基因工程應用教案（共9篇）

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篇1：高中生物基因工程的應用教案

●從容說課

本節內容包括兩個主要方面：一是基因工程的基本原理，二是基因工程的應用。分別用一個課時完成。對於基因工程的基本原理而言，既是學生進入高中以來第一次接觸到的生物工程方面的有關內容，又是生物工程中四大主要工程的重點和難點，其知識內容比較抽象和複雜，屬於生物科學中的前沿科學。學生理解和接受起來都十分困難。因此本節的側重點是基因工程的原理和大致過程，在教學深度的把握上應定位在學生了解基因工程的過程和方法，而不必引入過多的專業術語和詳細的操作技術，語言力求形象生動，避免不適當地擴展，增加深度和難度。有興趣的學生可以在生物選修3《現代生物科技專題》中進一步學習。教學時從雜交育種及誘變育種的特點總結入手，結合“問題探討”，引入基因工程的概念。教學中，教師先結合學生熟悉的具體事例通過類比的方法來講述基因工程的基本工具，然後安排學生製作模型的活動來模擬基因工程的操作過程，使學生切身體會基因工程“剪、拼、接、轉”的主要過程。最後教師用製作的電腦動畫來表現這一動態過程。通過第1課時的學習使學生達到能簡述基因工程所用到的“工具”和了解基因工程的大致過程的目的。

對於第2課時基因工程的應用的教學，重在在列舉基因工程各種應用的基礎上，引導學生討論基因工程應用的利與弊。在進行教學的過程中，佈置學生在課前瀏覽相應的信息資料，蒐集有關資料並分析、歸納、整理，提出相應的問題或自主探究的課題，提交組內討論;各小組討論歸納，在課堂上進行全體同學的交流和討論。在課堂上通過模擬一次聽證會，讓學生進行角色扮演，要求學生採用思考、分析、想象、推斷和辯論相結合的方法，圍繞基因工程的利與弊，分析討論是否需要關注轉基因食品和轉基因生物。對於這個問題，教師不必刻意將學生的爭論引向一致的結論，爭辯的過程本身就是對學生思維的訓練，能夠給予學生不少啓發。教師要注意引導學生擺事實、講道理，作出合乎邏輯的推斷，鼓勵學生積極參與。還可設計合適的情境，組織學生製作公益廣告、撰寫諮詢報告等多種活動，讓學生站在不同角度思考問題並作出判斷，使學生體會到參與社會問題的討論和決策的方法。

最後，教師可以組織學生對本章進行小結，進一步突出從雜交育種到基因工程這條技術發展的主線。同時，教師也應強調科學技術是一把雙刃劍，既可以爲人類造福，又可能造成一些負面影響。身爲現代公民，應該關注科學技術的發展和影響。

●三維目標

1.知識與技能

(1)簡述基因工程的基本原理。

(2)舉例說出基因工程在農業、醫藥等領域的應用。

(3)收集基因工程所取得的成果以及發展前景。

(4)通過對書中插圖、照片等的觀察，學會科學的觀察方法，培養學生收集和處理科學信息的能力、獲取新知識的能力、分析和解決問題的能力。

2.過程與方法

(1)利用課本以外的資料和信息解決課內學習中發現的問題，培養自主學習能力。

(2)通過製作模型的活動來模擬基因工程的操作過程，使學生在理解步驟的同時，切身體會基因工程的主要過程。

(3)通過模擬聽證會的活動，引導學生主動參與、樂於辯論，積極進行交流與合作，從而培養學生團結、互助和協調的合作精神，訓練學生思維的敏捷性、邏輯性、廣闊性及創造性，開闊學生的視野，提高學生的自學能力和良好的語言表達能力。

3.情感態度與價值觀

(1)關注轉基因生物和轉基因食品的安全性。

(2)進行角色扮演，使學生體驗參與社會問題的討論和決策的方法。

(3)通過學習瞭解我國基因工程的發展前景及成果，激發學生對生物知識的興趣，開闊學生的思路，培養學生的愛國主義熱情，樹立在學習上努力刻苦的決心。

●教學重點

(1)基因工程的基本原理。

(2)基因工程的安全性問題。

●教學難點

(1)基因工程的基本原理。

(2)轉基因生物與轉基因食品的安全性。

●教具準備

教師課件。

●課時安排

2課時。第1課時：基因工程的原理，第2課時：基因工程的應用。

第1課時

●教學過程

[課前準備]

1.教師收集有關基因工程的音像圖片資料和實物，並製作成課件。

2.教師參考選修3《現代生物科技專題》P6“重組DNA分子的模擬操作”編輯成構建重組DNA模型的文字指導，複印後發給各組。

3.學生以EcoRI爲例，根據教師下發的指導構建重組DNA分子模型，體會基因的剪切、拼接、縫合的道理。

[情境創設]

演示多媒體課件列舉幾種生物的不同性狀，如下：

(1)青黴菌能產生對人類有用的抗生素——青黴素。

(2)豆科植物的根瘤菌能夠固定空氣中的氮氣。

(3)人的胰島素細胞能分泌胰島素調節血糖的濃度。

教師：以上幾種生物各自有其特定的性狀，這些性狀都是基因特異性表達的結果，但是人類能不能改造基因呢?能不能使本身沒有某個性狀的生物具有某個特定性狀呢?例如，讓禾本科植物能夠固定空氣中的氮氣;讓微生物生產出人的胰島素、干擾素等藥物。這樣既節省了人力，又簡化了生產，同時還不會對環境造成污染。這種設想能實現嗎?回答是可以的。通過科學家們的不斷努力，在20世紀70年代終於創立了一種能定向改造生物的新技術——基因工程。

教師通過課件圖片和音像資料展示基因工程產品，如種子、水果、疫苗或藥物等。同時引出本節課題：基因工程的原理。

[師生互動]

教師：利用“問題探討”，提出問題，組織學生討論、交流看法。

(1)爲什麼能把一種生物的基因“嫁接”到另一種生物上?

