高中生物-基因工程的应用（二）教学设计学情分析教材分析课后反思

PAGE《基因工程的应用（二）》教学设计一、教案背景1.面向学生：高中二年级2.学科：生物3.课时：24.学生课前准备：（1）学生预习，要求学生搜集基因工程应用成果的资料，并能够进行描述或用PPT展示。（2）学生分组，设计动物基因工程的流程二、教学目标●知识目标1.举例说出动物基因工程应用及取得的丰硕成果。2.重视运用基因工程技术获取生物产品的途径。3.认同基因工程的应用对现代人类生活的有益影响。●能力目标通过引导学生主动参与，培养学生对信息处理的能力、分析和解决问题的能力、交流与合作的能力以及自主探究的能力。●情感目标1.培养学生理论联系实际的能力，增强对我国现代工程技术发展的信心和热爱。2.关注科学与社会的联系，关注社会热点。三、教学重点和难点重点：基因工程在动物微生物等方面的应用难点：乳腺生物反应器四、教学方法讲授法、设问法、讨论法五、教学策略1、加强分析信息和处理信息环节的指导2、课文中的一些难点，例如：乳腺生物反应器等知识的突破，采用小组讨论、师生共同归纳的方法学习。六、教学过程

【精心导入】1.运用蓝色妖姬图片的导入【教师活动】同学们认识画面上的这种植物吗？【学生活动】认识，蓝色妖姬【教师活动】教师讲解蓝色妖姬大多数不是天然的，而是用染料处理的，真正的蓝色月季近几年日本首先研制成功，但还没有大量上市。导入：基因工程技术获得的植物不仅装点了我们的生活，也影响了我们的饮食2.运用西红柿水果导入：设问1：如何让西红柿长得更大些？设问2：如何让西红柿更耐储存？设问3：怎样运用基因工程技术获取耐储存番茄？【学生活动】1：学生回答问题2：学生讨论回答3：学生代表到黑板上填写基因工程的操作程序，并解释如何获得耐储存番茄【教师活动】把西红柿奖励给学生，并展示我国研制成功的“华番1号”【教师引导】植物基因工程可谓是硕果累累，而动物基因工程的成果也精彩绽放！【教师活动】1.投放转基因荧光鱼图片2.投放我国已经研制成功的转基因动物图片3.设问：展开丰富的想象力，畅想动物基因工程的未来【学生活动】学生讨论部分学生说说自己的构想【教师引导】动物基因工程的应用前景我们可以从哪些方面感受呢？【教师活动】播放生长速度提高、体型巨大的转基因动物视频资料【学生回答】归纳、总结，可以提高动物的生长速度【教师活动】转入了什么基因可以让动物的生长速度加快？【学生回答】生长激素基因【教师引导】1.转基因技术不仅可以提高动物的生长速度，还可以改善畜产品的品质2.投放牛奶过敏婴儿的图片3.设问：如何让牛奶中的乳糖含量降低【学生活动】学生讨论后回答使用的处理方法—想奶牛的基因组中导入肠乳糖酶基因【教师板书】应用前景—牧业方面【教师活动】1.基因工程仅仅在牧业上影响人类的生活吗？2.教师投放高中生尿毒症患者的图片，引导学生思考器官移植的难题，引出科学家运用基因工程技术在器官移植方面的研究3.播放动物器官移植到人体的新闻【学生活动】讨论回答，如果改造动物器官用于人体器官移植抑制抗原决定基因表达的调节因子——转基因克隆猪器官【教师板书】医学—用转基因动物作器官移植的供体【教师提问】教师播放视频，展示基因工程生产药物的技术和过程1.什么是乳腺生物反应器呢？2.为什么乳腺是基因工程药物最理想的表达场所？3．用基因工程技术实现动物乳腺生物反应器的操作过程是怎样的？4.基因工程药物与传统的生产方法相比有什么优越之处？提示：1.用基因工程技术实现动物乳腺生物反应器的操作过程与转基因动物操作过程相同。2.为了将目标产品在乳汁中形成，需要使用只在乳腺组织中特异表达的启动子，要在编码目的蛋白质的基因序列前加上此启动子来构建表达载体。【学生活动】分小组讨论并回答。【学生归纳】1.将药用蛋白基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起，通过显微注射等方法，导入哺乳动物的受精卵中，然后将受精卵送入母体内，使其生长发育成转基因动物，使转基因动物分泌的乳汁中含有所需要药用蛋白2.