基因工程应用教案（共9篇）

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篇1：高中生物基因工程的应用教案

●从容说课

本节内容包括两个主要方面：一是基因工程的基本原理，二是基因工程的应用。分别用一个课时完成。对于基因工程的基本原理而言，既是学生进入高中以来第一次接触到的生物工程方面的有关内容，又是生物工程中四大主要工程的重点和难点，其知识内容比较抽象和复杂，属于生物科学中的前沿科学。学生理解和接受起来都十分困难。因此本节的侧重点是基因工程的原理和大致过程，在教学深度的把握上应定位在学生了解基因工程的过程和方法，而不必引入过多的专业术语和详细的操作技术，语言力求形象生动，避免不适当地扩展，增加深度和难度。有兴趣的学生可以在生物选修3《现代生物科技专题》中进一步学习。教学时从杂交育种及诱变育种的特点总结入手，结合“问题探讨”，引入基因工程的概念。教学中，教师先结合学生熟悉的具体事例通过类比的方法来讲述基因工程的基本工具，然后安排学生制作模型的活动来模拟基因工程的操作过程，使学生切身体会基因工程“剪、拼、接、转”的主要过程。最后教师用制作的电脑动画来表现这一动态过程。通过第1课时的学习使学生达到能简述基因工程所用到的“工具”和了解基因工程的大致过程的目的。

对于第2课时基因工程的应用的教学，重在在列举基因工程各种应用的基础上，引导学生讨论基因工程应用的利与弊。在进行教学的过程中，布置学生在课前浏览相应的信息资料，搜集有关资料并分析、归纳、整理，提出相应的问题或自主探究的课题，提交组内讨论;各小组讨论归纳，在课堂上进行全体同学的交流和讨论。在课堂上通过模拟一次听证会，让学生进行角色扮演，要求学生采用思考、分析、想象、推断和辩论相结合的方法，围绕基因工程的利与弊，分析讨论是否需要关注转基因食品和转基因生物。对于这个问题，教师不必刻意将学生的争论引向一致的结论，争辩的过程本身就是对学生思维的训练，能够给予学生不少启发。教师要注意引导学生摆事实、讲道理，作出合乎逻辑的推断，鼓励学生积极参与。还可设计合适的情境，组织学生制作公益广告、撰写咨询报告等多种活动，让学生站在不同角度思考问题并作出判断，使学生体会到参与社会问题的讨论和决策的方法。

最后，教师可以组织学生对本章进行小结，进一步突出从杂交育种到基因工程这条技术发展的主线。同时，教师也应强调科学技术是一把双刃剑，既可以为人类造福，又可能造成一些负面影响。身为现代公民，应该关注科学技术的发展和影响。

●三维目标

1.知识与技能

(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.过程与方法

(1)利用课本以外的资料和信息解决课内学习中发现的问题，培养自主学习能力。

(2)通过制作模型的活动来模拟基因工程的操作过程，使学生在理解步骤的同时，切身体会基因工程的主要过程。

(3)通过模拟听证会的活动，引导学生主动参与、乐于辩论，积极进行交流与合作，从而培养学生团结、互助和协调的合作精神，训练学生思维的敏捷性、逻辑性、广阔性及创造性，开阔学生的视野，提高学生的自学能力和良好的语言表达能力。

3.情感态度与价值观

(1)关注转基因生物和转基因食品的安全性。

(2)进行角色扮演，使学生体验参与社会问题的讨论和决策的方法。

(3)通过学习了解我国基因工程的发展前景及成果，激发学生对生物知识的兴趣，开阔学生的思路，培养学生的爱国主义热情，树立在学习上努力刻苦的决心。

●教学重点

(1)基因工程的基本原理。

(2)基因工程的安全性问题。

●教学难点

(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。

●教具准备

教师课件。

●课时安排

2课时。第1课时：基因工程的原理，第2课时：基因工程的应用。

第1课时

●教学过程

[课前准备]

1.教师收集有关基因工程的音像图片资料和实物，并制作成课件。

2.教师参考选修3《现代生物科技专题》P6“重组DNA分子的模拟操作”编辑成构建重组DNA模型的文字指导，复印后发给各组。

3.学生以EcoRI为例，根据教师下发的指导构建重组DNA分子模型，体会基因的剪切、拼接、缝合的道理。

[情境创设]

演示多媒体课件列举几种生物的不同性状，如下：

(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)人的胰岛素细胞能分泌胰岛素调节血糖的浓度。

教师：以上几种生物各自有其特定的性状，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?能不能使本身没有某个性状的生物具有某个特定性状呢?例如，让禾本科植物能够固定空气中的氮气;让微生物生产出人的胰岛素、干扰素等药物。这样既节省了人力，又简化了生产，同时还不会对环境造成污染。这种设想能实现吗?回答是可以的。通过科学家们的不断努力，在20世纪70年代终于创立了一种能定向改造生物的新技术——基因工程。

教师通过课件图片和音像资料展示基因工程产品，如种子、水果、疫苗或药物等。同时引出本节课题：基因工程的原理。

[师生互动]

教师：利用“问题探讨”，提出问题，组织学生讨论、交流看法。

(1)为什么能把一种生物的基因“嫁接”到另一种生物上?

(2)推测这种“嫁接”怎样才能实现?

(3)这种“嫁接”对品种的改良有什么意义?

