第2節 基因工程及其應用教學設計

第2節 基因工程及其應用

（一）教學目標

1、 知識方面：

（1）簡述基因工程的基本原理。

（2）舉例說出基因工程在農業、醫藥等領域的應用。

（3）收集基因工程所取得的成果以及發展前景。

2、能力方面：

（1）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。 （2）通過製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。

（3）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。

3、情感態度和價值觀方面：

(1) 關注轉基因生物和轉基因食品的安全性。

(2) 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。

（3）通過學習了解我國基因工程的發展前景及成果，激發學生對於生物知識的興趣，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。（二）教學重點和難點

重點：(1)基因工程的基本原理。(2)基因工程的安全性問題。

難點：(1)基因工程的基本原理。(2)轉基因生物與轉基因食品的安全性。

（三）教學設計思路

本節內容計劃用1課時。基因工程知識內容比較抽象和複雜，屬於生物科學中的前沿科學。學生理解和接受起來都十分困難。因此本節的側重點是基因工程的原理和大致過程上，在教學深度的把握上應定位在學生了解基因工程的過程和方法，而不必引入過多的專業術語和詳細的操作技術，語言力求形象生動，避免不適當的擴展，增加深度和難度。教師用製作的電腦動畫來表現基因工程這一動態過程。使學生切身體會基因工程「剪、拼、接、轉」的主要過程。對於第二課時基因工程的應用的教學，重在列舉基因工程各種應用的基礎上，引導學生討論基因工程應用的利與弊。在進行教學的過程中，布置學生在課前瀏覽相應的信息資料，搜集有關資料並分析、歸納、整理，提出相應的問題或自主探究的課題，提交組內討論；各小組討論歸納， 在課堂上進行全體同學的交流和討論。

最後，通過對本章進行小結，進一步突出從雜交育種到基因工程這條技術發展的主線。同時，教師也應強調科學技術是一把雙刃劍，既可以為人類造福，又可能造成一些負面影響。身為現代公民，應該關注科學技術的發展和影響。

（四）教學過程

五、本章課堂教學效果評價檢測

教學評價1

1．運用不同生物學原理，可培育出各種符合人類需要的生物品種。下列敘述錯誤的是（ B ）

A．培育青黴素高產菌株是利用基因突變的原理

B．培育無子西瓜是利用基因重組的原理

C．培育八倍體小黑麥利用的是染色體變異的原理．

D．培育無子番茄利用的是生長素促進果實發育的原理

2．育種科學家將一些作物種子搭載神舟五號飛船進入太空，經過宇宙射線、微重力等綜合因素的作用，使作物種子內的DNA發生變化，進而培育出優質高產的新品種。這種方法屬（C ）

A.雜交育種 B.單倍體育種 C.誘變育種 D.多倍體育種

3、下列關於育種優點的敘述，不正確的是（　C　）

A.多倍體較二倍體莖稈粗壯，果實種子大

B.人工誘變育種能提高變異頻率

C.雜交育種能產生新基因

D.利用單倍體育種可明顯縮短育種年限

解析：生物可遺傳的變異有三個來源：基因重組、基因突變和染色體變異。基因重組和染色體變異不能產生新基因，能產生新基因型。基因突變可以產生前所未有的新基因。基因重組是雜交育種的基礎，染色體變異是多倍體和單倍體育種的基礎，基因突變是誘變育種的基礎。只有誘變育種才能產生新基因。答案：C

4、下列各育種措施中，能產生新基因的是（　C　）

A.高稈抗鏽病小麥和矮稈易染鏽病小麥雜交獲矮稈抗鏽病優良品種

B.用秋水仙素誘導二倍體西瓜獲無籽西瓜

C.用X射線、紫外線處理青黴菌獲高產青黴株

D.用離體花藥培育小麥植株

解析：A屬於基因重組，不能產生新基因，只能形成新基因型；B屬於染色體變異，也無新基因產生；D屬於單性生殖；C經過處理後，可使青黴菌產生新的基因，以致產生新的青黴株。答案：C