(2)推測這種“嫁接”怎樣才能實現?

(3)這種“嫁接”對品種的改良有什麼意義?

學生：分組討論。學生設想用類似的方法來“改造”某種生物，使其符合人們某種特定需要，說出具體設想。各小組選派代表陳述觀點。

教師：雜交育種有哪些侷限性?人類是否可以按照自己的意願直接定向改造生物。

學生：雜交育種有方法簡單、容易操作的優點。但是，雜交育種只能利用已有基因的重組，按需選擇，並不能創造新的基因。雜交後代會出現性狀分離現象，育種進程緩縵，過程煩瑣。我們可以利用基因工程的辦法解決，即把一種生物的基因“嫁接”到另一種生物上。

教師：肯定學生合理的想法，引發思考。“你的想法很好，可是用什麼樣的方法才能實現你的設想呢?”

學生：頭腦中設想“嫁接”的過程。

教師：用類比的方法引導學生思考基因工程的大致步驟和所需要的工具：剪刀、針線、運載體等。並用問題啓發學生：“你能想象這種剪刀加漿糊式的嫁接工作在分子水平的操作，其難度會有多大嗎?”

學生：頭腦中設想“嫁接”的過程。並跟隨教師的引導，思考基因工程的大致步驟：找到目的基因、剪切、拼接、縫合、表達、檢測，所用到的工具：基因剪刀、基因針線、基因的運載體。

教師：下面以EcoRI爲例，構建重組DNA分子模型，體會基因的剪切、拼接、縫合的道理。

EcoRI是已發現的500多種限制性內切酶中的一種，它是一種從細菌中發現的能在特定位置上切割DNA分子的酶。它的特殊性在於，它在DNA分子內部“下剪刀”，專門識別DNA分子中含有的“GAATTC”這樣的序列，一旦找到就從G和A之間剪斷(參考教科書插圖6-3)。

同學們來試一試，動手做一個重組DNA模型吧。在動手做之前，先要明白“分子剪刀”和“分子針線”的用途和使用方法。

用同一種限制性內切酶切割後的DNA片段其末端可以用連接酶來縫合(參考教科書插圖6-4)。這樣“剪切拼接”就可以形成重組的DNA分子。

學生：4個人一組，再次閱讀課前教師下發的“構建DNA分子模型的文字指導”。

教師：提出問題：

(1)製作模型時用到的“剪刀”和“針線”各代表什麼?比較剪切後的DNA片段的末端切片，你發現有什麼特點呢 ?

(2)回顧在模型構建過程中，每一步的操作和所用到的工具以及形成的“產品”，你對重組DNA的操作有什麼新的理解?

學生：討論模型構建的具體方法，按“指導”的方法步驟依次完成模擬製作過程，並思考教師提出的問題。回答並交流對重組DNA技術的理解。

學生：剪刀——限制性內切酶(簡稱限制酶)。它的作用具有特異性特點，即識別特定核苷酸序列，切割特定切點。例如大腸桿菌的EcoRI限制酶能識別GAATTC序列，並在G和A之間切開。剪切的結果是產生黏性未端(鹼基互補配對)。

教師：要想獲得某個特定性狀的基因必須要用限制酶切幾個切口?可產生幾個黏性末端?

學生：要想獲得某個特定性狀的基因必須要用限制酶切2個切口。可產生2個黏性末端。

學生：針線——DNA連接酶。連接的部位：磷酸和脫氧核糖交替連接而構成的DNA骨架上的缺口(梯子的扶手)，不是氫鍵(梯子的踏板)。結果是把兩個來源不同卻有相同的黏性末端的DNA連接。

教師：用DNA連接酶連接兩個相同的黏性末端要連接幾個磷酸和脫氧核糖交替連接而構成的DNA骨架上的缺口(磷酸二酯鍵)?用限制酶切一個特定基因要切斷幾個磷酸和脫氧核糖交替連接而構成的DNA骨架上的缺口(磷酸二酯鍵)?

學生：2個、2個。

教師：現在同學們分組各做一個重組DNA模型，看一看哪個組的最科學。

學生：分組做重組DNA模型，並分別在實物投影儀上演示，其他同學點評。

教師：重組後的DNA分子還需要特殊的運載工具運載到受體細胞(如大腸桿菌、動植物細胞)中。那麼誰能承擔這個任務呢?

教師：用圖片或課件動畫展示質粒的結構及特點。

學生：觀看圖片或課件，瞭解質粒的特點及其運載功能。

質粒的特點：

細胞擬核之外的小的環狀DNA分子。借宿於細菌、黴菌、酵母菌等細胞裏，對細胞的正常生活幾乎沒有影響。質粒能夠自主複製，而且複製只能在宿主細胞內完成。可以容易地從細胞中取出或放入。這些特點使它能夠勝任運載體的工作，攜帶目的基因進入細胞。

教師：有了基因工程操作的工具後，那麼基因工程具體是如何進行操作的呢?

教師：用多媒體課件或與教科書插圖6-6示意圖類似的基因操作步驟的有關錄像資料進行展示。思考問題如下：(可以利用幻燈或多媒體課件演示)

(1)舉例說明什麼是目的基因。

(2)從供體細胞DNA中直接分離基因的方法叫什麼?簡要說出該方法的過程是什麼。

(3)人工合成基因的方法有幾種?其操作過程分別是什麼?

(4)將目的基因與用限制性內切酶處理後的運載體混合，用DNA連接酶處理會出現幾種結果?(只考慮兩兩結合)

(5)將含目的基因的重組質粒導入細菌受體細胞的過程中常用到哪種化學試劑?其作用是什麼?

(6)在目的基因的檢測過程中，檢測的對象是什麼?

