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人教版（2019）選擇性必修三 生物技術(shù)與工程 第3章 基因工程
第2節(jié) 基因工程的基本操作程序
教學(xué)設(shè)計
一、教學(xué)目標(biāo)的確定
課程標(biāo)準(zhǔn)與本節(jié)相對應(yīng)的要求是：闡明基因工程的基本操作程序主要包括目的基因的獲取、基因表達(dá)載體的構(gòu)建、目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞和目的基因及其表達(dá)產(chǎn)物的檢測鑒定等步驟。結(jié)合教材內(nèi)容，確定本節(jié)的教學(xué)目標(biāo)如下：
1. 闡明PCR的原理，說出PCR反應(yīng)所需的條件和PCR反應(yīng)的過程
2. 說出基因表達(dá)載體的組成
3. 列舉將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞、動物細(xì)胞和微生物細(xì)胞的方法
4. 列舉檢測與鑒定目的基因在受體細(xì)胞中是否穩(wěn)定維持和表達(dá)其遺傳特性的方法
5. 能夠用流程圖的形式概括出基因工程的基本操作程序
6. 針對人類生產(chǎn)或生活中的某一需求，能運(yùn)用基因工程嘗試設(shè)計獲得某一轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的方案
7. 能夠基于對基因工程的原理和操作流程的認(rèn)識，以理性的態(tài)度對待基因工程的研發(fā)和應(yīng)用，認(rèn)同我國科研工作者在基因工程領(lǐng)域取得的成就
二、教學(xué)重難點(diǎn)
1、教學(xué)重點(diǎn)
（1）基因工程基本操作程序的四個步驟
（2）DNA片段的擴(kuò)增及電泳鑒定
2、教學(xué)難點(diǎn)
（1）胚利用PCR獲取和擴(kuò)增目的基因
（2）DNA片段的擴(kuò)增及電泳鑒定
3、教學(xué)設(shè)計思路
本節(jié)以“轉(zhuǎn)基因抗蟲棉”和“非轉(zhuǎn)基因抗蟲棉”的相關(guān)資料和圖片引入教學(xué)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并通過教師提問，讓學(xué)生的被動學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃訉W(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生正確的學(xué)習(xí)方法，在回答教師的提問過程中，鍛煉了學(xué)生的思維方式和合作交流的意識，最后通過學(xué)生查閱資料，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)
四、教學(xué)步驟
1、新課導(dǎo)入
1、新課導(dǎo)入
教師利用課件展示“轉(zhuǎn)基因抗蟲棉”和“非轉(zhuǎn)基因抗蟲棉”的相關(guān)圖片，并利用教材中的“從社會中來”的文字部分，讓學(xué)生思考“轉(zhuǎn)基因抗蟲棉抗蟲的機(jī)制是什么？培育轉(zhuǎn)基因抗蟲棉一般需要哪些步驟？”
通過聯(lián)系生產(chǎn)、生活實際，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣
2、新課講授
1、目的基因的篩選與獲取
【師】“為什么要有目的基因的篩選與獲取這一步驟？”
然后引導(dǎo)學(xué)生回顧基因工程的概念
【生】“基因工程是指按照人們的愿望，進(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)計，通過體外DNA重組和轉(zhuǎn)基因等技術(shù)，賦予生物以新的遺傳特性，創(chuàng)造出更符合人們要求的新的生物類型和生物產(chǎn)品”
【師】可以說，這既是概念也是原理，這里所說的“更符合人們需要”就是目的，那么更符合人們需要的那個基因，就是目的基因了。有了目的基因，我們才能賦予一種生物另一種生物的遺傳特性
【師】到底什么是目的基因呢？怎么才能獲取目的基因呢？獲得目的基因的方法有哪些呢？讓我們一起通過閱讀教材來找到答案
教師利用課件展示蘇云桿菌、Bt抗蟲蛋白和Bt基因，結(jié)合“從社會中來”的相關(guān)內(nèi)容，指明Bt基因是培育轉(zhuǎn)基因抗蟲棉較為合適的目的基因，然后進(jìn)行提問
【師】明確了Bt基因是培育轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的目的基因后，該如何獲得這個基因呢？
