现代生物科技专题》（人教版选修 3）
专题一 基因工程 第一节 基因工程的简介
教学目标：
1．知识方面
（1）了解基因工程的基本概念。
（2）基因操作的工具和基本操作程序。
（3）举例说出基因工程在农业、医药等领域的应用。 2．态度价值观方面
（1）通过学习基因工程的概念，使学生认识到科学研究需要的严谨，激发为祖国而奋斗 的
精神。
（2）通过学习基因操作的工具和基本程序及应用，使学生树立结构与功能相统一的辩证 唯
物主义观念。
3．能力方面
（1）通过对图片、动画等的观察，让学生学会科学的观察方法，培养观察能力。
（2）通过利用课本以外的资料和网络信息解决学习中发现的问题，培养学生的自主学习 的
能力。
（3）通过多媒体课件对基本概念、基本原理的学习，引导学生主动参与教学过程的探究 活动，培养学生的获取新知的能力、分析和解决问题的能力及交流与合作的能力。 教学重点： 基因操作的工具和基本程序及应用。 教学难点：
1．限制酶和运载体的作用。
2．提取目的基因的方法和目的基因导入受体细胞的途径。 3．基因工程的应用。
教学方法： 以探究法、谈话法、材料教学法相结合。 具体方法：
1．以具体事例讲述，学生制作模型，使学生切身体会基因工程“剪、拼、接、转”的 主
要过程。
2．搜集资料，采用思考、分析、想像、推断和辩论等方法，明确基因工程的应用。 教学课时： 3 课时
教学过程：
[ 第一课时 ] ： DNA重组技术的基本工具
一．复习导入新课 教师活动：投影幻灯片，引导学生思考、分析讨论。
1．遗传的物质基础是什么？
2．生物体遗传的基本单位是什么？
3．为什么生物界的各种生物间的性状有如此大的差别呢？ 4．生物的性状是怎样表达的？
5．各种生物的性状都是基因特异性表达的结果，那么，人类能不能改造基因 呢？使原来本
身没有某一性状的生物而具有某个特定的性状呢？
6 ．各种生物间的性状千差万别，这是为什么呢？ 引导学生回答：生物体的不同性状是基因
特异性表达的结果。 教师举例：
1．青霉菌能产生对人类有用的抗生素——青霉素 2．豆科植物的根瘤菌能够固定空气中的氮气 3．人的胰岛 B 细胞能分泌胰岛素调节血糖的浓度 教师提问： 以上几种生物各有其特定的
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？ 在引导学生思考、探究的同时引出本节课题。 二、讲授新课
1．基因工程的概念： 课前布置学生自学教材上的知识内容， 让学生理解基因工程的概念，
并引导学生回答表 中内容。
基因工程的别名 操作环境 操作对象 操作水平 基本过程
基因拼接技术或 DNA管理费用技术 生物体外 基因 DNA分子水平 剪切——拼接——导入——表达 人类需要的基因产物 结果 教师活动： 投影问题引导学生讨论，引出基因操作的工具。 基因工程的操作水平是在 DNA分子水平进行的， 所以用普通的操作工具能够在如此微观 的条件下操作吗？
2．基因操作的工具 教师活动：投影基因工程抗虫棉的简要过程。（见下表）
基因工程培育抗虫棉的简要过程
苏云金芽孢杆菌提取 （有抗虫特性） 普通棉花（无抗虫特性） 与运载体 DNA 抗虫基因 拼接、导入 棉花细胞（含抗虫基因） 棉花植株（有抗虫特性）
学习探究 1：在基因工程培育抗虫棉的过程中，关键步骤或难点是什么？ 学生活动：分析、讨论，学生与教师共同对基因工程关键归纳总结。 关键步骤一：抗虫棉从苏云金孢杆菌细胞内提取。
关键步骤二：抗虫基因与运载体 DNA拼接。 关键步骤三：抗虫基因进入棉花细胞。 学习探究 2：怎样才能在苏云金芽孢杆菌 DNA分子中的众多基因中找到所需抗虫基因呢？又
怎样将它从 DNA长链中提取出来？又如何将提取出的抗虫基因与棉花细胞的 DNA结合在 一起呢？
引导学生探究、分析、总结： （1）“分子手术刀”又叫基因
剪刀——限制性内切酶 ① 分布：主要在微生物中
② 作用特点：特异性，即识别特定的核苷酸序列，切割特定的切点。 ③ 结果：产生黏性末端（碱基互补配对）。
播放投影幻灯片的实例。
限制酶切割 DNA 分子示意图
2）“分子缝合针”又叫基因针线—— DNA连接酶
① 连接部位：磷酸二酯键。
② 结果：两个相同的黏性末端的连接。
DNA连接酶作用示意图
学习探究 3：用 DNA连接酶连接两个相同的黏性末端要连接几个磷酸二酯键？用限制性内切
酶切一个特定基因要切断几个磷酸二酯键？
（3）“分子运输车”又叫基因的运输工具——基因进入受体细胞的载体
① 作用：将外源基因送入受体细胞。
② 具备的条件： 能在宿主细胞内复制并稳定地保存； 具有多个限制酶切点； 具有某
些 标记基因。
③ 种类：质粒、噬菌体和动植物病毒。 ④ 质粒的特点： 质粒是基因工程中最常用的运载体； 最常用的质粒是大肠杆菌的质粒； 是细胞染色体外能自我复制的小型环 状 DNA 分子； 质粒的大小只有普通细菌染色体的
1% 左右； 存在于许多细菌及酵母菌等微生物中；
质粒的存在对宿主细胞生存没有决定 性的作用； 质粒的复制只（自身细胞中也可） 学习探究 4：
能在宿主细胞内完成。
1、质粒上会存在某些标记基因，这些标记基因有什么用途？ 2 、要想将某个特定基因与质粒相连，需要用几种限制性内切
理？
课堂小结： 基因工程的概念和的基本操作工具。 课后记：
本节课主要学习基因工程的基本概念和基因工程的基本操作工具， 学生能充分利用自己 查找和老师提供的教学资料进行学习探究， 效果较好。 但学生在质粒的认识上还有待进一步 提高。下节课应重新启发学生复习有关知识，提高学生的认知能力。
酶和几 DNA连接酶处
人教版高中生物选修3《现代生物科技专题一基因工程》教学设计
