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从杂交育种到基因工程教学设计从杂交育种到基因工程知识框架图篇一

基因工程是现代四大生物工程之一。《基因工程的概念》是人教版高中生物必修2第6章第二节的第一个知识点。基因工程是在分子水平上进行的生物工程，在高中阶段不可能直接让学生进行相关实验和操作，知识的理论性强抽象难懂，所以基因工程的概念的学习是学生认识基因工程的第一步，为学生之后具体到学习基因工程的基本工具，操作步骤以及基因工程的应用奠定理论基础。

归纳法是一种从个别事实，概况出一般原理的思维方法和推理形式。从纷繁芜杂的生命现象中认识和研究生命运动规律的历程中，归纳法这种科学思维方式有着不可或缺的重要作用。而高中生物教学中，教师和学生常常重演绎而轻归纳，利用归纳法获取概念，有助于使学生在掌握科学知识的同时，掌握科学的思维方法，促进学生科学思维能力的发展，提升学生的科学素质。

2 能力目标 掌握科学的推理方法——归纳法，并在学习中灵活运用。与此同时，促进学生分析问题的能力和逻辑思维能力的发展，提高学生的科学素养。

3 情感态度与价值观目标 通过基因工程的简介，鼓励学生积极探索新知和科学创新。

利用归纳法获取基因工程的概念

几千年前，人们就知道龙生龙，凤生凤，老鼠的儿子会打洞，生物的性状世代相传，但是这样充满想象力的动物，你见过吗？展示一些电脑合成的照片：狐雀，犬鸽，羚兔，蜥牛，营造视觉冲击。也许大家觉得不可思议，但是我们不只是在想象，科学家根据人类需求，突破种间的鸿沟，把不同物种的优秀性状集中在一个物种上体现，把梦想照进了现实。培育出来了蓝色的玫瑰又称“蓝色妖姬”，满足人们对美的需求。普通的玫瑰花并没有产生蓝色色素的基因，世界上第一支真正的蓝玫瑰，出现在2007年，由日本一家生物公司用三色堇的蓝色色素基因培育出了蓝玫瑰。科学家还利用萤火虫的荧光基因培育出了会发光的树木，该技术若成熟推广，届时路边种植发光树木，就可以节约大量的路灯电力，电影《阿凡达》里奇幻的发光世界便不再是科幻电影的离奇想象了！

介绍逻辑学中的科学推理方法——归纳法。归纳法是一种从个别事实，概况出一般原理的思维方法和推理形式。那我们就可以从大家所熟悉的基因工程的个别实例去寻找它们的共性和本质，然后归纳出基因工程的概念。

3.1 罗列个别实例

引出学生熟知的基因工程的实例：转基因食品，抗虫棉，蓝玫瑰，发光树。利用ppt展示图片，罗列在一起，蓝玫瑰是科学家利用三色堇蓝色色素基因培育出，发光树利用的是荧光蛋白编码基因，抗虫棉则是利用苏云金芽孢杆菌的抗虫基因培育出的，用人的'胰岛素编码基因嫁接到大肠杆菌中，获得可以产生胰岛素的大肠杆菌。引导学生从这些实例中寻找共性和规律，用自己的语言给基因工程下定义。

3.2 归纳推理

基因工程作为一种崭新的育种技术，它的概念应该包括操作对象，操作过程，操作结果。引导学生从这几个方面来给基因工程下定义。

基因工程的操作对象：基因，操作过程：首先把这些基因从其所在的生物体内提取出来，基因是有遗传相应的dna的片段，所以操作水平是dna分子水平，然后把该基因放到另外一个生物体内，操作的结果，我们是后者获得了这种本不属于自己的优秀性状。不难得到这样的结论：基因工程是指把一种生物体内的优秀基因取出来，然后把它放到另外一种生物体内，结果使另一种生物体现出该优秀的性状。