學生：觀看錄像資料，想象科學家在分子水平上進行這一操作的精確性。然後思考、討論、回答。(通過觀看錄像資料學生對基因工程的步驟能夠大體瞭解，對以上的問題能基本回答，但是對具體的操作步驟還不能從生物學角度上很透徹地理解)

教師：現在請同學們閱讀教材內容，從理論上理解有關知識，同學們可從生物學的專業知識角度出發，用生物學的專業術語準確地解答有關問題。

簡要歸納基因工程操作的基本步驟和大致過程。

學生和教師一起歸納基因工程操作的幾個步驟：

第一步：提取目的基因;

第二步：目的基因與運載體的結合;

第三步：將目的基因導入受體細胞;

第四步：目的基因的檢測和表達。

篇2：高中生物基因工程的應用教案

目標 1. 知識目標：

①讓學生能說基因工程的主要步驟。

②讓學生能說出基因工程應用的優勢、應用方面和現狀。

③讓學生了解轉基因生物和食品的安全性。

2. 能力目標：

① 通過動手實踐，瞭解基因工程的主要步驟。

② 通過學習，能夠了解基因工程應用現狀，並預測發展。

③ 讓學生學會通過討論，對轉基因生物和食品持理性態度

3. 態度、情感、價值觀目標

讓學生了解基因工程，認識基因工程技術的優勢，同時理性對待基因工程技術及產物。培養科學、嚴謹、爲人類謀福利的主體科學思想。 教學

重點 1.基因工程的主要步驟

2.基因工程的應用

3. 轉基因生物和食品的安全性 教學

難點 基因工程經歷的四個步驟 主要

教具 教室多媒體，手工材料 主要

教法 多媒體教學 板書設計

第二節 基因工程及其應用(下)

一. 基因工程的主要步驟

1. 提取目的基因

2. 目的基因與運載體結合

3. 將目的基因導入受體細胞

4. 目的基因的檢測和表達

二.基因工程的應用

1. 作物育種 2. 醫藥研製 3. 環境保護

三.轉基因生物和轉基因食品的安全性

教學過程 教學程序

教師活動

學生活動

設計意圖

複習

提問高二(6)班學生，基因工程需要哪些專門的工具。

剪刀(限制酶)、針線(連接酶)、運載體(質粒、噬菌體、動植物病毒等)

複習所學內容

導入

承接上節課知識點，介紹本章節重點、關鍵詞

瞭解本章節重點，及關鍵詞，形成初步知識主線

對後面知識學習起到承前啓後的作用，並引起後期學習的記憶喚起。

知識點

引入

問題：“基因工程要經歷哪些步驟?”

觀看視頻，通過介紹抗除草劑水稻的產生過程，瞭解基因工程有哪些步驟。

觀看，並總結

讓學生自己學會觀察，整理知識，總結規律。

提問“基因工程主要經歷哪些步驟”?

回答

總結規律

篇3：高中生物基因工程的應用教案

技能 1.簡述基因工程的基本原理。

2.舉例說出基因工程在農業、醫藥等領域的應用。

3.基因工程工具的特點和功能。

4.基因工程的基本操作步驟。

5.通過對書中以及ppt課件中的插圖、圖片的觀察，學會科學的觀察方法，培養收集和處理科學信息的能力、獲取新知識的能力、分析問題和解決問題的能力。 過程與

方法 多媒體教學 、直觀教學法、小組討論法 情感、態度與價值觀 1.關注轉基因生物和轉基因食品的安全性。

2.進行角色扮演，使學生體驗參與社會問題的討論和決策的方法。

3.通過學習瞭解我國基因工程的發展前景及成果，激發學生對於生物知識的興趣，開闊學生的思路，養成學生的愛國主義熱情，樹立在學習上努力刻苦的決心。 重點 1.基因工程的基本原理。

2.轉基因生物與轉基因食品的安全性。 難點 1.基因工程的基本原理。

2.轉基因生物與轉基因食品的安全性。 方法 討論法、演示法、講授法等 教具 多媒體演示課件，實驗材料和用具等。 教 學 過 程 教學內容 教師組織和引導 學生活動 教學意圖 情境創設 演示多媒體課件列舉幾種生物的不同性狀，如下：

(1)青黴菌能產生對人類有用的抗生素——青黴素。

(2)豆科植物的根瘤菌能夠固定空氣中的氮氣。

(3)人的胰島素細胞能分泌胰島素調節血糖的濃度。

〖講述〗以上幾種生物各自有其特定的性狀，這些性狀都是基因特異性表達的結果，但是人類能不能改造基因呢?能不能使本身沒有某個性狀的生物具有某個特定性狀呢?例如，讓禾本科植物能夠固定空氣中的氮氣;讓微生物生產出人的胰島素、干擾素等藥物。這樣既節省了人力，又簡化了生產，同時還不會對環境造成污染。這種設想能實現嗎?回答是可以的。通過科學家們的不斷努力，在20世紀70年代終於創立了一種能定向改造生物的新技術——基因工程。 從具體的事例出發，集中學生的注意力。 基因工程的原理 學生活動 教學意圖 “問題探討” 提出問題組織學生討論、交流看法。

(1)爲什麼能把一種生物的基因“嫁接”到另一種生物上?

(2)推測這種“嫁接”怎樣才能實現?

(3)這種“嫁接”對品種的改良有什麼意義?

【問1】雜交育種有哪些侷限性?人類是否可以按照自己的意願直接定向改變生物。

“你的想法很好，可是用什麼樣的方法才能實現你的設想呢?”

用類比的方法引導學生思考基因工程的大致步驟和所需要的工具：剪刀、針線、運載體等。並用問題啓發學生：“你能想像這種剪刀加漿糊式的’嫁接工作在分子水平的操作，其難度會有多大嗎?”

下面以EcoRI爲例，構建重組DNA分子模型，體會基因的剪切、拼接、縫合的道理。

EcoRI是已發現的500多種限制性內切酶中的一種，它是一種從細菌中發現的能在特定位置上切割DNA分子的酶。它的特殊性在於，它在DNA分子內部“下剪刀”，專門識別DNA分子中含有的“GAATTC”這樣的序列，一旦找到就從G和A之間剪斷(參考教科書插圖6-3)。

同學們來試一試，動手做一個重組DNA模型吧。在動手做之前，先要明白“分子剪刀”和“分子針線”的用途和使用方法。

用同一種限制性內切酶切割後的DNA片斷其末端可以用連接酶來縫合(參考教科書插圖6-4)。這樣“剪切拼接”就可以形成重組的DNA分子。

【問】(1)製作模型時用到的(剪刀和針線)各代表什麼?比較剪切後的DNA片斷的末端切片，你發現有什麼特點呢 ?