学生：分组讨论。学生设想用类似的方法来“改造”某种生物，使其符合人们某种特定需要，说出具体设想。各小组选派代表陈述观点。

教师：杂交育种有哪些局限性?人类是否可以按照自己的意愿直接定向改造生物。

学生：杂交育种有方法简单、容易操作的优点。但是，杂交育种只能利用已有基因的重组，按需选择，并不能创造新的基因。杂交后代会出现性状分离现象，育种进程缓缦，过程烦琐。我们可以利用基因工程的办法解决，即把一种生物的基因“嫁接”到另一种生物上。

教师：肯定学生合理的想法，引发思考。“你的想法很好，可是用什么样的方法才能实现你的设想呢?”

学生：头脑中设想“嫁接”的过程。

教师：用类比的方法引导学生思考基因工程的大致步骤和所需要的工具：剪刀、针线、运载体等。并用问题启发学生：“你能想象这种剪刀加浆糊式的嫁接工作在分子水平的操作，其难度会有多大吗?”

学生：头脑中设想“嫁接”的过程。并跟随教师的引导，思考基因工程的大致步骤：找到目的基因、剪切、拼接、缝合、表达、检测，所用到的工具：基因剪刀、基因针线、基因的运载体。

教师：下面以EcoRI为例，构建重组DNA分子模型，体会基因的剪切、拼接、缝合的道理。

EcoRI是已发现的500多种限制性内切酶中的一种，它是一种从细菌中发现的能在特定位置上切割DNA分子的酶。它的特殊性在于，它在DNA分子内部“下剪刀”，专门识别DNA分子中含有的“GAATTC”这样的序列，一旦找到就从G和A之间剪断(参考教科书插图6-3)。

同学们来试一试，动手做一个重组DNA模型吧。在动手做之前，先要明白“分子剪刀”和“分子针线”的用途和使用方法。

用同一种限制性内切酶切割后的DNA片段其末端可以用连接酶来缝合(参考教科书插图6-4)。这样“剪切拼接”就可以形成重组的DNA分子。

学生：4个人一组，再次阅读课前教师下发的“构建DNA分子模型的文字指导”。

教师：提出问题：

(1)制作模型时用到的“剪刀”和“针线”各代表什么?比较剪切后的DNA片段的末端切片，你发现有什么特点呢 ?

(2)回顾在模型构建过程中，每一步的操作和所用到的工具以及形成的“产品”，你对重组DNA的操作有什么新的理解?

学生：讨论模型构建的具体方法，按“指导”的方法步骤依次完成模拟制作过程，并思考教师提出的问题。回答并交流对重组DNA技术的理解。

学生：剪刀——限制性内切酶(简称限制酶)。它的作用具有特异性特点，即识别特定核苷酸序列，切割特定切点。例如大肠杆菌的EcoRI限制酶能识别GAATTC序列，并在G和A之间切开。剪切的结果是产生黏性未端(碱基互补配对)。

教师：要想获得某个特定性状的基因必须要用限制酶切几个切口?可产生几个黏性末端?

学生：要想获得某个特定性状的基因必须要用限制酶切2个切口。可产生2个黏性末端。

学生：针线——DNA连接酶。连接的部位：磷酸和脱氧核糖交替连接而构成的DNA骨架上的缺口(梯子的扶手)，不是氢键(梯子的踏板)。结果是把两个来源不同却有相同的黏性末端的DNA连接。

教师：用DNA连接酶连接两个相同的黏性末端要连接几个磷酸和脱氧核糖交替连接而构成的DNA骨架上的缺口(磷酸二酯键)?用限制酶切一个特定基因要切断几个磷酸和脱氧核糖交替连接而构成的DNA骨架上的缺口(磷酸二酯键)?

学生：2个、2个。

教师：现在同学们分组各做一个重组DNA模型，看一看哪个组的最科学。

学生：分组做重组DNA模型，并分别在实物投影仪上演示，其他同学点评。

教师：重组后的DNA分子还需要特殊的运载工具运载到受体细胞(如大肠杆菌、动植物细胞)中。那么谁能承担这个任务呢?

教师：用图片或课件动画展示质粒的结构及特点。

学生：观看图片或课件，了解质粒的特点及其运载功能。

质粒的特点：

细胞拟核之外的小的环状DNA分子。借宿于细菌、霉菌、酵母菌等细胞里，对细胞的正常生活几乎没有影响。质粒能够自主复制，而且复制只能在宿主细胞内完成。可以容易地从细胞中取出或放入。这些特点使它能够胜任运载体的工作，携带目的基因进入细胞。

教师：有了基因工程操作的工具后，那么基因工程具体是如何进行操作的呢?

教师：用多媒体课件或与教科书插图6-6示意图类似的基因操作步骤的有关录像资料进行展示。思考问题如下：(可以利用幻灯或多媒体课件演示)

(1)举例说明什么是目的基因。

(2)从供体细胞DNA中直接分离基因的方法叫什么?简要说出该方法的过程是什么。

(3)人工合成基因的方法有几种?其操作过程分别是什么?

(4)将目的基因与用限制性内切酶处理后的运载体混合，用DNA连接酶处理会出现几种结果?(只考虑两两结合)

(5)将含目的基因的重组质粒导入细菌受体细胞的过程中常用到哪种化学试剂?其作用是什么?

(6)在目的基因的检测过程中，检测的对象是什么?

