專題一基因工程復習教學設計?一、教學目標1.知識目標系統回顧基因工程的基本工具，包括限制酶、DNA連接酶和載體的作用及特點。深入理解基因工程的基本操作程序，如目的基因的獲取、基因表達載體的構建、將目的基因導入受體細胞以及目的基因的檢測與鑒定。掌握基因工程在作物育種、藥物研制等方面的應用實例。了解蛋白質工程的基本原理和操作過程，以及與基因工程的關系。2.能力目標通過對基因工程操作流程的復習，培養學生的邏輯思維能力和綜合分析能力。引導學生運用所學知識解決實際問題，如分析基因工程實驗結果、設計簡單的基因工程操作方案等，提高學生的知識遷移能力和實踐操作能力。3.情感態度與價值觀目標讓學生認識到基因工程對人類社會發展的巨大推動作用，激發學生對生物技術的興趣和探索欲望。培養學生的科學態度和創新精神，使學生關注基因工程的安全性和倫理問題，樹立正確的價值觀。

二、教學重難點1.教學重點基因工程的基本工具和操作程序。基因表達載體的構建原理和方法。基因工程在實際應用中的實例分析。2.教學難點基因表達載體構建過程中各元件的作用及相互關系。目的基因檢測與鑒定的方法及原理。蛋白質工程與基因工程的區別和聯系。

三、教學方法1.講授法：系統講解基因工程的核心知識，確保學生對基本概念和原理有清晰的理解。2.討論法：組織學生對基因工程的應用案例、安全性問題等進行討論，激發學生的思維，培養學生的合作學習能力和表達能力。3.案例分析法：通過實際的基因工程案例，引導學生分析操作流程、解決問題，加深學生對知識的理解和運用。4.多媒體輔助教學法：利用圖片、動畫、視頻等多媒體資源，直觀展示基因工程的操作過程和應用成果，提高教學效果。

四、教學過程

（一）課程導入（5分鐘）通過播放一段基因工程在農業生產中取得巨大成果的視頻，如轉基因抗蟲棉的高產豐收景象，引發學生對基因工程的興趣，提問學生："視頻中展示的神奇成果是如何實現的呢？這就是我們今天要復習的專題基因工程。"從而導入新課。

（二）知識梳理（25分鐘）1.基因工程的基本工具利用多媒體展示限制酶、DNA連接酶和載體的結構示意圖，結合圖表詳細講解它們的作用特點。限制酶：講解限制酶的識別序列和切割位點，強調其特異性，例如EcoRⅠ識別的序列是GAATTC，在G和A之間切割。通過舉例說明限制酶如何在基因工程中切割目的基因和載體。DNA連接酶：對比E·coliDNA連接酶和T4DNA連接酶的作用特點，指出它們都能將雙鏈DNA片段"縫合"起來，恢復被限制酶切開的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵。載體：介紹載體的種類，如質粒、λ噬菌體的衍生物、動植物病毒等。重點講解質粒作為載體的條件，包括有一個至多個限制酶切割位點、有特殊的標記基因（如抗生素抗性基因）等，以便于目的基因的插入和篩選含重組DNA的細胞。讓學生完成以下表格，鞏固對基因工程基本工具的理解：|工具名稱|作用|作用部位|舉例|||||||限制酶|切割DNA分子|磷酸二酯鍵|EcoRⅠ||DNA連接酶|連接DNA片段|磷酸二酯鍵|T4DNA連接酶||載體|攜帶目的基因進入受體細胞|/|質粒|2.基因工程的基本操作程序目的基因的獲取講解從基因文庫中獲取目的基因的方法，包括基因組文庫和cDNA文庫的構建原理和區別。例如，基因組文庫包含了一種生物的全部基因，而cDNA文庫是由mRNA反轉錄形成的，只含有該生物的部分基因（編碼蛋白質的基因）。介紹利用PCR技術擴增目的基因的原理、條件和過程。以DNA復制為基礎，通過高溫變性、低溫復性、適溫延伸三個步驟循環進行，使目的基因數量呈指數增長。展示PCR反應過程的動畫，讓學生直觀理解。還可提及人工合成目的基因的方法，適用于已知核苷酸序列的較小基因。基因表達載體的構建強調基因表達載體是基因工程的核心，展示基因表達載體的模式圖，講解其組成部分，包括目的基因、啟動子、終止子和標記基因。詳細闡述各元件的作用：目的基因：是基因工程要操作的對象，決定了轉基因生物的特定性狀。啟動子：位于基因的首端，是RNA聚合酶識別和結合的部位，能驅動基因轉錄出mRNA。終止子：位于基因的尾端，使轉錄在所需要的地方停止。標記基因：用于鑒別受體細胞中是否含有目的基因，從而將含有目的基因的細胞篩選出來。舉例說明構建基因表達載體的過程，以及如何根據載體特點和目的基因的需求選擇合適的限制酶進行切割和連接。將目的基因導入受體細胞分別介紹將目的基因導入植物細胞、動物細胞和微生物細胞的常用方法。植物細胞：講解農桿菌轉化法，展示農桿菌感染植物細胞并將TDNA轉移到植物細胞基因組中的過程示意圖，說明其原理是利用農桿菌中的Ti質粒上的TDNA可轉移至受體細胞并整合到受體細胞的染色體DNA上。還提及基因槍法和花粉管通道法。動物細胞：介紹顯微注射技術，強調操作時將含有目的基因的表達載體注射到動物受精卵的細胞核中。微生物細胞：以大腸桿菌為例，講解Ca2?處理法（感受態細胞法），使大腸桿菌細胞處于一種能吸收周圍環境中DNA分子的生理狀態（感受態），便于目的基因的導入。目的基因的檢測與鑒定從分子水平和個體水平兩個方面講解目的基因檢測與鑒定的方法。分子水平：DNA分子雜交技術：用放射性同位素等標記的目的基因作探針與基因組DNA雜交，檢測目的基因是否插入受體細胞的染色體DNA中。展示雜交過程的示意圖，幫助學生理解。核酸分子雜交技術：用標記的目的基因作探針與mRNA雜交，檢測目的基因是否轉錄出mRNA。抗原抗體雜交技術：檢測目的基因是否翻譯成蛋白質，若出現雜交帶，表明目的基因已成功表達。個體水平：如通過觀察轉基因抗蟲植物是否抗蟲、轉基因動物是否表現出預期的性狀等，來鑒定目的基因的功能是否正常發揮。