(2)回顧在模型構建過程中，每一步的操作和所用到的工具以及形成的“產品”，你對重組DNA的操作有什麼新的理解?

【問】要想獲得某個特定性狀的基因必須要用限制酶切幾個切口?可產生幾個黏性未端?

【問】用DNA連接酶連接兩個相同的黏性未端要連接幾個磷酸和脫氧核糖交替連接而構成的DNA骨架上的缺口(磷酸二酯鍵)?用限制酶切一個特定基因要切斷幾個磷酸和脫氧核糖交替連接而構成的DNA骨架上的缺口(磷酸二酯鍵)?

現在同學們分組各做一個重組DNA模型，看一看哪個組的最科學。

重組後的DNA分子還需要特殊的搬運工具運載到受體細胞(如大腸桿菌、動植物細胞)中。哪麼誰能承擔這個任務呢?

用圖片或課件動畫展示質粒的結構及特點。

〖講解〗質粒的特點：

細胞擬核之外的小的環狀DNA分子。

借宿於細菌、黴菌、酵母菌等細胞裏，對細胞的正常生活幾乎沒有影響。

質粒能夠自主複製，而且複製只能在宿主細胞內完成。

可以容易地從細胞中取出或放入。

這些特點使它能夠勝任運載體的工作，攜帶目的基因進入細胞。

【問】有了基因工程操作的工具後，哪麼基因工程具體是如何進行操作的呢?

教師：用多媒體課件或與教科書插圖6-6示意圖類似的基因操作步驟的有關錄像資料。思考問題如下：(可以利用幻燈或多媒體課件演示)

(1)舉例說明什麼是目的基因。

(2)從供體細胞DNA中直接分離基因的方法叫什麼?簡要說出該方法的過程是什麼。

(3)人工合成基因的方法有幾種?其操作過程分別是什麼?

(4)將目的基因與用限制性內切酶處理後的運載體混合，用DNA連接酶處理會出現幾種結果?(只考慮兩兩結合)

(5)將含目的基因的重組質粒導入細菌受體細胞的過程中常用到哪種化學試劑?其作用是什麼?

(6)在目的基因的檢測過程中，檢測的對象是什麼?

【講述】現在請同學們閱讀教材內容，從理論上理解有關知識，同學們可從生物學的專業知識角度出發，用生物學的專業術語準確地解答有關問題。

簡要歸納基因工程操作的基本步驟和大致過程。 思考回答

1.雜交育種方法簡單，容易操作的優點，但是，雜交育種只能利用已有基因的重組，按需選擇，並不能創造新的基因。雜交後代會出現性狀分離現象，育種進程緩縵，過程繁瑣。我們可以利用基因工程的辦法解決。即把一種生物的基因“嫁接”到另一種生物上。

(頭腦中設想“嫁接”的過程。)

頭腦中設想“嫁接”的過程。並跟隨教師的引導，思考基因工程的大致步驟：找到目的基因、剪切、拼接、縫合、表達、檢測，所用到的工具：基因剪刀、基因針線、基因的運載體。

4個人一組，再次閱讀課前教師下發的“構建DNA分子模型的文字指導”。

討論模型構建的具體方法，按“指導”的方法步驟、依次完成模擬製作過程。並思考教師提出的問題。回答並交流對重組DNA技術的理解。

學生：剪刀——限制性內切酶(簡稱限制酶)。它的作用具有特異性特點，即識別特定核苷酸序列，切割特定切點。例如大腸桿菌的EcoRI限制酶能識別GAATTC序列，並在G和A之間切開。剪切的結果是：產生黏性未端(鹼基互補配對)。

【答】要想獲得某個特定性狀的基因必須要用限制酶切2個切口。可產生2個黏性未端。

針線——DNA連接酶。連接的部位：磷酸和脫氧核糖交替連接而構成的DNA骨架上的缺口(梯子的扶手)，不是氫鍵(梯子的踏板)。結果是：把兩個來源不同卻有相同的黏性未端的DNA連接。

【答】2個、2個。

觀看圖片或課件，瞭解質粒的特點及其運載體功能。

觀看錄像資料，想像科學家在分子水平上進行這一操作的精確性。然後思考、討論、回答。(通過觀看錄像資料學生對基因工程的步驟能夠大體瞭解，對以上的問題能基本回答，但是對具體的操作步驟還不能從生物學角度上很透徹地理解。)

學生和教師一起歸納基因工程操作的幾個步驟：

第一步：提取目的基因、

第二步：目的基因與運載體的結合

第三步：將目的基因導入受體細胞

篇4：高中生物基因工程的應用教案

教學目標：

●知識目標?

1.舉例說出基因工程應用及取得的豐碩成果。?

2.關注基因工程的進展。?

3.認同基因工程的應用促進生產力的提高。

?●能力目標?

通過引導學生網上探究，引導學生主動參與，培養收集處理信息的能力、分析和解決問題的能力及交流與合作的能力。

?●情感目標?