学生：观看录像资料，想象科学家在分子水平上进行这一操作的精确性。然后思考、讨论、回答。(通过观看录像资料学生对基因工程的步骤能够大体了解，对以上的问题能基本回答，但是对具体的操作步骤还不能从生物学角度上很透彻地理解)

教师：现在请同学们阅读教材内容，从理论上理解有关知识，同学们可从生物学的专业知识角度出发，用生物学的专业术语准确地解答有关问题。

简要归纳基因工程操作的基本步骤和大致过程。

学生和教师一起归纳基因工程操作的几个步骤：

第一步：提取目的基因;

第二步：目的基因与运载体的结合;

第三步：将目的基因导入受体细胞;

第四步：目的基因的检测和表达。

篇2：高中生物基因工程的应用教案

目标 1. 知识目标：

①让学生能说基因工程的主要步骤。

②让学生能说出基因工程应用的优势、应用方面和现状。

③让学生了解转基因生物和食品的安全性。

2. 能力目标：

① 通过动手实践，了解基因工程的主要步骤。

② 通过学习，能够了解基因工程应用现状，并预测发展。

③ 让学生学会通过讨论，对转基因生物和食品持理性态度

3. 态度、情感、价值观目标

让学生了解基因工程，认识基因工程技术的优势，同时理性对待基因工程技术及产物。培养科学、严谨、为人类谋福利的主体科学思想。 教学

重点 1.基因工程的主要步骤

2.基因工程的应用

3. 转基因生物和食品的安全性 教学

难点 基因工程经历的四个步骤 主要

教具 教室多媒体，手工材料 主要

教法 多媒体教学 板书设计

第二节 基因工程及其应用(下)

一. 基因工程的主要步骤

1. 提取目的基因

2. 目的基因与运载体结合

3. 将目的基因导入受体细胞

4. 目的基因的检测和表达

二.基因工程的应用

1. 作物育种 2. 医药研制 3. 环境保护

三.转基因生物和转基因食品的安全性

教学过程 教学程序

教师活动

学生活动

设计意图

复习

提问高二(6)班学生，基因工程需要哪些专门的工具。

剪刀(限制酶)、针线(连接酶)、运载体(质粒、噬菌体、动植物病毒等)

复习所学内容

导入

承接上节课知识点，介绍本章节重点、关键词

了解本章节重点，及关键词，形成初步知识主线

对后面知识学习起到承前启后的作用，并引起后期学习的记忆唤起。

知识点

引入

问题：“基因工程要经历哪些步骤?”

观看视频，通过介绍抗除草剂水稻的产生过程，了解基因工程有哪些步骤。

观看，并总结

让学生自己学会观察，整理知识，总结规律。

提问“基因工程主要经历哪些步骤”?

回答

总结规律

篇3：高中生物基因工程的应用教案

技能 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.基因工程工具的特点和功能。

4.基因工程的基本操作步骤。

5.通过对书中以及ppt课件中的插图、图片的观察，学会科学的观察方法，培养收集和处理科学信息的能力、获取新知识的能力、分析问题和解决问题的能力。 过程与

方法 多媒体教学 、直观教学法、小组讨论法 情感、态度与价值观 1.关注转基因生物和转基因食品的安全性。

2.进行角色扮演，使学生体验参与社会问题的讨论和决策的方法。

3.通过学习了解我国基因工程的发展前景及成果，激发学生对于生物知识的兴趣，开阔学生的思路，养成学生的爱国主义热情，树立在学习上努力刻苦的决心。 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。 难点 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。 方法 讨论法、演示法、讲授法等 教具 多媒体演示课件，实验材料和用具等。 教 学 过 程 教学内容 教师组织和引导 学生活动 教学意图 情境创设 演示多媒体课件列举几种生物的不同性状，如下：

(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)人的胰岛素细胞能分泌胰岛素调节血糖的浓度。

〖讲述〗以上几种生物各自有其特定的性状，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?能不能使本身没有某个性状的生物具有某个特定性状呢?例如，让禾本科植物能够固定空气中的氮气;让微生物生产出人的胰岛素、干扰素等药物。这样既节省了人力，又简化了生产，同时还不会对环境造成污染。这种设想能实现吗?回答是可以的。通过科学家们的不断努力，在20世纪70年代终于创立了一种能定向改造生物的新技术——基因工程。 从具体的事例出发，集中学生的注意力。 基因工程的原理 学生活动 教学意图 “问题探讨” 提出问题组织学生讨论、交流看法。

(1)为什么能把一种生物的基因“嫁接”到另一种生物上?

(2)推测这种“嫁接”怎样才能实现?

(3)这种“嫁接”对品种的改良有什么意义?

【问1】杂交育种有哪些局限性?人类是否可以按照自己的意愿直接定向改变生物。

“你的想法很好，可是用什么样的方法才能实现你的设想呢?”

用类比的方法引导学生思考基因工程的大致步骤和所需要的工具：剪刀、针线、运载体等。并用问题启发学生：“你能想像这种剪刀加浆糊式的’嫁接工作在分子水平的操作，其难度会有多大吗?”

下面以EcoRI为例，构建重组DNA分子模型，体会基因的剪切、拼接、缝合的道理。

EcoRI是已发现的500多种限制性内切酶中的一种，它是一种从细菌中发现的能在特定位置上切割DNA分子的酶。它的特殊性在于，它在DNA分子内部“下剪刀”，专门识别DNA分子中含有的“GAATTC”这样的序列，一旦找到就从G和A之间剪断(参考教科书插图6-3)。

同学们来试一试，动手做一个重组DNA模型吧。在动手做之前，先要明白“分子剪刀”和“分子针线”的用途和使用方法。

用同一种限制性内切酶切割后的DNA片断其末端可以用连接酶来缝合(参考教科书插图6-4)。这样“剪切拼接”就可以形成重组的DNA分子。

【问】(1)制作模型时用到的(剪刀和针线)各代表什么?比较剪切后的DNA片断的末端切片，你发现有什么特点呢 ?

