謝永秀

一、教材分析

人教版高中生物選修3現(xiàn)代生物科技專題，專題1“基因工程”中，復習內(nèi)容包括DNA重組技術的基本工具、基因工程的基本操作程序及基因工程的應用等內(nèi)容。其中基因工程的基本操作程序是基因工程專題的核心步驟，起著承上“DNA重組技術的基本工具”一節(jié)，接下“基因工程的應用”作用。通過新課學習，學生已經(jīng)具備一定的知識基礎，為了調(diào)動學生學習的積極性，可通過創(chuàng)設新情境，提出問題，引導學生進入課堂學習。整節(jié)課以設計轉(zhuǎn)基因動物—乳腺生物反應器的過程為主線，讓學生來設計基因工程的基本操作程序，形成完整認識。同時，采取各知識點系列化、各個擊破的策略，通過問題串的形式，通過小組合作學習的方式引導學生構建基因表達載體、乳腺生物反應器等重點知識。教學中可通過插入圖片、PPT視頻等新的情景資料突破難點，從而實現(xiàn)高效學習。

二、教學目標

1.知識目標。簡述三種基本工具在DNA重組技術中的作用；理解基因工程基本操作程序的四個步驟；嘗試設計轉(zhuǎn)基因動物—乳腺生物反應器的過程。

2.能力目標。能通過閱讀資料及小組合作學習方式來構建知識體系；培養(yǎng)學生觀察、分析、歸納的能力。

3.情感目標。認同基因工程展離不開理論研究和技術創(chuàng)新；體驗科學設計細致嚴謹?shù)倪^程。

三、教學過程

1.利用視頻，導入新課。讓學生觀看關于轉(zhuǎn)基因動物生產(chǎn)藥物的新聞報道：利用轉(zhuǎn)基因動物生產(chǎn)藥物具有很多優(yōu)點：它設備簡單，不耗能，無環(huán)境污染；生產(chǎn)的藥物品種多，產(chǎn)量高，質(zhì)量好；生產(chǎn)周期短；成本低。

2.基因工程的基本操作程序。教師提問：本節(jié)課大家一起利用學習過的基因工程知識，設計轉(zhuǎn)基因動物的研制過程及設計轉(zhuǎn)基因動物—乳腺生物反應器。同學們想一想、小組討論：基因工程的基本操作程序可以分為哪四步？學生分組歸納總結答案。教師抽取一個學生作為代表展示答案：目的基因的獲取、基因表達載體的構建、將目的基因?qū)胧荏w細胞、目的基因的檢測和鑒定。

3.目的基因的獲取。教師提問：要通過基因工程手段獲得轉(zhuǎn)基因動物，該如何獲得目的基因？學生針對書本中的資料分析，思考得出答案（從基因文庫中獲取、利用PCR技術擴增目的基因、化學方法人工合成）。教師引導：科學家通過基因文庫，從中篩選出目的基因。比如目的基因是人的干擾素基因，要建立人的基因文庫，針對基因文庫，設計探究問題串：⑴怎么構建基因文庫？⑵原核細胞基因結構與真核細胞基因結構有何不同？⑶兩類基因文庫有何不同？學生進行分組思考討論，歸納總結完善答案。教師抽取、展示各個小組問題的答案，師生一起對錯誤答案進行分析。

4.基因表達載體的構建——核心環(huán)節(jié)。教師解說：基因表達載體最終要表達出人類所需的蛋白質(zhì)產(chǎn)物，從DNA文庫中獲取的目的基因沒有啟動子，如果要實現(xiàn)將編碼序列導入受體生物中并成功表達，基因表達載體該怎樣構建？設計探究問題串：⑴基因表達載體的組成有哪幾部分？⑵啟動子和終止子是什么結構起怎樣作用？⑶標記基因的作用及常用的標記基因是哪些？⑷表達載體的功能是什么？強調(diào)：構建表達載體時，需人工插入的元件視目的基因的結構、運載體本身的條件、受體細胞的種類、導入受體細胞的方法不一而定。學生設計干擾素基因在動物乳腺中表達時基因表達載體需要哪些元件？學生進行分組思考討論，歸納總結。教師隨意抽取、展示各個小組問題的答案，師生一起對錯誤答案進行分析解說。學生理解哺乳動物的乳腺蛋白基因的啟動子與干擾素基因結合，才有可能在雌性動物的乳腺中表達出干擾素。

5.將目的基因?qū)胧荏w細胞。教師提問：構建了基因表達載體后，若要將其導入受體細胞，若受體細胞是植物細胞教材上說到哪些方法？學生討論，得出答案（農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法和花粉管通道法，最常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法）。若受體細胞是動物細胞，受體細胞大多是受精卵，導入方法是顯微注射法。請同學思考顯微注射法的大致過程。教師通過播放視頻資料，學生分組討論，總結歸納，教師隨機抽取一個學生為代表展示答案：（將含有目的基因的表達載體提純→取卵→獲得受精卵→顯微注射→早期胚胎培養(yǎng)→胚胎移植→發(fā)育成為具有新性狀的動物。）

6.留下懸念，下回解說。教師提問：本節(jié)課我們嘗試設計轉(zhuǎn)基因動物—乳腺生物反應器的過程，重點學習了基因表達載體的構建過程，那么基因表達載體導入受體細胞后，該如何進行篩選和鑒定？獲得轉(zhuǎn)基因動物-乳腺生物反應器后，如何實現(xiàn)目的基因產(chǎn)品的檢驗？通過讓學生對感興趣的知識留下懸念，激起學生對下堂課的期望，提高學生自主預習下堂課的積極性和熱情。（作者單位：江西省永豐縣第二中學）