第6章第2节 基因工程及其应用3

第6章第2节 基因工程及其应用3

‎ ‎ 第6章　从杂交育种到基因工程 第2节 基因工程的应用 ‎[教学过程] ‎ 一、课前准备     由于本课时的内容是基因工程的成果与发展前景，属于基因工程的实际应用问题，所以教材中的大量内容是基因工程发展近几年的成果，相对其他章节来讲该内容比较新颖和超前，而且该内容是一个动态的知识体系，其内容不断地更新、发展和变化。如果按照以往的教学手段，必然导致学生对知识的机械记忆，不利于开阔学生的思路、发展学生的思维和素质能力的提高。因此本课打破原有的教学模式，尝试利用网络环境进行信息化教学。这就需要教师和学生做充分的准备。‎ ‎1．教师准备：     （1）教师设计并参与制作计算机教学课件，在校园网上制作网页，查找大量资料，完善网页内容，建立内容丰富的“基因工程知识资源库”。     （2）熟练计算机系统、课件等的操作，为教学做好准备。     2．学生准备：     （1）学生预习教材，对教材中的内容做宏观的了解。     （2）利用课余时间，通过看书、看报及看电视，收集有关基因工程的成果与发展前景的资料或信息，也可以走访有关的专家学者了解该内容，有条件的学校可以请专家学者做有关基因工程知识的讲座。      （3）熟悉计算机的基本操作，为本课进行做准备。    二、情境创设：     （1）教师活动：辅导学生操作计算机进入校园网并找到相关的网页，浏览本节课的有关内容。     （2）学生活动：进入相关的网页，按照自己的兴趣爱好浏览有关的资料和信息，进入学习情境。     三、师生互动 ‎1．确定课题：     （1）教师活动：教师帮助学生确立自主研究的子课题：     在医药卫生方面，基因工程有哪些应用和前景？     在农吐业和食品工业方面，基因工程有哪些应用和前景？     在环境保护方面，基因工程有哪些应用和前景？     你想像中未来的基因工程会有怎样的发展趋势？     （2）学生活动：学生按照自己搜集的资料和兴趣爱好在教师时协调下分成4个小组，每个小组分别确定一个子课题作为本组研究和讨论的中心内容，并且各小组研究的子课题内容不能重复。‎ ‎2、自主探究：     （1）教师活动：作为学生的指导者、帮助者、咨询者和学习伙伴，在学生上网自主探究的过程中，给予必要的帮助和指导：     在信息技术上，指导学生如何上网、浏览、搜索和网上交流讨论。     在学生交流处理信息的过程中给予指导帮助。 ‎ 5‎ ‎ ‎ ‎    （2）学生活动：以小组为单位，按照子课题的内容在网上搜索有关资料信息，同时可以将课前收集准备的有关资料在组内进行信息交流和讨论；在交流的过程中每个小组将信息归纳、整理，建构自己的知识框架，将知识内化；通过组内的交流和讨论，全组成员形成共识，将各子课题的研究成果进行概括的归纳总结，并可在网上公布。     3、交流协作：     （1）教师活动：     组织4个小组进行组间交流，在参与交流的同时，对交流进行点评、导拨，以确保交流的正确性和有效性。     在交流中教师组织学生讨论，可以打破组的界限使同学们各抒己见。     在交流和讨论中，教师可以将有代表性的学生网页，在学生发言时进行切换，供全体学生交流。     （2）学生活动：各小组围绕呈现不同侧面的情境所获得的认识，展开小组讨论、交流，形成分享式、合作式的学习方式，并学会利用网络知识解决实际问题，将知识外显化。在讨论交流中，每个学生的观点在和其他同学以及教师一起建立的协商环境中受到考察、评论，同时，每个学生也对别人的观点、看法进行思考并做出反应。        4、归纳总结：     （1）教师活动：将学生对基因工程成果与发展前景讨论的结果进行总结，并将本节课的重点内容总结成板书（屏显），帮助学生理清知识体系。     （2）学生活动：通过本课的学习增长了见识，开拓了思路，学到了方法，调动了对生物学科的学习积极性。通过对本课知识体系的理解，对知识的掌握、技能的提高进行自我评价。     要点提示     1．由于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。     2．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。     3．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。     4．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。     5．