(2)回顾在模型构建过程中，每一步的操作和所用到的工具以及形成的“产品”，你对重组DNA的操作有什么新的理解?

【问】要想获得某个特定性状的基因必须要用限制酶切几个切口?可产生几个黏性未端?

【问】用DNA连接酶连接两个相同的黏性未端要连接几个磷酸和脱氧核糖交替连接而构成的DNA骨架上的缺口(磷酸二酯键)?用限制酶切一个特定基因要切断几个磷酸和脱氧核糖交替连接而构成的DNA骨架上的缺口(磷酸二酯键)?

现在同学们分组各做一个重组DNA模型，看一看哪个组的最科学。

重组后的DNA分子还需要特殊的搬运工具运载到受体细胞(如大肠杆菌、动植物细胞)中。哪么谁能承担这个任务呢?

用图片或课件动画展示质粒的结构及特点。

〖讲解〗质粒的特点：

细胞拟核之外的小的环状DNA分子。

借宿于细菌、霉菌、酵母菌等细胞里，对细胞的正常生活几乎没有影响。

质粒能够自主复制，而且复制只能在宿主细胞内完成。

可以容易地从细胞中取出或放入。

这些特点使它能够胜任运载体的工作，携带目的基因进入细胞。

【问】有了基因工程操作的工具后，哪么基因工程具体是如何进行操作的呢?

教师：用多媒体课件或与教科书插图6-6示意图类似的基因操作步骤的有关录像资料。思考问题如下：(可以利用幻灯或多媒体课件演示)

(1)举例说明什么是目的基因。

(2)从供体细胞DNA中直接分离基因的方法叫什么?简要说出该方法的过程是什么。

(3)人工合成基因的方法有几种?其操作过程分别是什么?

(4)将目的基因与用限制性内切酶处理后的运载体混合，用DNA连接酶处理会出现几种结果?(只考虑两两结合)

(5)将含目的基因的重组质粒导入细菌受体细胞的过程中常用到哪种化学试剂?其作用是什么?

(6)在目的基因的检测过程中，检测的对象是什么?

【讲述】现在请同学们阅读教材内容，从理论上理解有关知识，同学们可从生物学的专业知识角度出发，用生物学的专业术语准确地解答有关问题。

简要归纳基因工程操作的基本步骤和大致过程。 思考回答

1.杂交育种方法简单，容易操作的优点，但是，杂交育种只能利用已有基因的重组，按需选择，并不能创造新的基因。杂交后代会出现性状分离现象，育种进程缓缦，过程繁琐。我们可以利用基因工程的办法解决。即把一种生物的基因“嫁接”到另一种生物上。

(头脑中设想“嫁接”的过程。)

头脑中设想“嫁接”的过程。并跟随教师的引导，思考基因工程的大致步骤：找到目的基因、剪切、拼接、缝合、表达、检测，所用到的工具：基因剪刀、基因针线、基因的运载体。

4个人一组，再次阅读课前教师下发的“构建DNA分子模型的文字指导”。

讨论模型构建的具体方法，按“指导”的方法步骤、依次完成模拟制作过程。并思考教师提出的问题。回答并交流对重组DNA技术的理解。

学生：剪刀——限制性内切酶(简称限制酶)。它的作用具有特异性特点，即识别特定核苷酸序列，切割特定切点。例如大肠杆菌的EcoRI限制酶能识别GAATTC序列，并在G和A之间切开。剪切的结果是：产生黏性未端(碱基互补配对)。

【答】要想获得某个特定性状的基因必须要用限制酶切2个切口。可产生2个黏性未端。

针线——DNA连接酶。连接的部位：磷酸和脱氧核糖交替连接而构成的DNA骨架上的缺口(梯子的扶手)，不是氢键(梯子的踏板)。结果是：把两个来源不同却有相同的黏性未端的DNA连接。

【答】2个、2个。

观看图片或课件，了解质粒的特点及其运载体功能。

观看录像资料，想像科学家在分子水平上进行这一操作的精确性。然后思考、讨论、回答。(通过观看录像资料学生对基因工程的步骤能够大体了解，对以上的问题能基本回答，但是对具体的操作步骤还不能从生物学角度上很透彻地理解。)

学生和教师一起归纳基因工程操作的几个步骤：

第一步：提取目的基因、

第二步：目的基因与运载体的结合

第三步：将目的基因导入受体细胞

篇4：高中生物基因工程的应用教案

教学目标：

●知识目标?

1.举例说出基因工程应用及取得的丰硕成果。?

2.关注基因工程的进展。?

3.认同基因工程的应用促进生产力的提高。

?●能力目标?

通过引导学生网上探究，引导学生主动参与，培养收集处理信息的能力、分析和解决问题的能力及交流与合作的能力。

?●情感目标?