教師指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材“利用PCR獲取和擴(kuò)增目的基因”的相關(guān)文字部分和反應(yīng)過程示意圖，然后利用課件播放PCR反應(yīng)過程的視頻，帶領(lǐng)學(xué)生逐步進(jìn)行分析
【師】PCR的原理是什么？PCR擴(kuò)增過程所需要的前提條件是什么？
【生】利用DNA雙鏈復(fù)制的原理，將基因的核苷酸序列不斷加以復(fù)制，使其數(shù)量呈指數(shù)方式增長；PCR擴(kuò)增的前提條件是需要引物和已知的一段目的基因的核苷酸序列
最后師生共同歸納PCR擴(kuò)增目的基因的過程
2、基因表達(dá)載體的構(gòu)建
【師】在獲取了足夠量的Bt基因后，下一步就是要讓目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在并遺傳給下一代，但獲得的Bt基因能否直接將它導(dǎo)入受體細(xì)胞？
【生】需要構(gòu)建基因表達(dá)載體
【師】將Bt基因送人受體細(xì)胞的載體需要具備什么條件？
要使Bt基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在，并能夠表達(dá)和發(fā)揮作用，載體還需要哪些結(jié)構(gòu)？
教師指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材，并回答上述問題，然后展示基因表達(dá)載體的結(jié)構(gòu)模式圖，引導(dǎo)學(xué)生觀察載體的組成，并討論各組成部分的功能
通過提問，讓學(xué)生練習(xí)上節(jié)課的知識內(nèi)容，通過分析基因表達(dá)載體的組成，自主構(gòu)建基因表達(dá)載體的流程，讓學(xué)生印象更深刻
三、將目的基因?qū)爰?xì)胞
【師】構(gòu)建好的目的基因如何進(jìn)入受體細(xì)胞呢？
【師】根據(jù)受體細(xì)胞的不同，導(dǎo)入的方法也有所不同，將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞采用做多的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法。下面以農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法為例
教師指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材第81頁的“資料卡”并通過PPT展示農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法示意圖，并提出問題
【師】農(nóng)桿菌有什么樣的特點(diǎn)使其可以幫助目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞呢？
【生】農(nóng)桿菌能在自然條件下感染雙子葉植物和裸子植物，當(dāng)植物受到損傷時，傷口處的細(xì)胞會分泌大量的酚類化合物，吸引農(nóng)桿菌移向細(xì)胞。這時農(nóng)桿菌中的Ti質(zhì)粒上的T—DNA可轉(zhuǎn)移至受體細(xì)胞，并整合到受體細(xì)胞的染色體的DNA上
根據(jù)農(nóng)桿菌的特點(diǎn)，教師指導(dǎo)學(xué)生嘗試自己描述農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法的導(dǎo)入過程
四、目的基因的檢測與鑒定
【師】目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞后是否穩(wěn)定維持和表達(dá)其遺傳特性，只有通過檢測與鑒定才能知道，但是如何進(jìn)行檢測與鑒定的呢？
教師指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材第82頁，然后進(jìn)行提問：
【師】請你回顧基因表達(dá)的過程，推測可以從哪些方面進(jìn)行檢測與鑒定？
【師】培育轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的最終目的就是要賦予棉花抗蟲特性，怎樣檢測棉花是否具有抗蟲特性呢？
學(xué)生小組之間互相討論，教師可以適當(dāng)給予提示“從DNA、RNA和蛋白質(zhì)水平進(jìn)行檢測”
【師】同學(xué)們課下可以查閱資料，關(guān)注棉鈴蟲對轉(zhuǎn)基因抗蟲棉產(chǎn)生抗性的問題，圍繞教材中“到社會中去”提出的幾個問題，進(jìn)行相關(guān)了解
五、板書設(shè)計
一、目的基因的篩選與獲取
二、基因表達(dá)載體的構(gòu)建
三、將目的基因?qū)爰?xì)胞
四、目的基因的檢測與鑒定
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