3.3 对比思考

对比课本中基因工程的概念和学生归纳的概念思路不谋而合，说明归纳法的科学性。但课本中措辞更加严谨准确，我们总结的概念与课本给出的概念在操作过程中出现一个漏洞，基因工程的操作过程是把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物细胞中。为什么目的基因要加以修饰改造才能放入受体细胞中呐？其实科学家在最初实验时也没有修饰，但是发现若把裸露不加任何就是的外来基因放到受体细胞中，它很快就会被分解到，所以科学家才开始寻找分子运载工具对目的基因加以修饰改造。我们通过归纳法总结的概念出现这样的漏洞，主要在于我们没有实践过，科学除了理论外还有实践，理论来源于实践，但由于高中条件有限，对于这样分子水平的实验不可能让学生实操的。

3.4 归纳法在生物学上的广泛应用

教师通过列举生物学上众多概念都可以通过归纳法获得，比如：氨基酸、酶、生态系统、细胞学说、生物群落等，使学生认识到归纳法在生物这一学科的学习中的广泛性和重要性。

归纳法在高中生物学中（其实不只是生物学）它的重要意义在于它的工具性，通过归纳对生命活动的现象的初步认识，提出科学概念或理论，归纳法的重要性不言而喻。但我们在日常教学中常常忽略这一科学方法，因为它耗时又不能立即体现成卷面上的分数，很多教师会选择让学生直接阅读课本中准确概念，在演绎出一些常考题型题点供学生利用现有概念进行分析，而忽略概念获得的过程，这样就容易让学生缺乏科学思维的锻炼，而且对概念的内涵以及外延的认识也会相对刻板和片面。所以我通过本节微课，提出这一问题，但是因微课短、精，在深度上，我把握的不是十分准确，希望和学生在课下通过邮件往来有更多互动。

从杂交育种到基因工程教学设计从杂交育种到基因工程知识框架图篇二

1.教学目标

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、收集基因工程所取得的成果以及发展前景。

4、通过对书中插图、照片等的观察，学会科学的观察方法，培养学生收集和处理科学信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力。

2.教学重点/难点

1.教学重点：

（1）基因工程的基本原理。

（2）转基因生物与转基因食品的安全性。

3.教学用具

教学课件

4.标签

教学过程

一、导入

我们今天就来学习这方面的知识，基因工程及其应用。1973年美国科学家科恩创立了定向改造生物的新技术-----基因工程。

学生各叙己见，教师归纳引出基因工程的方法。目前成功的做法是：把胰岛素基因从人的dna分子上剪下，与大肠杆菌的dna分子拼接成新的dna，再把新的dna导入大肠杆菌，用大肠杆菌来生产人的胰岛素！

问题探究：为什么想到用大肠杆菌来生产胰岛素呢？易培养，繁殖速度快。

三、假设模型

（一）基因工程的原理

组织学生讨论分析：dna分子的直径只有2.0nm,粗细只有头发丝的十万分之一，长度也是极其短小的，一般以µm为单位，如大肠杆菌的dna长度为1.36µm.在如此微小的dna分子上进行剪切和拼接，是一项非常精细的工作，这些工作的完成需要一些特殊的工具。

问题探究：

1、限制性核酸内切酶，形象的比喻为“基因的剪刀”。

组织学生讨论分析：限制性核酸内切酶为什么能切割dna，这与它的特点有关，限制性核酸内切酶的特点是什么？ 得出：每种限制性核酸内切酶只能识别特定的核苷酸序列，并在其中特定的位点上切割dna分子。

组织学生讨论分析：用限制性核酸内切酶切割dna分子后，其切口处露出什么结构？ 生：黏性末端。

师：用限制性核酸内切酶切割dna分子后，露出几个黏性末端？ 生：二个。

师：这两个黏性末端有什么特点？ 生：其上的碱基可以互补配对。

师：黏性末端的出现对dna的拼接有意义吗？为什么？

生：有意义，用同一种限制性核酸内切酶切割两种来源不同的dna，可以得到互补配对的黏性末端，把两者的黏性末端连起来，就能把一个dna中的基因剪下并拼接到另一个dna分子上。

师：很好。

2.基因针线：dna连接酶

师：现在我们接着上面讨论，如何将胰岛素基因切下并与大肠杆菌的dna拼接？ 生：用同一种限制性核酸内切酶分别切割胰岛素基因和大肠杆菌dna，可以得到互补配对的黏性末端，把两者的黏性末端连起来，就可以把胰岛素基因拼接到大肠杆菌dna分子上。

