基因工程及其應用甘肅省高臺一中羅福海老師 教材分析本節在學習生物遺傳變異的基礎知識、了解遺傳變異基本規律的基礎上，而且生物育種知識是高中生物新課程教學中的重點知識，該知識內容不僅是必修的學習主線之一，還與選修現代生物科技專題中的基因工程專題有密切的聯系，進一步引導學生認識遺傳學的知識是怎樣用于指導生產實踐、提高和改善生產技術，最大限度地滿足人類不斷增長的物質需要的，通過該內容的分析學習，還可以訓練學生的各方面能力。 教學目標【知識與能力目標】、簡述基因工程的基本原理；、舉例說出基因工程在農業、醫藥等領域的應用。【過程與方法目標】、利用課本以外的資料和信息解決課內學習中發現的問題，培養自主學習能力；、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；、收集基因工程所取得的成果以及發展前景；、通過對書中插圖、照片等的觀察，學會科學的觀察方法，培養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。【情感態度價值觀目標】、關注轉基因生物和轉基因食品的安全性；、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；、通過學習了解我國基因工程的發展前景及成果，激發學生對于生物知識的興趣，開闊學生的思路，養成學生的愛國主義熱情，樹立在學習上努力刻苦的決心。 教學重難點【教學重點】、基因工程的基本原理；、基因工程的安全性問題。【教學難點】、基因工程的基本原理；、轉基因生物與轉基因食品的安全性。 課前準備 、多媒體課件；、學生完成相應預習內容；、學生課前查閱相關背景資料，搜集有關資料。 教學過程【課題導入】說說雜交育種和誘變育種的特點。學生發現傳統育種的方法一般只能在同種生物中進行，很難將一種生物的優良性狀，移植到另一種生物身上。展示熱點聚焦：黃金大米引出基因工程。【獨立自學】閱讀教材 ，解決以下問題： 、什么叫基因工程?、基因工程是在什么水平上操作的？ 、基因工程的原理？ 、基因工程最基本的工具是什么? 【引導探究】、基因的”剪刀” 名稱：限制性核酸內切酶 (限制酶)名稱的由來：在生物體內有一類酶，它們能將外來的切斷，即能夠限制異源的侵入并使之失去活力，但對自身的卻無損害。這種酶是從分子內部切斷的，因此，這種酶稱做限制性核酸內切酶。 來源:主要存在于微生物種類:已發現多種特點:專一性即能識別特定的核苷酸序列，并能在特定位點上切割 作用于: 磷酸二酯鍵【介紹】限制性核酸內切酶通常能識別個堿基長度的特定序列，并能以特定的模式剪切鏈。一般來說，被識別的序列是回文序列。這種序列的特點是，當從左右兩端分別閱讀這段雙鏈的堿基序列時，雙鏈上的堿基序列是相同的。 按照切割的方式，限制性核酸內切酶可以分為錯位切和平切兩種，它們分別產生黏性末端和平末端。思考：被同一種限制酶切斷的幾個是否具有相同的黏性末端？不同的限制酶呢？ .基因的針線連接酶 （）作用的對象：兩個具有相同黏性末端的片段。 （）作用位置：脫氧核糖與磷酸間的缺口 （磷酸二酯鍵）。 （）作用結果：形成磷酸二酯鍵，形成重組。.基因的運輸工具運載體 質疑：目的基因(如人胰島素基因)怎樣才能導入受體細胞(如大腸桿菌細胞)？ 引出運載體常用的運載體：（）質粒（細菌和酵母菌）（）噬菌體（）動植物病毒運載體的作用：將外源目的基因送入受體細胞，并在受體細胞內使目的基因進行大量復制 思考：運載體應該具有什么特點呢? 、能夠在宿主細胞內復制并穩定保存并大量復制； 、具有多個限制酶切點以便與外源基因相連； 、具有標記基因， 便于進行篩選。 【介紹】質粒的結構與特點： 其中質粒存在于許多細菌和酵母菌等生物中,是一種裸露的、結構簡單、獨立于細菌擬核之外，并具有自我復制能力的雙鏈環狀分子；質粒分子上有一個至多個限制酶切割位點，供外源片段插入其中；攜帶外源片段的質粒進入受體細胞后，停留在細胞中進行自我復制，或整合到受體細胞染色體上，隨其進行同步復制，質粒分子上有特殊的標記基因，供重組鑒定和選擇。學生活動：運用基因工程的概念和介紹的工具用文字描述其培育黃金大米的的簡要過程【教師引導】結合課本的圖示模擬一下黃金大米的培育過程！(即讓學生理解基因工程操作的基本步驟)【引導探究】基因工程基本操作步驟、提取目的基因將需要的基因從供體生物的細胞內提取出來。目前被較廣泛提取使用的目的基因有：蘇云金桿菌抗蟲基因、人胰島素基因、人干擾素基因、植物抗病基因等。、目的基因與運載體結合用與提取目的基因相同的限制酶切割質粒使之出現一個切口，將目的基因插入切口處，讓目的基因的黏性末端與切口上的黏性末端互補配對后，在連接酶的作用下連接形成重組分子。、將目的基因導入受體細胞要讓目的基因表達，必須將它導入受體細胞并進行擴增。為獲得目的基因的表達產物時，通常以大腸桿菌等無害易得的細菌為受體。、目的基因的檢測和鑒定目的基因導入受體細胞后，是否可以穩定維持和表達其中的遺傳特性，只有通過檢測和鑒定得知。如何操作？【獨立自學】閱讀教材 ，解決以下問題：、基因工程在農業上的應用主要表現在哪些方面?、基因工程在醫藥衛生、食品工業的應用？（）基因工程在農業上的應用作物育種獲得高產、穩產和具有優良品質的農作物和具有抗逆性的作物新品種。（）基因工程在藥物研制的應用【思考】轉基因食品的安全性安全觀點：、轉基因食品與非轉基因食品的構成是一樣的；、減少農藥使用、減少環境污染；、節省生產成本，降低糧食售價；、增加食品營養、提高食品產量等。反對派的觀點一英國科學家聲稱，轉基因馬鈴薯會減弱老鼠免疫系統功能；美國康乃爾大學也發現，轉基因玉米會危害蝴蝶幼蟲及其相關生態環境。不