培养理论联系实际的良好学风，培养爱国主义热情。?2.关注科学与社会。

教学重难点：

重点：基因工程在农业和医疗等方面的应用;

难点：基因治疗

课前预习学案

学点一、植物基因工程硕果累累

植物基因工程技术主要用于提高农作物的 能力，以及改良农作物的 和利用植物生产 等方面。

1.抗虫转基因植物

(1)方法：从某些生物中分离出具有 ，将其导入作物中，使其具有抗虫性。

(2)杀虫基因种类： 基因、抑制剂基因、抑制剂基因、植物凝集素基因等。

(3)成果：抗虫植物：棉、玉米、马铃薯、番茄等。

(4)意义：减少对 的使用，降低生产成本，减少环境污染，降低了对人体健康的损害。

2.抗病转基因植物

(1)植物的病原微生物： 、真菌和细菌等。

(2)抗病基因种类

①抗病毒基因：病毒____ _____基因和病毒复制酶基因。

②抗真菌基因：____ ___酶基因和抗毒素合成基因。

③成果：抗烟草花叶病毒的转基因烟草和抗病毒的转基因小麦、甜椒、番茄等。

3.抗逆转基因植物

(1)抗逆基因：调节细胞_____ ___的基因，使作物抗盐碱、抗干旱;鱼的抗冻蛋白基因使作物耐寒;抗除草剂基因，使作物抗除草剂。

(2)成果：烟草、大豆、番茄、玉米等。

4.转基因改良植物品质

(1)优良基因：必需______ ______的蛋白质编码基因、控制番茄果实成熟的基因和植物花青素代谢有关的基因。

(2)成果：转基因玉米、转基因延熟番茄和转基因矮牵牛。

学点二、动物基因工程前景广阔

1.用于提高动物生长速度：由于外源 基因的表达可以使转基因动物生长得更快，将这类基因导入动物体内，以提高动物的生长速率。如：转基因绵羊和转基因鲤鱼。

2.用于改善畜产品的品质：如：有些人对牛奶中的乳糖不能完全消化或食用后会出现过敏、腹泻、恶心等不适症状，科学家将 基因导入奶牛基因组，这样所获得的牛奶其成分不受影响，但乳糖的含量大大减低。

3.用转基因动物生产药物：基因工程最今人兴奋的应用是通过转基因技术把 变成 工厂。科学家到药用的 基因与 基因的启动子等调控组件重组在一起;通过 等方法，导入哺乳动物的 中;将其送入母体内，生产出 ;到其泌乳期就能生产出所需药物;此过程称为 或 。目前科学家已经在牛和山羊等动物乳腺生物反应器中表达出抗凝血酶、血清白蛋白、生长激素和α-抗胰蛋白酶等重要医药蛋白。

4.用转基因动物做器官移植的供体：目前，人体 是一个世界性的难题，用其它动物的器官替代，又会出现免疫排斥现象，现在，科学家正试图利用基因工程方法对一些动物的器官进行改造，采用方法是将器官供体基因组导入 ，以抑制 的表达，或设法除去 ，再结合 技术，培育出没有免疫排斥反应的转基因克隆器官。

学点三、基因工程药品异军突起

1.来源：转基因_ __。(用基因工程的方法，使外援基因得到高效率表达的菌类细胞株系一般称为“工程菌”。)

篇5：高中生物基因工程的应用教案

一、教学目标

1.举例说出基因工程应用及取得的丰硕成果。

2.关注基因工程的进展。

3.认同基因工程的应用促进生产力的提高。

二、教学重点和难点

1.教学重点

基因工程在农业和医疗等方面的应用。

2.教学难点

基因治疗。

三、教学过程

1、转基因生物与目的基因的关系

转基因生物 目的基因 目的基因从何来 抗虫棉 Bt毒蛋白基因 苏云金芽孢杆菌 抗真菌立枯丝核菌的烟草 几丁质酶基因和抗毒素合成基因 抗盐碱和干旱作物 调节细胞渗透压的基因 耐寒的番茄 抗冻蛋白基因 鱼 抗除草剂大豆 抗除草剂基因 增强甜味的水果 降低乳糖的奶牛 甜味基因 肠乳糖酶基因 生产胰岛素的工程菌 人胰岛素基因 人 讨论：

1、用动物乳腺作为反应器，生产高价值的蛋白质(如教材中列举的血清白蛋白、抗凝血酶等)比工厂化生产的优越之处有哪些? (乳腺生物反应器的优点：①产量高;②质量好;③成本低;④易提取。)

简介：动物乳腺生物反应器

1987年美国科学家戈登(Gordon)等人首次在小鼠的奶中生产出一种医用蛋白──tPA(组织

型纤溶酶原激活物)，展示了用动物乳腺生产高附加值产品的可能性。利用动物乳腺生产高价值产

品的方式称为动物乳腺反应器。

为什么要用动物乳腺作为反应器生产高价值的蛋白质产品呢?这是因为动物乳房是一种高度分化的专门化腺体，合成蛋白质的能力非常强，尤其是一些经过长期的遗传改良，专门产奶的乳用动物品种，蛋白质合成能力更是惊人。一头优质奶牛，一年可产奶10 000 kg。即便是一只奶山羊，一年也可产奶2 000 kg。

动物乳腺生物反应器归纳起来有四大优点：①产量高，且易收获目标产品，可以随乳汁分泌而排出动物体外;②目标产品的质量好。动物乳腺组织不仅具有按遗传信息流向合成蛋白质的能力，而且具备一整套对蛋白进行修饰和加工的能力，如糖基化、羧化、磷酸化以及分子组装等，而微生物和植物系统都不具备这种全面的蛋白质后加工能力;③产品成本低;④从奶牛中提取产品，操作比较简单。

正因为利用动物乳腺生物反应器生产高附加值的产品有上述优点，目前利用动物乳腺生物反应器生产医用蛋白质已成为一种风险投资产业，受到科学家、商界和医药界的高度重视。目前瞄准的目标医药产品有：①血液蛋白质，如表1-2所示，这些血液蛋白质有巨大的经济效益，其中利用奶牛生产的凝血酶Ⅲ已通过第三期临床实验，即将投放市场。②第二代医用蛋白质，主要有抗体、降钙素、人的生长激素、胰岛素等药物蛋白，乳白蛋白、乳铁蛋白等营养蛋白，疫苗，组织修复物等。③生产“人源化牛奶”，即用成人的乳蛋白基因替代牛的乳蛋白基因，使牛奶变成像人奶的一种基因工程奶。

