高中生物基因工程的应用教案大全

高中生物基因工程的应用教案大全

对教材内容进行重组，设计问题串，组织探究活动，整个教学中

老师只起引导作用，让同学在动脑的过程中学会把握要点，逐步得出

结论，最终获得学问，真正用科学（思维方式）来学习生物学学问。

接下来是我为大家整理的高中生物基因工程的应用教案大全，盼望大

家喜爱！

高中生物基因工程的应用教案大全一

•从容说课

本节内容包括两个主要方面：一是基因工程的基本原理，二是基

因工程的应用。分别用一个课时完成。对于基因工程的基本原理而言,

既是同学进入高中以来第一次接触到的生物工程方面的有关内容，又

是生物工程中四大主要工程的重点和难点，其学问内容比较抽象和简

单，属于生物科学中的前沿科学。同学理解和接受起来都非常困难。

因此本节的侧重点是基因工程的原理和大致过程，在教学深度的把握

上应定位在同学了解基因工程的过程和（方法），而不必引入过多的

专业术语和具体的操作技术，语言力求形象生动，避开不适当地扩展,

增加深度和难度。有爱好的同学可以在生物选修3《现代生物科技专

题》中进一步学习。教学时从杂交育种及诱变育种的特点（总结）入

手，结合"问题探讨〃，引入基因工程的概念。教学中，老师先结合同

学熟识的详细事例通过类比的方法来叙述基因工程的基本工具，然后

支配同学制作模型的活动来模拟基因工程的操作过程，使同学切身体

会基因工程"剪、拼、接、转”的主要过程。最终老师用制作的电脑动

画来表现这一动态过程。通过第1课时的学习使同学达到能简述基因

工程所用到的“工具”和了解基因工程的大致过程的目的。

对于第2课时基因工程的应用的教学，重在在列举基因工程各种

应用的基础上，引导同学争论基因工程应用的利与弊。在进行教学的

过程中，布置同学在课前扫瞄相应的信息资料,搜集有关资料并分析、

归纳、整理，提出相应的问题或自主探究的课题，提交组内争论;各

小组争论归纳，在课堂上进行全体同学的沟通和争论。在课堂上通过

模拟一次听证会，让同学进行角色扮演，要求同学采纳思索、分析、

想象、推断和（辩论）相结合的方法，围绕基因工程的利与弊，分析

争论是否需要关注转基因食品和转基因生物。对于这个问题，老师不

必刻意将同学的争辩引向全都的结论，争论的过程本身就是对同学思

维的训练，能够赐予同学不少启发。老师要留意引导同学摆事实、讲

道理，作出合乎规律的推断，鼓舞同学乐观参加。还可设计合适的情

境，组织同学制作公益（广告）、撰写询问（报告）等多种活动，让

同学站在不同角度思索问题并作出推断，使同学体会到参加社会问题

的争论和决策的方法。

最终，老师可以组织同学对本章进行小结，进一步突出从杂交育

种到基因工程这条技术进展的主线。同时，老师也应强调科学技术是

一把双刃剑，既可以为人类造福，又可能造成一些负面影响。身为现

代公民，应当关注科学技术的进展和影响。

•三维目标

2

1.学问与技能

⑴简述基因工程的基本原理。

⑵举例说出基因工程在农业、医药等领域的应用。

⑶收集基因工程所取得的成果以及进展前景。

⑷通过对书中插图、照片等的观看，学会科学的观看方法，培育

同学收集和处理科学信息的力量、猎取新学问的力量、分析和解决问

题的力量。

2.过程与方法

(1)利用课本以外的资料和信息解决课内学习中发觉的问题，培育

自主学习力量。

⑵通过制作模型的活动来模拟基因工程的操作过程，使同学在理

解步骤的同时，切身体会基因工程的主要过程。

(3)通过模拟听证会的活动，引导同学主动参加、乐于辩论，乐观

进行沟通与合作，从而培育同学团结、互助和协调的合作精神，训练

同学思维的灵敏性、规律性、宽阔性及制造性，开阔同学的视野，提