培養理論聯繫實際的良好學風，培養愛國主義熱情。?2.關注科學與社會。

教學重難點：

重點：基因工程在農業和醫療等方面的應用;

難點：基因治療

課前預習學案

學點一、植物基因工程碩果累累

植物基因工程技術主要用於提高農作物的 能力，以及改良農作物的 和利用植物生產 等方面。

1.抗蟲轉基因植物

(1)方法：從某些生物中分離出具有 ，將其導入作物中，使其具有抗蟲性。

(2)殺蟲基因種類： 基因、抑制劑基因、抑制劑基因、植物凝集素基因等。

(3)成果：抗蟲植物：棉、玉米、馬鈴薯、番茄等。

(4)意義：減少對 的使用，降低生產成本，減少環境污染，降低了對人體健康的損害。

2.抗病轉基因植物

(1)植物的病原微生物： 、真菌和細菌等。

(2)抗病基因種類

①抗病毒基因：病毒____ _____基因和病毒複製酶基因。

②抗真菌基因：____ ___酶基因和抗毒素合成基因。

③成果：抗菸草花葉病毒的轉基因菸草和抗病毒的轉基因小麥、甜椒、番茄等。

3.抗逆轉基因植物

(1)抗逆基因：調節細胞_____ ___的基因，使作物抗鹽鹼、抗乾旱;魚的抗凍蛋白基因使作物耐寒;抗除草劑基因，使作物抗除草劑。

(2)成果：菸草、大豆、番茄、玉米等。

4.轉基因改良植物品質

(1)優良基因：必需______ ______的蛋白質編碼基因、控制番茄果實成熟的基因和植物花青素代謝有關的基因。

(2)成果：轉基因玉米、轉基因延熟番茄和轉基因矮牽牛。

學點二、動物基因工程前景廣闊

1.用於提高動物生長速度：由於外源 基因的表達可以使轉基因動物生長得更快，將這類基因導入動物體內，以提高動物的生長速率。如：轉基因綿羊和轉基因鯉魚。

2.用於改善畜產品的品質：如：有些人對牛奶中的乳糖不能完全消化或食用後會出現過敏、腹瀉、噁心等不適症狀，科學家將 基因導入奶牛基因組，這樣所獲得的牛奶其成分不受影響，但乳糖的含量大大減低。

3.用轉基因動物生產藥物：基因工程最今人興奮的應用是通過轉基因技術把 變成 工廠。科學家到藥用的 基因與 基因的啓動子等調控組件重組在一起;通過 等方法，導入哺乳動物的 中;將其送入母體內，生產出 ;到其泌乳期就能生產出所需藥物;此過程稱爲 或 。目前科學家已經在牛和山羊等動物乳腺生物反應器中表達出抗凝血酶、血清白蛋白、生長激素和α-抗胰蛋白酶等重要醫藥蛋白。

4.用轉基因動物做器官移植的供體：目前，人體 是一個世界性的難題，用其它動物的器官替代，又會出現免疫排斥現象，現在，科學家正試圖利用基因工程方法對一些動物的器官進行改造，採用方法是將器官供體基因組導入 ，以抑制 的表達，或設法除去 ，再結合 技術，培育出沒有免疫排斥反應的轉基因克隆器官。

學點三、基因工程藥品異軍突起

1.來源：轉基因_ __。(用基因工程的方法，使外援基因得到高效率表達的菌類細胞株系一般稱爲“工程菌”。)

篇5：高中生物基因工程的應用教案

一、教學目標

1.舉例說出基因工程應用及取得的豐碩成果。

2.關注基因工程的進展。

3.認同基因工程的應用促進生產力的提高。

二、教學重點和難點

1.教學重點

基因工程在農業和醫療等方面的應用。

2.教學難點

基因治療。

三、教學過程

1、轉基因生物與目的基因的關係

轉基因生物 目的基因 目的基因從何來 抗蟲棉 Bt毒蛋白基因 蘇雲金芽孢桿菌 抗真菌立枯絲核菌的菸草 幾丁質酶基因和抗毒素合成基因 抗鹽鹼和乾旱作物 調節細胞滲透壓的基因 耐寒的番茄 抗凍蛋白基因 魚 抗除草劑大豆 抗除草劑基因 增強甜味的水果 降低乳糖的奶牛 甜味基因 腸乳糖酶基因 生產胰島素的工程菌 人胰島素基因 人 討論：

1、用動物乳腺作爲反應器，生產高價值的蛋白質(如教材中列舉的血清白蛋白、抗凝血酶等)比工廠化生產的優越之處有哪些? (乳腺生物反應器的優點：①產量高;②質量好;③成本低;④易提取。)

簡介：動物乳腺生物反應器

1987年美國科學家戈登(Gordon)等人首次在小鼠的奶中生產出一種醫用蛋白──tPA(組織

型纖溶酶原激活物)，展示了用動物乳腺生產高附加值產品的可能性。利用動物乳腺生產高價值產

品的方式稱爲動物乳腺反應器。

爲什麼要用動物乳腺作爲反應器生產高價值的蛋白質產品呢?這是因爲動物乳房是一種高度分化的專門化腺體，合成蛋白質的能力非常強，尤其是一些經過長期的遺傳改良，專門產奶的乳用動物品種，蛋白質合成能力更是驚人。一頭優質奶牛，一年可產奶10 000 kg。即便是一隻奶山羊，一年也可產奶2 000 kg。

動物乳腺生物反應器歸納起來有四大優點：①產量高，且易收穫目標產品，可以隨乳汁分泌而排出動物體外;②目標產品的質量好。動物乳腺組織不僅具有按遺傳信息流向合成蛋白質的能力，而且具備一整套對蛋白進行修飾和加工的能力，如糖基化、羧化、磷酸化以及分子組裝等，而微生物和植物系統都不具備這種全面的蛋白質後加工能力;③產品成本低;④從奶牛中提取產品，操作比較簡單。

正因爲利用動物乳腺生物反應器生產高附加值的產品有上述優點，目前利用動物乳腺生物反應器生產醫用蛋白質已成爲一種風險投資產業，受到科學家、商界和醫藥界的高度重視。目前瞄準的目標醫藥產品有：①血液蛋白質，如表1-2所示，這些血液蛋白質有巨大的經濟效益，其中利用奶牛生產的凝血酶Ⅲ已通過第三期臨牀實驗，即將投放市場。②第二代醫用蛋白質，主要有抗體、降鈣素、人的生長激素、胰島素等藥物蛋白，乳白蛋白、乳鐵蛋白等營養蛋白，疫苗，組織修復物等。③生產“人源化牛奶”，即用成人的乳蛋白基因替代牛的乳蛋白基因，使牛奶變成像人奶的一種基因工程奶。

動物乳腺生物反應器的做法與轉基因動物的操作是相同的，只是爲了將目標產品在乳汁中形成，需要使用乳腺組織中特異表達的啓動子，即在目標產品蛋白質編碼框的前面加上乳腺組織中特異表達的啓動子等，構建成表達載體後通過注射導入受精卵中，再將其送入母體動物內，發育成動物個體，這個轉基因動物就會在奶中產生所需要的目標產品。

2、用基因工程技術實現動物乳腺生物反應器的操作過程是怎樣的?