（1）乳腺是一个外分泌器官，乳汁不进入体内循环，不会影响转基因动物本身的生理代谢反应。（2）产量高，易提纯，具有稳定的生物活性。（3）转基因动物可大量繁殖。3.获取目的基因（例如血清白蛋白基因）→构建基因表达载体（在血清白蛋白基因前加特异表达的启动子）→显微注射导入哺乳动物受精卵中→形成胚胎→将胚胎送入母体动物→发育成转基因动物（只有在产下的雌性个体中，转入的基因才能表达）。4.①产量高②质量好③成本低④易提取教师补充膀胱生物反应器【学生活动】基因工程药物的种类【教师活动】1.基因工程技术生产疫苗2.基因工程药物能从根本上治疗遗传病吗？3.投放严重复合性免疫缺陷症患者图片【学生活动】思考什么是基因治疗并回答【教师活动】用图示讲解基因治疗的三种情况，并引导学生分析回答问题【教师板书】基因治疗【学生活动】分组讨论，体外和体内基因治疗的区别【教师活动】学生对本节课的内容进行梳理【教师活动】1.课堂小结本节课的内容2.基因工程的成果带给我们的反思：基因工程的产品安全吗？尝试写一篇小论文，发表自己的见解3.教师展示西红柿，如何得到地上结番茄，地下结马铃薯的植株？【当堂检测】七、板书设计1.3基因工程的应用（二）动物基因工程应用前景（一）牧业1.用于提高动物生长速度2.改善畜产品品质（二）医学1.用转基因动物作器官移植的供体2.用转基因动物生产药物3.基因治疗八、作业：1.基因工程的成果带给我们的反思：基因工程的产品安全吗？尝试写一篇小论文，发表自己的见解2.课后练习“基因工程的应用（一）”学情分析本节课的学习是在学生学习了“DNA重组技术的基本工具”、“基因工程的基本操作程序”和“基因工程的应用（一）”的基础上开展的，学生对于基因工程的重要性和流程都有了较为系统的学习，有了基因工程技术在农业中的成果做铺垫，本节课知识的应用和理解就稍顺利些。学生已经掌握了基因工程的基本工具及其基本操作程序，所以，先布置学生预习，搜集动物基因工程的成果资料，这样做的目的一方面锻炼了学生搜集整合信息的能力，还给了学生一个展现自己的机会。接下来，用实物导入，既可以调动学生学习的积极性，也增强了学生运用所学知识分析和处理问题的能力，为后边新知识的学习做了铺垫。讲课的过程中，为学生设计了很多信息资料，因为现在的学生现实的生活经验并不丰富，现实生活中的转基因产品了解不多，根据这一特点，设置这样的环节，可以丰富学生的信息，提升学生对信息的处理和分析能力。“基因工程的应用（二）”效果分析本节课的学习内容为转基因动物的丰硕成果，同时展示了基因工程药物的现代化生产和基因工程技术与人类生产生活的关系，信息量大。通过视频、图片、实物等教学手段的介入，直观、形象、具体的呈现了教学内容，学生学习兴趣高，课堂达成率高，能够对基因工程技术在牧业、医药业的应用有了肯定的理性认识，对转基因动物和基因工程药物的培育程序思路清晰，培养了学生关注世界转基因技术发展的激情，认同生物技术的发展促进社会生产力的发展。贴近生活的就是学生感兴趣的，能够有益于人类的就是我们热衷研究的。对转基因技术的操作程序有较为准确的把握，在对理论有较深的认识后，激发了学生学习的热情，很好的培养了学生探究更广阔的生物世界的兴趣，有了造福人类的爱国情怀。“基因工程的应用（一）”教材分析“基因工程的应用”是人教版选修3《现代生物科技专题》专题1中第3节的内容，课时为2课时。主要为信息材料汇集归类。教学重点：

1.基因工程在医药卫生方面的重要作用。2.基因工程在牧业方面取得的成果及前景。教学难点：1.基因诊断和基因治疗的原理。2.转基因生物与转基因食品的安全性。