动物乳腺生物反应器的做法与转基因动物的操作是相同的，只是为了将目标产品在乳汁中形成，需要使用乳腺组织中特异表达的启动子，即在目标产品蛋白质编码框的前面加上乳腺组织中特异表达的启动子等，构建成表达载体后通过注射导入受精卵中，再将其送入母体动物内，发育成动物个体，这个转基因动物就会在奶中产生所需要的目标产品。

2、用基因工程技术实现动物乳腺生物反应器的操作过程是怎样的?

用基因工程技术实现动物乳腺生物反应器的操作过程与转基因动物操作过程相同。

不同之处：为了将目标产品在奶中形成，需要使用乳腺组织中特异表达的启动子，要在编码目的蛋白质的基因序列前加上乳腺组织中特异表达的启动子构建成表达载体。

操作过程大致归纳为：获取目的基因(例如血清白蛋白基因)→构建基因表达载体(在血清白蛋白基因前加特异表达的启动子)→显微注射导入哺乳动物受精卵中→形成胚胎→将胚胎送入母体动物→发育成转基因动物(只有在产下的雌性个体中，转入的基因才能表达)。

3、什么叫工程菌?

关于工程菌的学习，也可结合基因工程操作程序，予以说明，并结合微生物生长和代谢的特点，说明工程菌生产药物的优越性。

补充：利用微生物生产药物的优越性何在?

所谓利用微生物生产蛋白质类药物，是指将人们需要的某种蛋白质的编码基因，构建成表达载体后导入微生物，然后利用微生物发酵来生产蛋白质类药物。与传统的制药相比有以下优越性：

篇6：高中生物基因工程的应用教案

教学目标

1.举例说出基因工程应用及取得的丰硕成果。

2.关注基因工程的进展。

3.认同基因工程的应用促进生产力的提高。

教学重难点

1.教学重点

基因工程在农业和医疗等方面的应用。

2.教学难点

基因治疗。

教学工具

多媒体

教学过程

(一) 上一节课我们介绍了基因工程，先复习一下什么是基因工程?

基因工程就是按照人类的要求，把基因从生物体内提取出来在体外进行操作和加工，然后再把它导入一个新生物体;使其遗传结构发生改变，产生我们所需要的新品种。

这种生物我们可以称为转基因生物。世界上第一种转基因植物是1983年品质培植成功的，具有抗生素药物的烟草;那么第一种转基因动物是什么呢?

师：〈投影片转基因鼠〉

这两只小老鼠大家是否熟悉，请看一下教科书的封面。

这就是世界上第一只转基因动物。

是1982年诞生的!美国科学家把一种大鼠的生长激素基因转移到一种小鼠的受精卵

中，然后培植成功了一种转基因鼠、它的生长速度要比一般老鼠快50%，大1.8倍，

这种基因现在已经转移给它的下一代了。随着基因技术的发展，我们说转基因生物现

在已经到各处都有了，在工农业生产中都有广泛的应用。下面每个学习小组把查找到

的相关资料给大家介绍一下，有关图片已存入电脑由我来控制，放映到哪张图片，请

这一组的同学解答。

师：(放投影片)

下面我们看一下屏幕上的这只牛。

大家现在所看到的这头不是一般的牛，它有两个地方比较特殊：一个是它来之不易，芬兰科学家通过1~3次实验才把它培育出来的。这头牛所挤出的奶牛含有促红细胞素，也就是它能帮助人生成红细胞，而这种药品在世界上是比较昂贵的所以说有了这头牛，只要喝它的牛奶就能治疗某些缺少红细胞的疾病，所以这头牛也由此成了世界上最昂贵的牛。

第一个上市转基因工程产品——不腐烂的番茄，在果实的成熟过程中它是直接受控于呼吸作用。那么我们可以根据呼吸作用发展的趁势，分为两类：一类是越变形果实;一类是非越变形果实。我们知道越变形果实在成熟过程中，会出现明显的呼吸高峰。而非越变形果实则没有这样的高峰，于是就产生了一个问题。越变形果实它在成熟中因为它的呼吸作用往往是突然的又无法控制。所以常常造成巨大的经济摸失。传统的技术往往是通过乙烯催熟在还没有成熟时就把它采摘下来，然后在出售时用乙烯催熟，虽然这样有它的好处，但实际上不能真正起到保鲜作用。所以我们需要找到一条更好的方法来对果实进行保鲜。科学家们通过研究发现了这样一个过程。

S—腺苷酰丝氨酸(ACC合成酶)1—氨基环丙烷—1—羧酸(乙烯合成酶) 乙烯

我在黑板上写出来的就是科学家们发现的乙烯(ACC)合成过程，从这个过程上我们可以看到ACL是乙烯合成的直接前体，而ACL又直接受控于ACL合成酶，那么我们知道ACL合成酶是通过植物体内的RNA转译形成的产物，那么我们就可以通过降低RNA的含量来间接地降低乙烯的含量。科学家的进一步研究发现这样的方法是可行的。那就是反义RNA技术，反义RNA技术就是通过向细胞内补充与mRNA互补的RNA，然后使它与mRNA形成双链达到很不稳定的结构。从而容易降解，通过这样的方法，科学家就对番茄进行了实验。那么也就是说我们找到了一条比较可行而且经济的途径来真正对水果进行保鲜，也许在不久的将来大家的餐桌上会出现这样一些转基因番茄。我们有理由坚信，转基因技术在将来有进一步的发展