用基因工程技術實現動物乳腺生物反應器的操作過程與轉基因動物操作過程相同。

不同之處：爲了將目標產品在奶中形成，需要使用乳腺組織中特異表達的啓動子，要在編碼目的蛋白質的基因序列前加上乳腺組織中特異表達的啓動子構建成表達載體。

操作過程大致歸納爲：獲取目的基因(例如血清白蛋白基因)→構建基因表達載體(在血清白蛋白基因前加特異表達的啓動子)→顯微注射導入哺乳動物受精卵中→形成胚胎→將胚胎送入母體動物→發育成轉基因動物(只有在產下的雌性個體中，轉入的基因才能表達)。

3、什麼叫工程菌?

關於工程菌的學習，也可結合基因工程操作程序，予以說明，並結合微生物生長和代謝的特點，說明工程菌生產藥物的優越性。

補充：利用微生物生產藥物的優越性何在?

所謂利用微生物生產蛋白質類藥物，是指將人們需要的某種蛋白質的編碼基因，構建成表達載體後導入微生物，然後利用微生物發酵來生產蛋白質類藥物。與傳統的製藥相比有以下優越性：

篇6：高中生物基因工程的應用教案

教學目標

1.舉例說出基因工程應用及取得的豐碩成果。

2.關注基因工程的進展。

3.認同基因工程的應用促進生產力的提高。

教學重難點

1.教學重點

基因工程在農業和醫療等方面的應用。

2.教學難點

基因治療。

教學工具

多媒體

教學過程

(一) 上一節課我們介紹了基因工程，先複習一下什麼是基因工程?

基因工程就是按照人類的要求，把基因從生物體內提取出來在體外進行操作和加工，然後再把它導入一個新生物體;使其遺傳結構發生改變，產生我們所需要的新品種。

這種生物我們可以稱爲轉基因生物。世界上第一種轉基因植物是1983年品質培植成功的，具有抗生素藥物的菸草;那麼第一種轉基因動物是什麼呢?

師：〈投影片轉基因鼠〉

這兩隻小老鼠大家是否熟悉，請看一下教科書的封面。

這就是世界上第一隻轉基因動物。

是1982年誕生的!美國科學家把一種大鼠的生長激素基因轉移到一種小鼠的受精卵

中，然後培植成功了一種轉基因鼠、它的生長速度要比一般老鼠快50%，大1.8倍，

這種基因現在已經轉移給它的下一代了。隨着基因技術的發展，我們說轉基因生物現

在已經到各處都有了，在工農業生產中都有廣泛的應用。下面每個學習小組把查找到

的相關資料給大家介紹一下，有關圖片已存入電腦由我來控制，放映到哪張圖片，請

這一組的同學解答。

師：(放投影片)

下面我們看一下屏幕上的這隻牛。

大家現在所看到的這頭不是一般的牛，它有兩個地方比較特殊：一個是它來之不易，芬蘭科學家通過1~3次實驗才把它培育出來的。這頭牛所擠出的奶牛含有促紅細胞素，也就是它能幫助人生成紅細胞，而這種藥品在世界上是比較昂貴的所以說有了這頭牛，只要喝它的牛奶就能治療某些缺少紅細胞的疾病，所以這頭牛也由此成了世界上最昂貴的牛。

第一個上市轉基因工程產品——不腐爛的番茄，在果實的成熟過程中它是直接受控於呼吸作用。那麼我們可以根據呼吸作用發展的趁勢，分爲兩類：一類是越變形果實;一類是非越變形果實。我們知道越變形果實在成熟過程中，會出現明顯的呼吸高峯。而非越變形果實則沒有這樣的高峯，於是就產生了一個問題。越變形果實它在成熟中因爲它的呼吸作用往往是突然的又無法控制。所以常常造成巨大的經濟摸失。傳統的技術往往是通過乙烯催熟在還沒有成熟時就把它採摘下來，然後在出售時用乙烯催熟，雖然這樣有它的好處，但實際上不能真正起到保鮮作用。所以我們需要找到一條更好的方法來對果實進行保鮮。科學家們通過研究發現了這樣一個過程。

S—腺苷酰絲氨酸(ACC合成酶)1—氨基環丙烷—1—羧酸(乙烯合成酶) 乙烯

我在黑板上寫出來的就是科學家們發現的乙烯(ACC)合成過程，從這個過程上我們可以看到ACL是乙烯合成的直接前體，而ACL又直接受控於ACL合成酶，那麼我們知道ACL合成酶是通過植物體內的RNA轉譯形成的產物，那麼我們就可以通過降低RNA的含量來間接地降低乙烯的含量。科學家的進一步研究發現這樣的方法是可行的。那就是反義RNA技術，反義RNA技術就是通過向細胞內補充與mRNA互補的RNA，然後使它與mRNA形成雙鏈達到很不穩定的結構。從而容易降解，通過這樣的方法，科學家就對番茄進行了實驗。那麼也就是說我們找到了一條比較可行而且經濟的途徑來真正對水果進行保鮮，也許在不久的將來大家的餐桌上會出現這樣一些轉基因番茄。我們有理由堅信，轉基因技術在將來有進一步的發展