（三）案例分析（20分鐘）1.轉基因抗蟲棉的培育展示轉基因抗蟲棉培育的流程圖，引導學生分析每個步驟：目的基因的獲取：從蘇云金芽孢桿菌中獲取抗蟲基因。基因表達載體的構建：將抗蟲基因與載體（如質粒）連接，構建基因表達載體，注意啟動子、終止子和標記基因的選擇和作用。將目的基因導入受體細胞：采用農桿菌轉化法將基因表達載體導入棉花細胞。目的基因的檢測與鑒定：通過DNA分子雜交檢測抗蟲基因是否插入棉花細胞基因組，用抗原抗體雜交檢測是否表達出抗蟲蛋白，最后通過棉鈴蟲的抗性實驗進行個體水平鑒定。組織學生討論以下問題：在轉基因抗蟲棉培育過程中，為什么要構建基因表達載體？如何篩選出含有目的基因的棉花細胞？轉基因抗蟲棉的培育成功對農業生產有什么重要意義？2.利用基因工程生產胰島素介紹胰島素生產的傳統方法和基因工程方法的差異，展示利用基因工程生產胰島素的操作流程：目的基因的獲取：從人的胰島B細胞中獲取胰島素基因或通過人工合成法獲得。基因表達載體的構建：將胰島素基因與合適的載體連接，構建能在大腸桿菌等微生物細胞中高效表達的載體。將目的基因導入受體細胞：導入大腸桿菌等微生物細胞。目的基因的檢測與鑒定：通過一系列分子水平檢測方法確定胰島素基因是否成功導入并表達，最后從培養液中提取胰島素進行功能鑒定。提出問題讓學生思考：與傳統方法相比，基因工程生產胰島素有哪些優勢？在生產過程中，如何保證胰島素的活性和產量？

（四）知識拓展蛋白質工程（10分鐘）1.講解蛋白質工程的概念：蛋白質工程是指以蛋白質分子的結構規律及其生物功能的關系作為基礎，通過基因修飾或基因合成，對現有蛋白質進行改造，或制造一種新的蛋白質，以滿足人類的生產和生活的需求。2.利用多媒體展示蛋白質工程的基本流程示意圖，結合示意圖講解其操作過程：從預期的蛋白質功能出發，設計預期的蛋白質結構。推測應有的氨基酸序列。找到相對應的脫氧核苷酸序列（基因）。通過基因工程手段對基因進行改造，從而實現對蛋白質的改造。3.對比蛋白質工程與基因工程：聯系：蛋白質工程是在基因工程的基礎上延伸出來的第二代基因工程，因為對蛋白質的改造最終還是要通過改造基因來實現。區別：基因工程是遵循中心法則，從DNA→mRNA→蛋白質，生產的是自然界已有的蛋白質；而蛋白質工程是從預期的蛋白質功能出發→設計預期的蛋白質結構→推測應有的氨基酸序列→找到相對應的脫氧核苷酸序列，生產的是自然界不存在的蛋白質。

（五）課堂小結（5分鐘）請學生回顧本節課復習的主要內容，包括基因工程的基本工具、操作程序、應用實例以及蛋白質工程的相關知識。教師進行總結補充，強調重點和難點內容，構建完整的知識體系。

（六）課堂練習（5分鐘）布置幾道針對性的練習題，如選擇題、簡答題等，讓學生在課堂上完成，及時鞏固所學知識。練習題如下：1.基因工程中常用的載體不包括（）A.質粒B.動植物病毒C.噬菌體D.染色體2.下列關于基因表達載體構建的敘述，錯誤的是（）A.基因表達載體的構建是基因工程的核心B.基因表達載體包含目的基因、啟動子、終止子和標記基因等C.構建基因表達載體時需要用限制酶和DNA連接酶D.標記基因的作用是促進目的基因的表達3.簡述利用PCR技術擴增目的基因的過程。4.為了培育抗除草劑的玉米，科研人員將抗除草劑基因導入玉米細胞，其過程如下圖所示：（1）構建基因表達載體時，常用的限制酶有EcoRⅠ和BamHⅠ，兩種酶切割后產生的黏性末端是______（填"相同"或"不同"）的。（2）將重組質粒導入農桿菌前，常用Ca2?處理農桿菌，使其成為______細胞，有利于重組質粒的導入。（3）將導入重組質粒的農桿菌與玉米愈傷組織共同培養時，通過培養基中添加的______進行篩選，獲得含有目的基因的愈傷組織。（4）從含有目的基因的愈傷組織中提取蛋白質，進行抗原抗體雜交，若出現______，則表明目的基因已成功表達。

（七）課后作業1.進一步復習基因工程的相關知識，整理筆記，加深理解。2.查閱資料，了解基因工程在其他領域的應用實例，并撰寫一篇簡短的報告。3.完成課后練習題中未完成的部分，鞏固課堂所學知識。

五、教學反思通過本節課的復習，學生對基因工程的知識有了更系統、深入的理解。在教學過程中，采用多種教學方法