内容分析《基因工程的应用》是人教版选修3专题1基因工程中第3节内容，是前一节基因工程基本操作程序的一个必然结果，有助于学生增加对基因工程的了解，增强学习生物的兴趣。重难点诠释（一）基因工程在畜牧业上的应用（二）基因工程与医药卫生基因工程在医药卫生方面的贡献体现在三个方面：①利用“工程菌”生产基因工程药品；②基因诊断；③基因治疗。拓展：转基因食品及安全性本节内容以基因工程兴起后的飞速发展为开课语，突出基因工程的地位——目前已经成为生物科学的核心技术。基因工程属于生物科技前沿的内容，这一专题的教学，首先要考虑基础性。基因工程的应用一节的学习，重点是了解和关注目前人类在基因工程操作中取得的成就。本节内容教学的另一个重要原则就是要在学生原有的知识、经验基础上提升，全面了解当前世界在基因工程方面取得的成就，属于信息搜集获取。紧密联系学生已有的经验、生活阅历，尽量紧密联系必修课中的基础知识，一步步引领学生登上这一科技前沿的舞台.在《基因工程的应用(二)》中，不仅可以看到转基因技术在动物中的应用，而且看到这项技术已经发展到基因工程药物治疗、基因治疗等医药卫生领域。特点分析内容丰富，图文并茂。教材中呈现丰富的图片和科技成果，是可以触摸的信息，简明扼要，直观具体，图文的结合有利于学生对成果有一个感性的认识。2013级高二生物评测练习基因工程的应用（二）【编写人】一、选择题1．下列各项中，说明目的基因完成了表达的是A．棉珠中含有杀虫蛋白基因B．大肠杆菌中具有胰岛素基因C．酵母菌中产生了干扰素D．抗病毒基因导入土豆细胞中2．转基因动物是指A．提供基因的动物B．基因组中增加外源基因的动物C．能产生白蛋白的动物D．能表达基因信息的动物3．如果通过转基因技术，成功改造了某血友病女性的造血干细胞，使其凝血功能全部恢复正常。当她与正常男性结婚，婚后所生子女的表现型为A．儿子、女儿全部正常B．儿子、女儿中各一半正常C．儿子全部有病，女儿全部正常D．儿子全部正常，女儿全部有病4．疗白化病、苯丙酮尿症等人类遗传病的根本途径是A．口服化学药物B．注射化学药物C．采用基因治疗D．利用辐射或药物诱发致病基因突变5．在基因诊断技术中，所用的探针DNA分子中必须存在一定量的放射性同位素，后者的作用是A．为形成杂交的DNA分子提供能量B．引起探针DNA产生不定向的基因突变

C.作为探针DNA的示踪元素D．增加探针DNA的分子量6．下列关于基因工程应用的叙述，正确的是 A．基因治疗就是把缺陷基因诱变成正常基因B．一种基因探针能检测水体中的各种病毒 C．基因诊断的基本原理是DNA分子杂交D．原核基因不能用来进行真核生物的遗传改良7．切取某动物合成生长激素的基因，用某种方法将此基因转移到鲇鱼的受精卵中，从而鲇鱼比同类个体大3～4倍，此项研究遵循的原理是A．基因突变，DNA→RNA→蛋白质B．基因工程，DNA→tRNA→蛋白质C．细胞工程，DNA→RNA→蛋白质D．基因重组，DNA→RNA→蛋白质8．基因工程培育的“工程菌”通过发酵工程生产的产品，不包括A．白细胞介素一2 B．干扰素C．聚乙二醇 D．重组乙肝疫苗9．利用基因工程技术将生长激素基因导入绵羊体内，转基因绵羊生长速率比一般的绵羊提高30％，体型大50％，在基因操作过程中生长激素基因的受体细胞最好采用A．乳腺细胞B．体细胞 C．受精卵D．精巢10．下列不属于利用基因工程技术制取的药物是A．从大肠杆菌体内制取白细胞介素B．在酵母菌体内获得的干扰素C．在青霉菌体内提取青霉素D．在肠杆菌体内获得胰岛素11．基因治疗是人类疾病治疗的一种崭新手段，下列有关叙述中不正确的是A．基因治疗可使人类遗传病得到根治B．基因治疗是一种利用基因工程产品治疗人类疾病的方法C．基因治疗是指将健康基因导入有基因缺陷的细胞中D．基因治疗的靶细胞可以是体细胞和生殖细胞12．下列有关基因工程技术的应用中，对人类不利的是A．制造“工程菌”用于药品生产B．创造“超级菌”分解石油、DDTC．重组DNA诱发受体细胞基因突变D．导人外源基因替换缺陷基因13．“工程菌”是指A．用物理或化学方法诱发菌类自身某些基因得到高效表达的菌类细胞株系B．用遗传工程的方法把相同种类不同株系的菌类通过杂交得到新细胞株系C．用基因工程的方法使外源基因得到高效表达的菌类的细胞株系D．从自然界中选取的能迅速增殖的菌类14．用人的胰高血糖素基因制成的DNA探针，检测下列物质，不可能形成杂交分子的是A．人胰岛A细胞中的DNAB．人胰岛A细胞中的mRNAC．人胰岛B细胞中的DNAD．人胰岛B细胞中的mRNA15．