高同学的自学力量和良好的语言表达力量。

3.情感态度与价值观

⑴关注转基因生物和转基因食品的平安性。

⑵进行角色扮演，使同学体验参加社会问题的争论和决策的方法。

⑶通过学习了解我国基因工程的进展前景及成果,激发同学对生

物学问的爱好，开阔同学的思路，培育同学的爱国主义热忱，树立在

学习上努力刻苦的决心。

3

•教学重点

⑴基因工程的基本原理。

⑵基因工程的平安性问题。

•教学难点

⑴基因工程的基本原理。

⑵转基因生物与转基因食品的平安性。

•教具预备

老师课件。

•课时支配

2课时。第1课时：基因工程的原理，第2课时：基因工程的应

用。

第1课时

•教学过程

［课前预备］

1.老师收集有关基因工程的音像图片资料和实物，并制作成课件。

2.老师参考选修3《现代生物科技专题》P6"重组DNA分子的模

拟操作〃编辑成构建重组DNA模型的文字指导，复印后发给各组。

3.同学以EcoRI为例，依据老师下发的指导构建重组DNA分子模

型，体会基因的剪切、拼接、缝合的道理。

［情境创设］

演示多媒体课件列举几种生物的不同性状，如下：

⑴青霉菌能产生对人类有用的抗生素一一青霉素。

4

⑵豆科植物的根瘤菌能够固定空气中的氮气。

⑶人的胰岛素细胞能分泌胰岛素调整血糖的浓度。

老师：以上几种生物各自有其特定的性状，这些性状都是基因特

异性表达的结果，但是人类能不能改造基因呢?能不能使本身没有某

共性状的生物具有某个特定性状呢?例如，让禾本科植物能够固定空

气中的氮气;让微生物生产出人的胰岛素、干扰素等药物。这样既节

约了人力，又简化了生产，同时还不会对环境造成污染。这种设想能

实现吗？回答是可以的。通过科学家们的不断努力，在20世纪70年

月最终创立了一种能定向改造生物的新技术一一基因工程。

老师通过课件图片和音像资料展现基因工程产品，如种子、水果、

疫苗或药物等。同时引出本节课题：基因工程的原理。

［师生互动］

老师：利用"问题探讨"，提出问题，组织同学争论、沟通看法。

⑴为什么能把一种生物的基因"嫁接〃到另一种生物上？

⑵推想这种"嫁接”怎样才能实现？

⑶这种“嫁接”对品种的改良有什么意义？

同学：分组争论。同学设想用类似的方法来“改造〃某种生物，使

其符合人们某种特定需要，说出详细设想。各小组选派代表陈述观点。

老师：杂交育种有哪些局限性?人类是否可以根据自己的意愿直

接定向改造生物。

同学：杂交育种有方法简洁、简单操作的优点。但是，杂交育种

只能利用已有基因的重组，按需选择，并不能制造新的基因。杂交后

5

代会消失性状分别现象，育种进程缓绳，过程烦琐。我们可以利用基

因工程的方法解决，即把一种生物的基因"嫁接〃到另一种生物上。

老师：确定同学合理的想法，引发思索。"你的想法很好，可是

用什么样的方法才能实现你的设想呢?”

同学：头脑中设想"嫁接〃的过程。

老师：用类比的方法引导同学思索基因工程的大致步骤和所需要

的工具：剪刀、针线、运载体等。并用问题启发同学："你能想象这

种剪刀加浆糊式的嫁接工作在分子水平的操作，其难度会有多大吗?”

同学：头脑中设想"嫁接”的过程。并跟随老师的引导，思索基因

工程的大致步骤：找到目的基因、剪切、拼接、缝合、表达、检测，

所用到的工具：基因剪刀、基因针线、基因的运载体。

老师：下面以EcoRI为例，构建重组DNA分子模型，体会基因的

剪切、拼接、缝合的道理。

EcoRI是已发觉的500多种限制性内切酶中的一种，它是一种从

细菌中发觉的能在特定位置上切割DNA分子的酶。它的特别性在于，

它在DNA分子内部"下剪刀”，特地识别DNA分子中含有的"GAATTC”

