“基因工程”专题第一轮复习教学设计

谢永秀

一、教材分析

人教版高中生物选修3现代生物科技专题，专题1“基因工程”中，复习内容包括DNA重组技术的基本工具、基因工程的基本操作程序及基因工程的应用等内容。其中基因工程的基本操作程序是基因工程专题的核心步骤，起着承上“DNA重组技术的基本工具”一节，接下“基因工程的应用”作用。通过新课学习，学生已经具备一定的知识基础，为了调动学生学习的积极性，可通过创设新情境，提出问题，引导学生进入课堂学习。整节课以设计转基因动物—乳腺生物反应器的过程为主线，让学生来设计基因工程的基本操作程序，形成完整认识。同时，采取各知识点系列化、各个击破的策略，通过问题串的形式，通过小组合作学习的方式引导学生构建基因表达载体、乳腺生物反应器等重点知识。教学中可通过插入图片、PPT视频等新的情景资料突破难点，从而实现高效学习。

二、教学目标

1.知识目标。简述三种基本工具在DNA重组技术中的作用；理解基因工程基本操作程序的四个步骤；尝试设计转基因动物—乳腺生物反应器的过程。

2.能力目标。能通过阅读资料及小组合作学习方式来构建知识体系；培养学生观察、分析、归纳的能力。

3.情感目标。认同基因工程展离不开理论研究和技术创新；体验科学设计细致严谨的过程。

三、教学过程

1.利用视频，导入新课。让学生观看关于转基因动物生产药物的新闻报道：利用转基因动物生产药物具有很多优点：它设备简单，不耗能，无环境污染；生产的药物品种多，产量高，质量好；生产周期短；成本低。

2.基因工程的基本操作程序。教师提问：本节课大家一起利用学习过的基因工程知识，设计转基因动物的研制过程及设计转基因动物—乳腺生物反应器。同学们想一想、小组讨论：基因工程的基本操作程序可以分为哪四步？学生分组归纳总结答案。教师抽取一个学生作为代表展示答案：目的基因的获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测和鉴定。

3.目的基因的获取。教师提问：要通过基因工程手段获得转基因动物，该如何获得目的基因？学生针对书本中的资料分析，思考得出答案（从基因文库中获取、利用PCR技术扩增目的基因、化学方法人工合成）。教师引导：科学家通过基因文库，从中筛选出目的基因。比如目的基因是人的干扰素基因，要建立人的基因文库，针对基因文库，设计探究问题串：⑴怎么构建基因文库？⑵原核细胞基因结构与真核细胞基因结构有何不同？⑶两类基因文库有何不同？学生进行分组思考讨论，归纳总结完善答案。教师抽取、展示各个小组问题的答案，师生一起对错误答案进行分析。

4.基因表达载体的构建——核心环节。教师解说：基因表达载体最终要表达出人类所需的蛋白质产物，从DNA文库中获取的目的基因没有启动子，如果要实现将编码序列导入受体生物中并成功表达，基因表达载体该怎样构建？设计探究问题串：⑴基因表达载体的组成有哪几部分？⑵启动子和终止子是什么结构起怎样作用？⑶标记基因的作用及常用的标记基因是哪些？⑷表达载体的功能是什么？强调：构建表达载体时，需人工插入的元件视目的基因的结构、运载体本身的条件、受体细胞的种类、导入受体细胞的方法不一而定。学生设计干扰素基因在动物乳腺中表达时基因表达载体需要哪些元件？学生进行分组思考讨论，归纳总结。教师随意抽取、展示各个小组问题的答案，师生一起对错误答案进行分析解说。学生理解哺乳动物的乳腺蛋白基因的启动子与干扰素基因结合，才有可能在雌性动物的乳腺中表达出干扰素。

5.将目的基因导入受体细胞。教师提问：构建了基因表达载体后，若要将其导入受体细胞，若受体细胞是植物细胞教材上说到哪些方法？学生讨论，得出答案（农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法，最常用农杆菌转化法）。若受体细胞是动物细胞，受体细胞大多是受精卵，导入方法是显微注射法。请同学思考显微注射法的大致过程。教师通过播放视频资料，学生分组讨论，总结归纳，教师随机抽取一个学生为代表展示答案：（将含有目的基因的表达载体提纯→取卵→获得受精卵→显微注射→早期胚胎培养→胚胎移植→发育成为具有新性状的动物。）

6.留下悬念，下回解说。教师提问：本节课我们尝试设计转基因动物—乳腺生物反应器的过程，重点学习了基因表达载体的构建过程，那么基因表达载体导入受体细胞后，该如何进行筛选和鉴定？获得转基因动物-乳腺生物反应器后，如何实现目的基因产品的检验？通过让学生对感兴趣的知识留下悬念，激起学生对下堂课的期望，提高学生自主预习下堂课的积极性和热情。（作者单位：江西省永丰县第二中学）