5、已知水稻高稈（T）對矮稈（t）為顯性，抗病（R）對感病（r）為顯性，這兩對基因在非同源染色體上。現將一株表現型為高稈抗病的植株的花粉授給另一株表現型相同的植株，所得後代表現型是高稈∶矮稈=3∶1，抗病∶感病=3∶1，根據以上實驗結果，判斷下列敘述錯誤的是（　D　）

A.以上後代群體的表現型有4種

B.以上後代群體的基因型有9種

C.以上兩株親本可以分別通過不同雜交組合獲得

D.以上兩株表現型相同的親本，基因型不相同

解析：由題意知，表現型相同的兩親本基因型為TtRr×TtRr，其子代表現型有4種，基因型有9種，親本基因型可以通過不同雜交組合獲得。答案：D

6、良種對於提高農作物產量、品質和抗病性等具有重要作用。目前培養良種有多種途徑。其一是具有不同優點的親本雜交，從其後代中選擇理想的變異類型，此變異來源於_____________，選育過程中性狀的遺傳遵循 、 規律。其二是通過射線處理，改變已有品種的個別重要性狀，變異來源於 ，實質上是細胞中DNA分子上的鹼基發生改變。其三是改變染色體數目，例如用秋水仙素處理植物的分生組織，經過培育和選擇能得到 植株。

6答案：基因重組 基因分離規律、基因自由組合規律 基因突變 多倍體

教學評價2

1、科學家經過多年的努力，創立了一種新興的生物技術――基因工程，實施該工程的最終目的是（ ）

A定向提取生物體的DNA分子

B定向地對DNA分子進行人工「剪切」

C在生物體外對DNA分子進行改造

D定向地改造生物的遺傳性狀

解析：基因工程是通過對生物體的基因進行修飾改造，使之按照人們的意思表現出人們所需的性狀，產生人類所需要的基因產物，可見，基因工程的目的是要定向改造生物的遺傳性狀。答案：D

2、不同物種之間存在生殖隔離，可以打破物種界線進行育種的方式是（ D ）

A 誘變育種 B雜交育種 C單倍體育種 D轉基因育種

3. 基因工程是在DNA分子水平上進行設計施工的。在基因操作的基本步驟中，不進行鹼基互補配對的是 （ C ）

A人工合成目的基因 B目的基因與運載體結合

C將目的基因導入受體細胞 D、目的基因的檢測和表達

4、遺傳工程技術中常用的質粒其本質是什麼分子？一般取自何類生物？ （ C ）

A．蛋白質 噬菌體 B．蛋白質 動物細胞

C．DNA 細菌細胞 D．DNA 植物細胞

5、基因工程的設計施工是在什麼水平上進行的？ （ C ）

A．細胞 B．細胞器 C．分子 D．原子

7.用基因工程生產胰島素的主要原因是 （ B ）

A.工藝簡單，容易操作 B.生產量大，價格較低

C.所生產的胰島素可以用於口服 D.所生產的胰島素療效大大提高

8、1978年，美國科學家利用工程技術，將人類胰島素基因拼接到大腸桿菌的DNA分子中，然後通過大腸桿菌的繁殖，生產出了人類胰島素。請回答：

（1）上述人類胰島素的合成是在　　　　處進行的，其決定氨基酸排列順序的mRNA模板是由　　　　基因轉錄而成的。

（2）合成的該胰島素含51個氨基酸，由2條多肽鏈組成，那麼決定它合成的基因中至少應含有鹼基　　　　個。

（3）不同種生物之間的基因移植成功，說明了生物共用的是一套　　　　。

解析：將人的胰島素基因轉接到大腸桿菌DNA分子上，由於各種生物共用一套密碼子，所以人的胰島素基因通過轉錄和翻譯在大腸桿菌的核糖體上合成人的胰島素。人的胰島素由51個氨基酸組成，所以人的胰島素基因中有51×6=306個鹼基。

答案：（1）大腸桿菌核糖體 人類胰島素 （2）306 （3）密碼子