所谓转基因技术就是把外源基因转移到动、植物基因组中去。1997年经各组织的统计结果显示：在申请环境释放的实验报告中，98.25%为转基因

植物，而在这些转基因植物中80%左右都是抗病虫和抗除草剂的作物。如1996年以来美国研�咳嗽币恢�种植一种转基因改良棉花，这种棉花含有一种从细菌中提取的对棉铃虫有致命作用的基因。目前科学家还在创造含天然杀虫剂基因的玉米和马铃薯。而在中国，在科技部国家生物工程研究开发中心863项目支持下，中国农科院生物技术研究中心，根据植物偏爱的密码子成功合成了B2B，并转入了适合我国生态条件的棉花品种获得了高抗棉铃虫的转基因植物，成为了美国之后世界上第二个拥有转gene抗虫棉的国家，现已获得农业生物gene工程安全生产委员会批准商品化生产。1998年在安徽、陕西、湖南等地试种15万亩，估计在2000年可达到500万亩左右。

由于基因工程在农业上具有极大的经济价值，各国政府都非常重视。美国的一些基因工程公司特别重视基因工程作物的种植。1999年，全球有了200万公顷的基因工程作物，其中美国大约占了2000万公顷。在美国的超市里60%的加工食品里含有转基因成分，但在欧洲好像不是这种情况。大家看一下这张照片。世界绿色和平组织在希腊雅典的一个加工转基因食品的工厂外面，悬挂标语牌：gene危险。

课后小结

第一，可能表现在一些转基因食品有毒，一些科学家认为对 基因进行人工提取时，当人们达到了某些目的后，同时也增加了其微量的毒素，而这 些微量毒素的累计也可能对人体有害，第二，过敏性问题，一些人本来对某些食品过 敏，但是他吃了转基因食品之后，对本来不过敏的食品，也过敏了，其原因就是食品 中的蛋白质发生了转移，比如科学家将玉米的基因转入小麦中，那么对玉米过敏的人 吃了这种小麦后也会过敏。

2020高中生物基因工程的应用教案3篇

篇7：基因工程的应用高中生物教案优秀

【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。

5、关注转基因生物和转基因食品的安全性。

6、进行角色扮演，使学生体验参与社会问题的讨论和决策的方法。

【教学重点】

(1)基因工程的基本原理。

(2)基因工程的安全性问题。

【教学难点】

(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。

【教学方法】

讨论法、演示法、讲授法

【课时安排】

1课时

【教学过程】

一、导课

演示多媒体课件列举几种生物的不同性状，如下：(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)人的胰岛素细胞能分泌胰岛素调节血糖的浓度。

〖讲述〗以上几种生物各自有其特定的性状，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?能不能使本身没有某个性状的生物具有某个特定性状呢?

二、基因工程的原理

1、提出问题组织学生讨论、交流看法。

(1)为什么能把一种生物的基因“嫁接”到另一种生物上?

(2)推测这种“嫁接”怎样才能实现?

(3)这种“嫁接”对品种的改良有什么意义?

【问1】杂交育种有哪些局限性?人类是否可以按照自己的意愿直接定向改变生物。

“你的想法很好，可是用什么样的方法才能实现你的设想呢?”

用类比的方法引导学生思考基因工程的大致步骤和所需要的工具：剪刀、针线、运载体等。并用问题启发学生：“你能想像这种剪刀加浆糊式的’嫁接工作在分子水平的操作，其难度会有多大吗?”

2、下面以EcoRI为例，构建重组DNA分子模型，体会基因的剪切、拼接、缝合的道理。

EcoRI是已发现的500多种限制性内切酶中的一种，它是一种从细菌中发现的能在特定位置上切割DNA分子的酶。它的特殊性在于，它在DNA分子内部“下剪刀”，专门识别DNA分子中含有的“GAATTC”这样的序列，一旦找到就从G和A之间剪断(参考教科书插图6-3)。

篇8：基因工程的应用高中生物教案优秀

一、基因工程原理

1、概念：就是按照人们的意愿，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的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。原理是基因重组。

操作环境：生物体外

操作对象：基因

操作水平：DNA分子水平

基本过程：剪切→拼接→导入→表达

结果：人类需要的基因产物

2、基因的“剪刀”——限制性内切酶

(1)识别特定核苷酸序列，切割特定DNA切点，具特异性。并裂解磷酸二酯键。

(2)例：大肠杆菌的一种限制酶(EcoRⅠ)能识别

GAATTC序列，并在G和A之间切开。

(3)一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的切割点上将DNA分子切断。

3、基因的“针线”