师：通过上述技术能将两个dna完全拼接成一个新的dna吗？ 生：不能。

生：质粒。

师：质粒的作用、本质及对受体细胞的影响如何？

生：基因的剪刀：限制性核酸内切酶；基因针线：dna连接酶；基因的运输工具：载体。

师：下面向大家展示人的胰岛素基因从人的dna分子上切下，再拼接到大肠杆菌的质粒dna上去以及大肠杆菌生产胰岛素的全过程。

（过程展示）

（二）、基因工程的有关概念 师：什么是目的基因？

生：人们所需要的特定基因叫目的基因。师：什么是受体细胞？

生：基因工程又叫重组dna技术，是指在体外通过人工“剪切”和“拼接”等方法，对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入受体细胞进行无性繁殖，使重组基因在受体细胞内表达，产生人类需要的基因产物。

复制，获得大量目的基因的过程；目的基因的产物表达是指目的基因进入受体细胞后能产生特定的产物的过程。这两步的完成才能说明基因工程的全过程的完成。

（三）、基因工程的步骤

生：基因工程的基本步骤包括获取目的基因，目的基因与运载体结合，形成重组dna，重组dna导入受体细胞并进行扩增，目的基因的产物表达等。

(课件展示)师：下面请各学习小组代表上台，交流学习成果。

（四）、基因工程的应用

（五）、转基因食品的安全性讨论 结束语 师：同学们今天我们共同探索了基因工程及有关的技术，在课上很多同学表现出了聪明和才智。

基因工程是现代生物技术的尖端学科，基因工程还有很多需要探索的课题，随着基因工程技术的不断完善和成熟，基因工程将造福人类，基因工程专业正成为大学最热门的专业，相信不远的将来，在座的同学中一定有世界级基因工程专家！

课堂小结

本节的内容信息量大、专业术语较多，在教学中学生不易理解，所以在教学过程中教师要注意调动学生的积极性，通过不断地质疑引导学生的思维，将复杂的知识简化，让学生直观地、自然地接受本节的知识。本节的内容涉及的概念和名称较多，教师应指导学生对本节知识中出现的概念，名称进行比较加以区别。例如，基因工程的概念、目的基因的概念、供体细胞与受体细胞的区别，重组质粒与重组dna分子的区别，目的基因的检测与表达的区别等。在教学中应搞好组织工作，处理好各种媒体的使用，做到恰到好处，点到为止。处理好学生的讨论，交流与操作的关系，掌握好教学过程中的时间分布，做到心中有数。

在教学中要敢于放手，对于学生可以理解的内容尽量让学生独立思考和解决，教师在其中只作为教学的指导者，这样不仅可以培养学生的创新意识和实践能力，也可以锻炼学生的自主学习能力，同时也有利于学生的个性发展和认知水平的提高。教学过程要体现主体性和科学性的现代教育理论和原则，使学生全员参与到教学过程的整个探究中，并在平衡——不平衡——平衡中不断得到丰富、提高和发展。在知识内容方面，由于本节的知识较抽象，有条件的学校最好制作多媒体课件或相关的网页，这就需要教师具备一定的计算机软件开发能力，教师与学生都要具备一定的计算机操作使用基础，才能上好本课。

本节的内容要求学生掌握的层次是了解水平，教师可以适当的将课本的知识延伸，既可以提高学生对生物学科的兴趣，又可以锻炼学生的观察、思维、归纳、协作能力。但是教师在适当扩充延伸知识的同时，不要忽视本课知识点的掌握。

板书

从杂交育种到基因工程教学设计从杂交育种到基因工程知识框架图篇三

　水稻的糯性，无子西瓜，黄圆豌豆×绿皱豌豆→绿圆豌豆，这些变异的来源依次是（）。

　水稻的糯性来源于基因突变；无子西瓜的培育利用的原理是染色体变异；黄圆豌豆×绿皱豌豆→绿圆豌豆利用的原理是基因重组。

答案　d。

　下列几种育种方法中，能改变原有基因的分子结构的是。

a.杂交育种　b.诱变育种　c.单倍体育种　d.多倍体育种

基因分子结构的改变是指基因中脱氧核苷酸的顺序发生改变——基因突变。杂交育种、单倍体育种和多倍体育种都是在原有基因结构的基础上，经过重新组合、加倍等过程产生的新的性状，基因的结构不发生变化。

