培养学生的动手能力。

②通过本节课的合作学习，培养学生的合作探究能力以及思维能力。

3.情感目标：

①通过剪纸物理模型化抽象为具体，使学生更容易理解抽象知识。通过剪纸活动培养学生对生物学的兴趣爱好。

②通过学习基因工程技术，使学生认同生命物质性的生物学观点。

二．教学重点和难点

重点：①基因工程技术用到的三大工具。

②基因工程的具体过程。

难点：①基因工程的具体过程。

三、教学工具：剪刀，白色胶布，红色胶布，事先准备好的GAATTC碱基序列剪纸，带有GAATTC的环状质粒剪纸，目的基因两边都带有GAATTC的纸片。 四．教学过程：

1.导入：

上课！同学们好。上课前，我们先来看一则新闻。（板书：基因工程）好的，在这则新闻中提到了一种什么生物呢？对，转基因荧光鱼。这些呢，就是科学家门培育出来的能发出各种颜色的转基因荧光鱼，它们好看吗？那么这些转基因荧光鱼是怎么培育出来的呢？就是通过今天我们将要学习的基因工程技术（也叫做转基因技术）培育出来的。

2.授课内容：

那么基因工程的概念是什么呢？请同学们把它找到。我们一起齐读一遍。

概念：基因工程又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。通俗的说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。

从它的概念我们可以看出，基因工程是通过把一种生物的基因提取出来，然后把它植入到另一种生物的细胞中去，从而使它也能表现出特定的性状。那么基因工程的原理是什么？基因工程利用到哪些工具？这些工具分别有什么作用及特点？请同学们阅读教材102~103，相互讨论，并将答案写在导学案中。

下面我们请位同学将你们讨论的答案讲一下，基因工程的原理是什么？对，基因重组。基因工程的第一种工具是什么？对，限制性核酸内切酶。它的简称是？对，限制酶。那么它有什么作用呢？对，切割DNA。那么它有什么特点呢？一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的切点切割DNA分子。从这句话我们可以看出限制酶有什么特性呢？专一性，除了专一性呢？还可以看出限制酶不止有一种。那么，既然限制酶能切割DNA，那么它作用的位点是哪里？对，DNA上的磷酸二酯键。在课本中呢，就例举了一种叫做ECORⅠ的限制酶，它就能特异的识别GAATTC这段序列，并把它切割开来。

活动1：体验下限制酶的作用，假设你桌上的剪刀就是EcoRⅠ限制酶，请尝试将桌上的长方型小纸片的GAATTC序列剪开。切开后所形成的这几个单独存在的，没有碱基互补配对的序列就叫做切开后所形成的粘性末端。那么粘性末端有什么用呢？对，方便它们再粘合起来。

那么基因工程的第二种工具是什么？对DNA连接酶，它有什么用呢？起到将五碳糖与磷酸连接起来重新形成磷酸二酯键的作用。因此，我们可以看到限制酶和DNA连接酶的作用是相反的，一个是将磷酸二酯键切开，一个是重新合成磷酸二酯键。

活动2：体验下DNA连接酶，假设桌上的白色胶布代表的是DNA连接酶，而红色透明胶布代表氢键的键力，请将刚才剪开的序列再把它连接好。那么基因工程的第三种工具是什么？对，运载体。它具有什么作用呢？对，将外源基因携带进入到细胞中去，并能让它稳定的存在于细胞中。那么载体分为哪几类呢？质粒、噬菌体、动植物病毒。其中有一种常用载体是质粒，那么什么是质粒呢？质粒存在于许多细菌和酵母菌等生物中,是细胞染色体外能够自主复制的很小的环状DNA分子。这里呢我做了个质粒的模型，可供同学们参考。讲到这里，基因工程所需的三种工具我们都知道了。那么基因工程的过程是怎样的呢？

第一步，提取目的基因。那么什么是目的基因？比如说：我要把水母的控制发光的基因提取出来，在植入到斑马鱼细胞中去。这个控制发光的基因就是目的基因。那么目的基因是从哪提取出来的呢？从生物的DNA中。

第二步，目的基因和运载体的结合。用同种限制酶切割质粒和目的基因，再用DNA连接酶把切割后的质粒和目的基因相结合，形成重组质粒。

活动3：体验下质粒和目的基因的结合。假设桌上的剪刀同样代表的是EcoRⅠ限制酶，白色胶布代表的是DNA连接酶，红色透明胶布代表氢键的键力，而环状纸片代表的是载体质粒，请用剪刀将桌上的带有目的基因剪下来，并将它拼接到质粒载体上。

第三步，将重组的质粒导入到受体细胞。连接好后的载体要将它导入到受体细胞中。