所謂轉基因技術就是把外源基因轉移到動、植物基因組中去。1997年經各組織的統計結果顯示：在申請環境釋放的實驗報告中，98.25%爲轉基因

植物，而在這些轉基因植物中80%左右都是抗病蟲和抗除草劑的作物。如1996年以來美國研�咳嗽幣恢�種植一種轉基因改良棉花，這種棉花含有一種從細菌中提取的對棉鈴蟲有致命作用的基因。目前科學家還在創造含天然殺蟲劑基因的玉米和馬鈴薯。而在中國，在科技部國家生物工程研究開發中心863項目支持下，中國農科院生物技術研究中心，根據植物偏愛的密碼子成功合成了B2B，並轉入了適合我國生態條件的棉花品種獲得了高抗棉鈴蟲的轉基因植物，成爲了美國之後世界上第二個擁有轉gene抗蟲棉的國家，現已獲得農業生物gene工程安全生產委員會批准商品化生產。1998年在安徽、陝西、湖南等地試種15萬畝，估計在2000年可達到500萬畝左右。

由於基因工程在農業上具有極大的經濟價值，各國政府都非常重視。美國的一些基因工程公司特別重視基因工程作物的種植。1999年，全球有了200萬公頃的基因工程作物，其中美國大約佔了2000萬公頃。在美國的超市裏60%的加工食品裏含有轉基因成分，但在歐洲好像不是這種情況。大家看一下這張照片。世界綠色和平組織在希臘雅典的一個加工轉基因食品的工廠外面，懸掛標語牌：gene危險。

課後小結

第一，可能表現在一些轉基因食品有毒，一些科學家認爲對 基因進行人工提取時，當人們達到了某些目的後，同時也增加了其微量的毒素，而這 些微量毒素的累計也可能對人體有害，第二，過敏性問題，一些人本來對某些食品過 敏，但是他吃了轉基因食品之後，對本來不過敏的食品，也過敏了，其原因就是食品 中的蛋白質發生了轉移，比如科學家將玉米的基因轉入小麥中，那麼對玉米過敏的人 吃了這種小麥後也會過敏。

2020高中生物基因工程的應用教案3篇

篇7：基因工程的應用高中生物教案優秀

【教學目標】

1、簡述基因工程的基本原理。

2、舉例說出基因工程在農業、醫藥等領域的應用。

3、收集基因工程所取得的成果以及發展前景。

4、通過對書中插圖、照片等的觀察，學會科學的觀察方法，培養學生收集和處理科學信息的能力、獲取新知識的能力、分析和解決問題的能力。

5、關注轉基因生物和轉基因食品的安全性。

6、進行角色扮演，使學生體驗參與社會問題的討論和決策的方法。

【教學重點】

(1)基因工程的基本原理。

(2)基因工程的安全性問題。

【教學難點】

(1)基因工程的基本原理。

(2)轉基因生物與轉基因食品的安全性。

【教學方法】

討論法、演示法、講授法

【課時安排】

1課時

【教學過程】

一、導課

演示多媒體課件列舉幾種生物的不同性狀，如下：(1)青黴菌能產生對人類有用的抗生素——青黴素。(2)豆科植物的根瘤菌能夠固定空氣中的氮氣。(3)人的胰島素細胞能分泌胰島素調節血糖的濃度。

〖講述〗以上幾種生物各自有其特定的性狀，這些性狀都是基因特異性表達的結果，但是人類能不能改造基因呢?能不能使本身沒有某個性狀的生物具有某個特定性狀呢?

二、基因工程的原理

1、提出問題組織學生討論、交流看法。

(1)爲什麼能把一種生物的基因“嫁接”到另一種生物上?

(2)推測這種“嫁接”怎樣才能實現?

(3)這種“嫁接”對品種的改良有什麼意義?

【問1】雜交育種有哪些侷限性?人類是否可以按照自己的意願直接定向改變生物。

“你的想法很好，可是用什麼樣的方法才能實現你的設想呢?”

用類比的方法引導學生思考基因工程的大致步驟和所需要的工具：剪刀、針線、運載體等。並用問題啓發學生：“你能想像這種剪刀加漿糊式的’嫁接工作在分子水平的操作，其難度會有多大嗎?”

2、下面以EcoRI爲例，構建重組DNA分子模型，體會基因的剪切、拼接、縫合的道理。

EcoRI是已發現的500多種限制性內切酶中的一種，它是一種從細菌中發現的能在特定位置上切割DNA分子的酶。它的特殊性在於，它在DNA分子內部“下剪刀”，專門識別DNA分子中含有的“GAATTC”這樣的序列，一旦找到就從G和A之間剪斷(參考教科書插圖6-3)。

篇8：基因工程的應用高中生物教案優秀

一、基因工程原理

1、概念：就是按照人們的意願，把一種生物的某種基因提取出來，加以修飾改造，然後放到另一種生物的細胞裏，定向地改造生物的遺傳性狀。原理是基因重組。

操作環境：生物體外

操作對象：基因

操作水平：DNA分子水平

基本過程：剪切→拼接→導入→表達

結果：人類需要的基因產物

2、基因的“剪刀”——限制性內切酶

(1)識別特定核苷酸序列，切割特定DNA切點，具特異性。並裂解磷酸二酯鍵。

(2)例：大腸桿菌的一種限制酶(EcoRⅠ)能識別

GAATTC序列，並在G和A之間切開。

(3)一種限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列，並在特定的切割點上將DNA分子切斷。

3、基因的“針線”