答案　b。

(3)　。

　杂交育种能够有目的的把不同个体的优良性状进行重新组合，从而培育出合乎要求的新品种。这样从开始杂交到选育出新品种至少需要3年的时间，一般还需1~2年的纯化，共需4~5年的时间才能培育出一个新品种。本题培育的品种矮秆抗病类型(aarr)为隐性类型，后代不会发生性状分离，故只需三年时间即可。

1.在一块栽种红果番茄的田地里，农民发现有一株番茄结的果是黄色的，这是因为该株番茄（　）。

a.发生基因突变b.发生染色体畸变

c.发生基因重组d.生长环境发生变化

2.在下列叙述中，正确的是（　）。

a.培育无子西瓜是利用生长素促进果实发育原理

b.培育八倍体小黑麦是利用染色体变异的原理

c.培育无子番茄是利用基因重组的原理

d.培育抗虫棉高产植株是利用基因突变的原理

3.下列各项中，适宜用诱变育种的是（　）。

a.获得无子果实　b.培育综合多个品种优良性状的新品种

c.利用细菌生产胰岛素d.培育从未出现过的新品种

4.昆虫学家用人工诱变的方法使昆虫产生基因突变，导致酯酶活性升高，该酶可催化分解有机磷农药。近年来已将昆虫控制酯酶合成的基因分离出来，通过生物工程技术将它导入细菌体内，并与细菌内的dna分子结合，经这样处理的细菌仍能分裂繁殖。请根据上述资料回答下面的问题。

（1）人工诱变在生产实践中已得到广泛应用，因为它能提高　，通过人工选择获得。

（2）酯酶的化学本质是，基因控制酯酶合成要经过和两个过程。

（3）通过生物工程产生的细菌，其后代同样能分泌酯酶，这是由于：

。

（4）请你具体说出一项上述科研成果的实际应用：

。

5.请阅读下列几段文字后回答问题。

a.有人把蚕的dna分离出来，用一种酶“剪切”下制造丝蛋白的基因，再从细菌细胞中提取一种叫“质粒”的dna分子，把它和丝蛋白基因拼接在一起再送回细菌细胞中。结果，此细菌就有生产蚕丝的本领。

b.法国科学家发现，玉米、烟草等植物含有类似人体血红蛋白的基因，如加入“fe”原子，就可以制造出人的血红蛋白，从而由植物提供医疗中所需要的人体血液。

c.瑞士科学家找到了一种与果蝇眼睛形成有关的基因，将此基因注入果蝇幼虫不同细胞以后，果蝇的翅和其他部位都长出了眼睛。这为人造“器官”供移植使用提供了可能。

d.1991年，我国复旦大学遗传所科学家成功地进行了世界上首例用基因疗法治疗血友病的临床实验。我国科学家还通过将高等动物生长激素基因移入泥鳅的受精卵，获得比普通泥鳅重三倍的大泥鳅。

e.江苏省农科院开展“转基因抗虫棉”的科技攻关研究，成功的将有关基因导入棉花细胞中，得到的棉花新品种对棉铃虫等害虫毒杀效果高达80％～100％。

（1）所有这些实验统称为工程，所有这些实验的结果，有没有生成前所未有的新型蛋白质?　。

（2）a段中实验结果的细菌具有生产蚕丝的本领，说明。

（3）b段中由玉米、烟草的基因生产人类血红蛋白为什么要加入“fe”原子?，植物中含类似人类血红蛋白基因，从进化上看，说明。

（4）瑞士科学家的实验说明；我国“863”计划15周年成果展览中类似的实例是。

（5）人类基因组计划(hgp)测定了人体中条染色体的基因序列，d段中血友病基因疗法中有关的染色体是染色体；我国科学家培育出的大泥鳅称为产品，你认为此类产品的研究推广应做到。

（6）“转基因抗虫棉”抗害虫的遗传信息传递可以表示为，该项科技成果在环境保护上的重要作用是，科学家们预言，此种“转基因抗虫棉”独立种植若干代以后，也将出现不抗虫的植株，此现象来源于。