这样的序列，一旦找到就从G和A之间剪断（参考教科书插图6-3）o

同学们来试一试，动手做一个重组DNA模型吧。在动手做之前，

先要明白"分子剪刀"和"分子针线”的用途和使用方法。

用同一种限制性内切酶切割后的DNA片段其末端可以用连接酶

来缝合（参考教科书插图6-4）。这样"剪切拼接”就可以形成重组的DNA

分子。

6

同学：4个人一组，再次阅读课前老师下发的"构建DNA分子模

型的文字指导〃。

老师：提出问题：

⑴制作模型时用到的"剪刀"和"针线"各代表什么？比较剪切后的

DNA片段的末端切片，你发觉有什么特点呢？

⑵回顾在模型构建过程中，每一步的操作和所用到的工具以及形

成的"产品"，你对重组DNA的操作有什么新的理解？

同学：争论模型构建的详细方法，按"指导”的方法步骤依次完成

模拟制作过程，并思索老师提出的问题。回答并沟通对重组DNA技

术的理解。

同学：剪刀——限制性内切酶（简称限制酶）。它的作用具有特异

性特点，即识别特定核甘酸序列，切割特定切点。例如大肠杆菌的

EcoRI限制酶能识别GAATTC序列，并在G和A之间切开。剪切的结

果是产生黏性未端（碱基互补（配对））。

老师：要想获得某个特定性状的基因必需要用限制酶切几个切口？

可产生几个黏性末端？

同学：要想获得某个特定性状的基因必需要用限制酶切2个切口。

可产生2个黏性末端。

同学：针线一一DNA连接酶。连接的部位：磷酸和脱氧核糖交替

连接而构成的DNA骨架上的缺口（梯子的扶手），不是氢键（梯子的踏

板）。结果是把两个来源不同却有相同的黏性末端的DNA连接。

老师：用DNA连接酶连接两个相同的黏性末端要连接几个磷酸

7

和脱氧核糖交替连接而构成的DNA骨架上的缺口（磷酸二酯键）?用限

制酶切一个特定基因要切断几个磷酸和脱氧核糖交替连接而构成的

DNA骨架上的缺口（磷酸二酯键）？

同学：2个、2个。

老师：现在同学们分组各做一个重组DNA模型，看一看哪个组

的最科学。

同学：分组做重组DNA模型，并分别在实物投影仪上演示，其

他同学点评。

老师：重组后的DNA分子还需要特别的运载工具运载到受体细

胞（如大肠杆菌、动植物细胞）中。那么谁能担当这个任务呢？

老师：用图片或课件动画展现质粒的结构及特点。

同学：观看图片或课件，了解质粒的特点及其运载功能。

质粒的特点：

细胞拟核之外的小的环状DNA分子。借宿于细菌、霉菌、酵母

菌等细胞里，对细胞的正常生活几乎没有影响。质粒能够自主复制,

而且复制只能在宿主细胞内完成。可以简单地从细胞中取出或放入。

这些特点使它能够胜任运载体的工作，携带目的基因进入细胞。

老师：有了基因工程操作的工具后，那么基因工程详细是如何进

行操作的呢？

老师：用多媒体课件或与教科书插图6-6示意图类似的基因操作

步骤的有关录像资料进行展现。思索问题如下：（可以利用幻灯或多

媒体课件演示）

8

⑴举例说明什么是目的基因。

⑵从供体细胞DNA中直接分别基因的方法叫什么？简要说出该

方法的过程是什么。

⑶人工合成基因的方法有几种?其操作过程分别是什么？

(4)将目的基因与用限制性内切酶处理后的运载体混合，用DNA

连接酶处理睬消失几种结果?(只考虑两两结合)

⑸将含目的基因的重组质粒导入细菌受体细胞的过程中常用到

哪种化学试剂?其作用是什么？

(6)在目的基因的检测过程中，检测的对象是什么？

同学：观看录像资料，想象科学家在分子水平上进行这一操作的

精确性。然后思索、争论、回答。(通过观看录像资料同学对基因工

程的步骤能够大体了解，对以上的问题能基本回答，但是对详细的操

作步骤还不能从生物学角度上很透彻地理解)