科学家将一段控制某药物蛋白合成的基因转移到白色来亨鸡胚胎细胞的DNA中，发育后的雌鸡就能产出含该药物蛋白的鸡蛋，在每一只鸡蛋的蛋清中都含有大量的药物蛋白；而且这些鸡蛋孵出的鸡，仍能产出含该药物蛋白的鸡蛋。下列分析不正确的是A．这些鸡是转基因工程的产物B．这种变异属于可遗传的变异C．该过程运用了胚胎移植技术D．该种变异属于定向变异16．目前科学家把兔子血红蛋白基因导入到大肠杆菌细胞中，在大肠杆菌细胞中合成了兔子的血红蛋白。下列所叙述的哪一项不是这一先进技术的理论依据A．所有生物共用一套遗传密码子B．基因能控制蛋白质的合成C．兔子血红蛋白基因与大肠杆菌的DNA都是由四种脱氧核苷酸构成，都遵循碱基互补配对原则，都具有相同的空间结构D．兔子与大肠杆菌有共同的原始祖先17．人的糖蛋白必须经内质网和高尔基体进一步加工合成，通过转基因技术，可以使人的糖蛋白基因得以表达的受体细胞是A．大肠杆菌B．酵母菌C．T4噬菌体D．质粒DNA18．下列哪项不是转基因食物潜在的安全隐患A．转基因植物有可能合成出对人体有直接毒性或潜在毒性的蛋白质B．转基因植物合成的某些新的蛋白质有可能成为某些人的过敏源C．某些转基因生物可以合成干扰素，进人人体增强相应细胞的免疫力D．某些基因足以使植物体内某些代谢途径发生变化，导致转基因农作物营养成分的改变二、简答题19．荧火虫能发光是因为荧火虫体内可以通过荧光素酶催化的系列反应所产生的现象。如果荧光素酶存在于植物体内，也可使植物体发光。一直以来荧光素酶的惟一来源是从荧火虫腹部提取的。但加利福利亚大学的一组科学家成功地通过转基因工程实现了将荧光素酶基因导入到大肠杆菌体内，并在大肠杆菌体4内产生荧光素酶。请你根据已有的知识回答下列有关问题：（1）在此转基因工程中，目的基因是，提取目的基因的方法通常有两种，提取该目的基因的方法最可能的途径是。（2）将此目的基因导入到大肠杆菌体内需要运载体的帮助。下列所列各项是选取运载体的时候必须考虑的是A．能够在宿主细胞内复制并稳定保存 B．具有特定的限制酶切点C．具有与目的基因相同的碱基片断 D．具有某些标记基因（3）下列可作为受体细胞的生物有A．土壤农杆菌 B．结核杆菌 C．噬菌体 D．枯草杆菌（4）在此转基因工程中，是由质粒承担运载体的，除此结构外，常作为载体的物质还有。在将体外重组体DNA导入大肠杆菌体内之前通常要用处理大肠杆菌，目的是。（5）与杂交育种、诱变育种相比，通过基因工程来培育新品种的主要优点是和。20．下图是利用基因工程技术生产人胰岛素的操作过程示意图，请据图作答。人胰岛细胞人胰岛细胞大肠杆菌胰岛素mRNAA①人胰岛素人胰岛素大量的A重复进行③④②⑤⑥⑦⑧⑨⑩BCD（1）大肠杆菌等微生物是基因工程最早的突破口和常用的实验材料，这是因为：①大肠杆菌结构简单，容易从体内取出和导入；②大肠杆菌繁殖速度快，产量大，成本低。（2）“目的基因”能在大肠杆菌内实现遗传信息成功的表达，说明大肠杆菌具有一种细胞器是。（3）自然界中生物的变异是的，而以上的基因工程技术使大肠杆菌按照人们目的发生的变异。（4）若A中共有a个碱基对，其中鸟嘌呤有b个，则③④⑤过程连续进行4次，至少需要提供胸腺嘧啶个。(5）家蚕的体细胞共有56条染色体，对家蚕的基因组进行分析（参照人类基因组计划要求），应测定家蚕的条双链DNA分子上的核苷酸序列，它们分别是。(6）为了提高蚕丝的产量和品质，可以通过家蚕遗传物质改变引起变异和进一步的选育来完成．这些变异的来源有：。基因工程的应用（二）评测练习答案一、选择题118CBCCCCDCCCBCCDCDBC二、填空题19．（1）荧光素酶基因；人工合成法（2）ABD（3）AD（4）动植物病毒、噬菌体；CaCl2以增大细胞壁的通透性，使重组基因能够导入到受体细胞内（5）目的明确培育周期短可以克服远缘杂交的不亲和性（只要合理，两点即得分）20.（1）质粒（2）核糖体（3）不定向定向（4）15（a-b）（5）2927条常染色体+XY两条性染色体（6）基因突变、基因重组、染色体变异“基因工程的应用（二）”课后反思“基因工程的应用（二）”主要是让学生通过学习了解当前基因工程在牧业和医学中取得的丰硕成果，让学生