——DNA連接酶

連接酶的作用：

將互補配對的兩個黏性末端連接起來，使之成爲一個完整的DNA分子。

連接的部位：

生成3′- 5′磷酸二酯鍵

DNA連接酶的作用過程：

4、基因的運載體——質粒或病毒

作用：將外源基因送入受體細胞。

條件：能在宿主細胞內複製並穩定地保存。具有多個限制酶切點。具有某些標記基因。

種類：質粒、噬菌體和動植物病毒。

5、基因工程的操作步驟

(1)提取目的基因 (2)目的基因與運載體結合

(3)目的基因導入受體細胞 (4)目的基因的表達和檢測

6、有關基因工程的相關提醒

(1)限制酶在第一步和第二步操作中都用到，且要求是同一種酶，目的是產生相同的黏性末端;第二步中兩種工具酶都用到。

(2)質粒是最常用的運載體，不要把質粒和運載體等同，除此之外，噬菌體和動植物病毒也可作爲運載體。運載體的化學本質爲DNA，其基本單位爲脫氧核苷酸。

(3)目的基因表達的標誌：通過翻譯合成相應的蛋白質。

(4)通過基因工程培育的抗蟲棉，只能抗蟲，不能抗病毒、細菌。

7、DNA連接酶和DNA聚合酶

(1)DNA連接酶：在兩個DNA片段之間形成磷酸二酯鍵。

(2)DNA聚合酶：可將單個的脫氧核苷酸加到已有的脫氧核苷酸序列上，形成磷酸二酯鍵。

(3)相同點：這兩種酶都是蛋白質，可以形成兩個脫氧核苷酸之間的磷酸二酯鍵。

二、基因工程的應用：

1、基因工程與作物育種

2、基因工程與藥物研製：

三、轉基因生物和轉基因食品的安全性：

1、基因工程與醫藥衛生

微生物生長迅速，容易控制，適於大規模工業化生產。若將生物合成相應藥物成分的基因導入微生物細胞內，讓它們產生相應的藥物，不但能解決產量問題，還能大大降低生產成本。

篇9：基因工程的應用高中生物教案優秀

一、教材及學習任務分析

《生態系統的信息傳遞》是新課程標準教材(人教版)必修三板塊第五章第四節的內容，着重講述生態系統中的信息類型和信息傳遞在生物之間的意義。這對於我們整體性瞭解生態系統的功能有着十分重要的作用。同時也爲我們在實際生活中的應用提供了有益的理論基礎。是學生理解生態系統十分重要的一個環節。

二、學生學情分析

學生已經有了生態系統相關的知識基礎，對於信息的瞭解也從各個渠道有所涉獵。因此，在學習本節內容時，遇到的學習障礙也會相對較低。同時，學生對於豐富多彩的生物行爲也比較感興趣，這對於本節課的教學來說是一個天然的優勢。

三、學習目標的確立

知識目標：1、舉例說明生態系統信息傳遞的例子。

2.說出信息傳遞在生態系統中的作用

3.說明信息傳遞在農業生產中的應用

能力目標：能夠分析資料，利用已有信息傳遞知識解決現實問題。

情感態度價值觀：熱愛自然，熱愛生命，學會感受大自然的奧妙。

四、學習的重點和難點

說明生態系統的信息傳遞在生態系統中的作用

五、教學思路

本節課着重在於學生對於教材資料的分析瞭解，因此，準備學習資料供學生討論，在討論過程中體會生態系統信息傳遞的作用是十分有效的教學策略。

六、教學準備

生態系統中信息傳遞的各種實例與資料

七、課時安排：一課時

八、詳細教學過程

新課引入：我們現在處在信息社會，我們的身邊有着各種各樣的信息，文字，語言，書畫，視頻，手勢等等不一而足。那麼在生態系統中，生物和生物之間會不會存在信息的交流呢?生物和非生物的環境之間有沒有信息交流呢?

教師活動：信息交流大家應該都不陌生，這是我們生活中必不可少的東西，我們通過電視，報紙，等方式可以獲取信息，也會通過文字，圖片將信息傳遞出去。請大家舉例一些常見的，除人類以外，其他動物的信息交流的方式。

學生活動：學生舉例，蜜蜂的跳舞，孔雀的開屏，村莊裏狗吠。

【通過人類社會信息傳遞的對比，讓學生充分理解生物之間信息傳遞的作用。學生理解之後舉出自己身邊常見的信息傳遞的例子，在與教師對話的過程中逐步理解信息傳遞的方式。充分實現了理論聯繫生活實際。】

教師活動：非常好，生活處處皆學問，那麼請觀看老師準備的相關資料，來分析以下資料中有沒有信息傳遞存在，如果存在那麼是通過什麼形式傳遞的呢?

展示資料，組織學生參與學習討論。

教師活動：非常好。那麼從大家的討論中我們可以歸納一下，自然界中的信息傳遞的方式是多種多樣的，可以歸納爲三種信息的種類：物理信息，化學信息，行爲信息。我們再來看一組資料，判定屬於什麼種類的信息。

學生活動：判定資料中的信息種類。

教師活動：那麼這些信息在生態系統中起了什麼樣的作用呢?

學生活動：不同信息所起的具體作用，一一進行描述。

教師活動：很好，那麼我們可以將這些活動進行歸納，所起的作用有兩點，一是影響生物的正常生命活動，二是可以改變種間關係。可以舉一些例子再加以說明嗎?

學生活動：舉例說明信息傳遞所起的作用。

教師活動：信息傳遞屬於生態系統非常重要的一個功能，那麼能夠在我們的日常生活中起到什麼樣的作用呢?我們在日常農業生產中有什麼樣的應用?(比如：養雞過程中，若在雞舍增加夜晚燈光照射有利於雞提高產蛋量。這樣做有什麼科學道理?對於農業中常見害蟲，你有什麼防治方法?有沒有對環境無害的防治方法呢?)

展示相關的資料。

學生活動：討論生態系統信息傳遞在日常生活及農業中的應用。

【通過常見教學素材(光照提高雞的產蛋率，農業害蟲的生物防治等)，實現生活化帶入，充分發揮學生學習主體性，在學生在合作交流過程中，通過教師引導實現了理論向實際應用的轉化，通過學生身邊常見的農業生產中的應用，深入的理解掌握所學知識，理解信息傳遞在生態系統中的重要作用，可以通過合理利用生態系統信息傳遞功能，達到保護環境的目的，讓學生感受到大自然的奧妙以及學習生物的樂趣，實現本節課能力和情感態度價值觀目標。】

總結：生態系統的信息傳遞是生態系統十分重要的功能，通過信息傳遞，我們更能夠體會到，生態系統是一個有機的整體，目前我們對於生態系統中信息的傳遞方式只是略知皮毛，相信隨着