老师：现在请同学们阅读教材内容，从理论上理解有关学问，同

学们可从生物学的专业学问角度动身，用生物学的专业术语精确

地解答有关问题。

简要归纳基因工程操作的基本步骤和大致过程。

同学和老师一起归纳基因工程操作的几个步骤：

第一步：提取目的基因；

其次步：目的基因与运载体的结合；

第三步：将目的基因导入受体细胞；

第四步：目的基因的检测和表达。

9

高中生物基因工程的应用教案大全二

目标1.学问目标：

①让同学能说基因工程的主要步骤。

②让同学能说出基因工程应用的优势、应用方面和现状。

③让同学了解转基因生物和食品的平安性。

2.力量目标：

①通过动手实践，了解基因工程的主要步骤。

②通过学习，能够了解基因工程应用现状，并猜测进展。

③让同学学会通过争论，对转基因生物和食品持理性态度

3.态度、情感、价值观目标

让同学了解基因工程，熟悉基因工程技术的优势，同时理性对待

基因工程技术及产物。培育科学、严谨、为人类谋福利的主体科学思

想。教学

重点1.基因工程的主要步骤

2.基因工程的应用

3.转基因生物和食品的平安性教学

难点基因工程经受的四个步骤主要

教具教室多媒体，手工材料主要

教法多媒体教学板书设计

其次节基因工程及其应用（下）

一.基因工程的主要步骤

1.提取目的基因

10

2.目的基因与运载体结合

3.将目的基因导入受体细胞

4.目的基因的检测和表达

二.基因工程的应用

1.作物育种2.医药研制3.环境爱护

三.转基因生物和转基因食品的平安性

教学过程教学程序

老师活动

同学活动

设计意图

复习

提问高二⑹班同学，基因工程需要哪些特地的工具。

剪刀（限制酶）、针线（连接酶）、运载体（质粒、噬菌体、动植物病

毒等）

复习所学内容

导入

承接上节课学问点，介绍本章节重点、关键词

了解本章节重点，及关键词，形成初步学问主线

对后面学问学习起到承前启后的作用，并引起后期学习的记忆唤

起。

学问点

引入

问题："基因工程要经受哪些步骤?”