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。     6．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。‎ 5‎ ‎ ‎ 自我检测的答案和提示 一、概念检测 ‎（一）连线题 ‎1—B，2—C，3—E，4—D，5—F，6—A。‎ ‎（二）判断题 ‎1．×。解析：有性生殖的后代有遗传有变异，不一定把亲本的所有特征都遗传下来。‎ ‎2．√。解析：因为选择育种仅在同种物种的自然变异的情况下进行选择，所以进展缓慢，可选择的范围有限。‎ ‎3．√。因为人工诱变可提高突变的频率，可选择范围广，从而较快了育种的进程。‎ ‎4．√。如果不严加管理，就有可能被不法分子利用危害人类。‎ ‎(三) 画概念图 用限制性风切酶切割ＤＮＡ 用ＤＮＡ连接酶连接目的的基因 用特殊的运载体将ＤＮＡ分子导入受体细胞 获得转基因和生物 目的基因检测 ‎↓‎ ‎↓‎ ‎↓‎ ‎↓‎ 二、知识迁移 提示：此题是一道开放性题目，答案从略。‎ 三、技能应用 提示：这是一幅具有讽刺意味的卡通图。画面中两位研究人员在培养室中面对人工栽培的人形大头菜，说道：“看来我们把太多的人基因转移到大头菜里了。”暗示他们已能够运用基因工程技术随心所欲地把人的基因转入蔬菜中生产出“人形”大头菜。本题属于开放型题目，手法夸张，教师应启发学生充分发挥想像力，运用本章所学知识对此作出评价，并且认识到理智地运用科学技术成果的必要性。‎ 四、思维拓展 提示：很多生物的基因组目前并不清楚，因此，寻找目的基因仍是十分艰巨的工作。此外，基因的提取、分离和转移需要昂贵的仪器设备。而杂交育种和诱变育种作为常规育种方法，操作简便易行，是基因工程技术所不能取代的。‎ 附件 大肠杆菌转基因实验 5‎ ‎ ‎ 实验原理 大肠杆菌DH5e是基因工程常用的受体细菌，在LB培养基上生长为白色菌落，在含有氨苄青霉素的培养基上不能生长。pBR322质粒含有抗氨苄青霉素的基因，转入了pBR322质粒的大肠杆菌能在含有氨苄青霉素的培养基上正常生长。‎ 目的要求 ‎1．了解细菌转基因的基本过程，进一步理解 细菌转基因的原理。‎ ‎2．观察大肠杆菌转基因的结果。‎ 材料用具 大肠杆菌DH5a，质粒pBR322或pUCl8等，LB液体和固体培养基，LBA固体培养基。‎ 烧杯，试管，Eppendor{管，酒精灯，火柴，1.5mE离心管，接种环，棉花，棉线，记号笔，标签，塑料盒，离心机，恒温摇床，恒温培养箱，吸液器，高压蒸汽灭菌锅。‎ 冰块， 氨苄青霉素 (质量浓度为100mg／mi-)，物质的量浓度为0，1 mol／L的CaCI：溶液，去离子水。‎ 方法步骤 一、培养基的配制 ‎1．LB培养基 牛肉膏 5.0g 蛋白胨 10.0g NaCl 5.0 g 琼脂 20.0g 将上述物质溶解后，用自来水定容至1000mL。配制后，在高压蒸汽灭菌锅内，用压力100kPa，121.3℃，15～30min的条件灭菌后倒平板。‎ ‎2．LBA培养基 将配制好的LB培养基高压灭菌后，冷却至60℃左右，加入氨苄青霉素，使氨苄青霉素最终浓度为50mg／mL，摇匀后倒平板。‎ 二、感受态细胞的制备 ‎1．将大肠杆菌DH5a接种于5mLLB培养基中，37℃恒温，在摇床上以200r／min的转速培养8 h。‎ ‎2．取2mL菌液转接于50min。LB培养基中，37℃恒温，在摇床上以300r／min的转速培养约2 h。‎ ‎3．将培养液转移到50min。预冷的无菌离心管中，在冰上放置10min。在4℃以4000r／min离心10min。‎ ‎4．除去上清液，用10 mL冰浴的CaCl2溶液洗涤沉淀，在冰上放置10min。在4℃以4 000r／min离心10min。‎ ‎5．除去上清液，将沉淀悬浮在2mL冰浴的CaCl2溶液中，0.5h后即可使用，或者在℃保存，48h内使用。‎ 三、转化 ‎1．取200μL感受态细胞，加入1～10 P1。质粒(质粒含量不超过0.1μg)，混匀，在冰上放置30min后，在42℃水浴中保温l min，迅速在冰浴中冷却3—5min。‎ ‎2．每管加入100μL。液体LB培养基，将转化后的细菌在37℃、低于200 r／min的转速培养45 min。‎ ‎3．将转化后的菌液涂布在含有氨苄青霉素的培养基上，并将未转化的大肠杆菌作为对照实验。‎ 5‎ ‎ ‎ 四、培养 将涂布好的平板倒置，于37℃培养12～16h。‎ 结果与讨论 观察大肠杆菌在培养基上的生长情况，将观察到的结果和得出的结论记录在实验报告中。谈自己对细菌转基因实验的体会。‎ 5‎