——DNA连接酶

连接酶的作用：

将互补配对的两个黏性末端连接起来，使之成为一个完整的DNA分子。

连接的部位：

生成3′- 5′磷酸二酯键

DNA连接酶的作用过程：

4、基因的运载体——质粒或病毒

作用：将外源基因送入受体细胞。

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。

种类：质粒、噬菌体和动植物病毒。

5、基因工程的操作步骤

(1)提取目的基因 (2)目的基因与运载体结合

(3)目的基因导入受体细胞 (4)目的基因的表达和检测

6、有关基因工程的相关提醒

(1)限制酶在第一步和第二步操作中都用到，且要求是同一种酶，目的是产生相同的黏性末端;第二步中两种工具酶都用到。

(2)质粒是最常用的运载体，不要把质粒和运载体等同，除此之外，噬菌体和动植物病毒也可作为运载体。运载体的化学本质为DNA，其基本单位为脱氧核苷酸。

(3)目的基因表达的标志：通过翻译合成相应的蛋白质。

(4)通过基因工程培育的抗虫棉，只能抗虫，不能抗病毒、细菌。

7、DNA连接酶和DNA聚合酶

(1)DNA连接酶：在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键。

(2)DNA聚合酶：可将单个的脱氧核苷酸加到已有的脱氧核苷酸序列上，形成磷酸二酯键。

(3)相同点：这两种酶都是蛋白质，可以形成两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键。

二、基因工程的应用：

1、基因工程与作物育种

2、基因工程与药物研制：

三、转基因生物和转基因食品的安全性：

1、基因工程与医药卫生

微生物生长迅速，容易控制，适于大规模工业化生产。若将生物合成相应药物成分的基因导入微生物细胞内，让它们产生相应的药物，不但能解决产量问题，还能大大降低生产成本。

篇9：基因工程的应用高中生物教案优秀

一、教材及学习任务分析

《生态系统的信息传递》是新课程标准教材(人教版)必修三板块第五章第四节的内容，着重讲述生态系统中的信息类型和信息传递在生物之间的意义。这对于我们整体性了解生态系统的功能有着十分重要的作用。同时也为我们在实际生活中的应用提供了有益的理论基础。是学生理解生态系统十分重要的一个环节。

二、学生学情分析

学生已经有了生态系统相关的知识基础，对于信息的了解也从各个渠道有所涉猎。因此，在学习本节内容时，遇到的学习障碍也会相对较低。同时，学生对于丰富多彩的生物行为也比较感兴趣，这对于本节课的教学来说是一个天然的优势。

三、学习目标的确立

知识目标：1、举例说明生态系统信息传递的例子。

2.说出信息传递在生态系统中的作用

3.说明信息传递在农业生产中的应用

能力目标：能够分析资料，利用已有信息传递知识解决现实问题。

情感态度价值观：热爱自然，热爱生命，学会感受大自然的奥妙。

四、学习的重点和难点

说明生态系统的信息传递在生态系统中的作用

五、教学思路

本节课着重在于学生对于教材资料的分析了解，因此，准备学习资料供学生讨论，在讨论过程中体会生态系统信息传递的作用是十分有效的教学策略。

六、教学准备

生态系统中信息传递的各种实例与资料

七、课时安排：一课时

八、详细教学过程

新课引入：我们现在处在信息社会，我们的身边有着各种各样的信息，文字，语言，书画，视频，手势等等不一而足。那么在生态系统中，生物和生物之间会不会存在信息的交流呢?生物和非生物的环境之间有没有信息交流呢?

教师活动：信息交流大家应该都不陌生，这是我们生活中必不可少的东西，我们通过电视，报纸，等方式可以获取信息，也会通过文字，图片将信息传递出去。请大家举例一些常见的，除人类以外，其他动物的信息交流的方式。

学生活动：学生举例，蜜蜂的跳舞，孔雀的开屏，村庄里狗吠。

【通过人类社会信息传递的对比，让学生充分理解生物之间信息传递的作用。学生理解之后举出自己身边常见的信息传递的例子，在与教师对话的过程中逐步理解信息传递的方式。充分实现了理论联系生活实际。】

教师活动：非常好，生活处处皆学问，那么请观看老师准备的相关资料，来分析以下资料中有没有信息传递存在，如果存在那么是通过什么形式传递的呢?

展示资料，组织学生参与学习讨论。

教师活动：非常好。那么从大家的讨论中我们可以归纳一下，自然界中的信息传递的方式是多种多样的，可以归纳为三种信息的种类：物理信息，化学信息，行为信息。我们再来看一组资料，判定属于什么种类的信息。

学生活动：判定资料中的信息种类。

教师活动：那么这些信息在生态系统中起了什么样的作用呢?

学生活动：不同信息所起的具体作用，一一进行描述。

教师活动：很好，那么我们可以将这些活动进行归纳，所起的作用有两点，一是影响生物的正常生命活动，二是可以改变种间关系。可以举一些例子再加以说明吗?

学生活动：举例说明信息传递所起的作用。

教师活动：信息传递属于生态系统非常重要的一个功能，那么能够在我们的日常生活中起到什么样的作用呢?我们在日常农业生产中有什么样的应用?(比如：养鸡过程中，若在鸡舍增加夜晚灯光照射有利于鸡提高产蛋量。这样做有什么科学道理?对于农业中常见害虫，你有什么防治方法?有没有对环境无害的防治方法呢?)

展示相关的资料。

学生活动：讨论生态系统信息传递在日常生活及农业中的应用。

【通过常见教学素材(光照提高鸡的产蛋率，农业害虫的生物防治等)，实现生活化带入，充分发挥学生学习主体性，在学生在合作交流过程中，通过教师引导实现了理论向实际应用的转化，通过学生身边常见的农业生产中的应用，深入的理解掌握所学知识，理解信息传递在生态系统中的重要作用，可以通过合理利用生态系统信息传递功能，达到保护环境的目的，让学生感受到大自然的奥妙以及学习生物的乐趣，实现本节课能力和情感态度价值观目标。】

总结：生态系统的信息传递是生态系统十分重要的功能，通过信息传递，我们更能够体会到，生态系统是一个有机的整体，目前我们对于生态系统中信息的传递方式只是略知皮毛，相信随着