观看视频，通过介绍抗除草剂水稻的产生过程，了解基因工程有

哪些步骤。

观看，并总结

让同学自己学会观看，整理学问，总结规律。

提问"基因工程主要经受哪些步骤〃？

回答

总结规律

高中生物基因工程的应用教案大全三

技能1.简述基因工程的基本原理。

2.举例说出基因工程在农业、医药等领域的应用。

3.基因工程工具的特点和功能。

4.基因工程的基本操作步骤。

5.通过对书中以及ppt课件中的插图、图片的观看，学会科学的

观看方法，培育收集和处理科学信息的力量、猎取新学问的力量、分

析问题和解决问题的力量。过程与

方法多媒体教学、直观教学法、小组争论法情感、态度与价

值观1.关注转基因生物和转基因食品的平安性。

2.进行角色扮演，使同学体验参加社会问题的争论和决策的方法。

3.通过学习了解我国基因工程的进展前景及成果，激发同学对于

生物学问的爱好，开阔同学的思路，养成同学的爱国主义热忱，树立

在学习上努力刻苦的决心。重点1.基因工程的基本原理。

12

2.转基因生物与转基因食品的平安性。难点1.基因工程的基本

原理。

2.转基因生物与转基因食品的平安性。方法争论法、演示法、

讲授法等教具多媒体演示课件，试验材料和用具等。教学过程

教学内容老师组织和引导同学活动教学意图情境创设演示多媒

体课件列举几种生物的不同性状，如下：

⑴青霉菌能产生对人类有用的抗生素一一青霉素。

⑵豆科植物的根瘤菌能够固定空气中的氮气。

(3)人的胰岛素细胞能分泌胰岛素调整血糖的浓度。

K叙述工以上几种生物各自有其特定的性状，这些性状都是基因

特异性表达的结果，但是人类能不能改造基因呢?能不能使本身没有

某共性状的生物具有某个特定性状呢?例如，让禾本科植物能够固定

空气中的氮气;让微生物生产出人的胰岛素、干扰素等药物。这样既

节约了人力，又简化了生产，同时还不会对环境造成污染。这种设想

能实现吗？回答是可以的。通过科学家们的不断努力，在20世纪70

年月最终创立了一种能定向改造生物的新技术一一基因工程。从详

细的事例动身，集中同学的留意力。基因工程的原理

同学活动教学意图"问题探讨〃提出问题组

织同学争论、沟通看法。

⑴为什么能把一种生物的基因"嫁接"到另一种生物上？

⑵推想这种"嫁接”怎样才能实现？

⑶这种"嫁接〃对品种的改良有什么意义？

13

【问1］杂交育种有哪些局限性?人类是否可以根据自己的意愿

直接定向转变生物。

"你的想法很好，可是用什么样的方法才能实现你的设想呢?〃

用类比的方法引导同学思索基因工程的大致步骤和所需要的工

具：剪刀、针线、运载体等。并用问题启发同学："你能想像这种剪

刀加浆糊式的‘嫁接工作在分子水平的操作，其难度会有多大吗?”

下面以EcoRI为例，构建重组DNA分子模型，体会基因的剪切、

拼接、缝合的道理。

EcoRI是已发觉的500多种限制性内切酶中的一种，它是一种从

细菌中发觉的能在特定位置上切割DNA分子的酶。它的特别性在于，

它在DNA分子内部"下剪刀”，特地识别DNA分子中含有的"GAATTC”

这样的序列，一旦找到就从G和A之间剪断（参考教科书插图6-3）o

同学们来试一试，动手做一个重组DNA模型吧。在动手做之前，

先要明白"分子剪刀〃和"分子针线''的用途和使用方法。

用同一种限制性内切酶切割后的DNA片断其末端可以用连接酶

来缝合（参考教科书插图6-4）。这样"剪切拼接”就可以形成重组的DNA

分子。

【问】（1）制作模型时用至＞）的（剪刀和针线）各代表什么？比较剪切

后的DNA片断的末端切片，你发觉有什么特点呢？

⑵回顾在模型构建过程中，每一步的操作和所用到的工具以及形

成的"产品"，你对重组DNA的操作有什么新的理解？

【问】要想获得某个特定性状的基因必需要用限制酶切几个切口？

14

可产生几个黏性未端？

【问】用DNA连接酶连接两个相同的黏性未端要连接几个磷酸

和脱氧核糖交替连接而构成的DNA骨架上的缺口（磷酸二酯键）?用限

制酶切一个特定基因要切断几个磷酸和脱氧核糖交替连接而构成的

DNA骨架上的缺口（磷酸二酯键）？

现在同学们分组各做一个重组DNA模型，看一看哪个组的最科

学。

重组后的DNA分子还需要特别的搬运工具运载到受体细胞（如大

肠杆菌、动植物细胞）中。哪么谁能担当这个任务呢？

用图片或课件动画展现质粒的结构及特点。

K讲解工质粒的特点：

细胞拟核之外的小的环状DNA分子。

借宿于细菌、霉菌、酵母菌等细胞里，对细胞的正常生活几乎没

有影响。

质粒能够自主复制，而且复制只能在宿主细胞内完成。

可以简单地从细胞中取出或放入。

这些特点使它能够胜任运载体的工作，携带目的基因进入细胞。

【问】有了基因工程操作的工具后，哪么基因工程详细是如何进

行操作的呢？

老师：用多媒体课件或与教科书插图6-6示意图类似的基因操作

步骤的有关录像资料。思索问题如下：（可以利用幻灯或多媒体课件

演示）

15

⑴举例说明什么是目的基因。

⑵从供体细胞DNA中直接分别基因的方法叫什么？简要说出该

方法的过程是什么。

⑶人工合成基因的方法有几种?其操作过程分别是什么？

(4)将目的基因与用限制性内切酶处理后的运载体混合，用DNA

连接酶处理睬消失几种结果?(只考虑两两结合)

⑸将含目的基因的重组质粒导入细菌受体细胞的过程中常用到

哪种化学试剂?其作用是什么？

(6)在目的基因的检测过程中，检测的对象是什么？

【叙述】现在请同学们阅读教材内容，从理论上理解有关学问，

同学们可从生物学的专业学问角度动身，用生物学的专业术语精确

地解答有关问题。