“基因工程的应用”教学设计

常州市北郊高级中学   金交通

1教材分析

人教版高中生物教材《现代生物科技专题》专题一“基因工程”第3节“基因工程的应用”主要涵盖了动植物基因工程的成果和前景展示,以及基因工程药物和基因治疗等内容.其中基因工程在农业和医疗方面的应用为重点,生物乳腺反应器和基因治疗为难点。该节知识在内容上是基因工程的基本原理和操作程序的延伸和拓展，也是学生知识发展的必然结果，在高考考试说明中为B级要求。如果本节内容仅限于对基因工程成果的展示性学习，则显得思维力度不够，因此应借助本节内容加强对学生收集和处理信息能力的培养，同时以技术成果带动学生对前面学习的基因工程原理及步骤的复习、领悟和提升。

2教学目标

2.1  知识目标  学生能够举例说出基因工程应用及取得的成果，并关注基因工程的最新进展。

2.2  能力目标 通过对教材内容以及自己所搜集的知识进行分类、整理和归纳，培养对信息的收集和处理能力、语言表达能力以及小组合作能力。

2.3  情感目标  通过学习认同基因工程的应用对生产力提高的促进作用。同时对转基因技术应用过程中产生的争论能够提出自己的看法和观点，学会用辩证的思维来看待问题。

3教学设计思路

本节课对于知识目标——基因工程的应用及成果部分教学，拟采用以学生介绍实际生活中熟悉的基因工程产品为主线，然后将相关的应用串联其中，最后概括出所有基因工程应用的实质，即将人们所需要的目的基因导入相关的受体细胞并使其表达的过程，先放后收，形成知识体系。对于教学难点则采用问题引导——讨论总结——拓展提升的方式予以突破。

4教学过程

课前布置学生分别从基因工程与植物、基因工程与动物、基因工程与医药卫生三个方面搜集自己身边熟知或感兴趣的产品与成果，用于课堂交流。

4.1 创设情境，导入新课投影展示发光树图片，情景导入：电影《阿凡达》中神奇的发光树让人感觉如履仙境，其实随着基因工程技术的发展，这一情景已经变为现实，科学家甚至打算将其种植在公路两旁，白天作行道树，晚上作路灯，两全其美。请同学们思考：这些树为什么会发出荧光？科学家是如何做到的？

    设计目的：展示发光树激发学生兴趣，设计的问题引导学生回顾基因工程的相关操作，让基因工程的应用成为有据可依。

4.2 汇报交流，智慧碰撞

4.2.1 交流提升  请学生从植物基因工程、动物基因工程、基因工程与医药卫生三个方面分组汇报自己所搜集整理的有关基因工程的研究成果和最新进展，解决教材上的主要知识点，以实现知识目标的达成，同时训练学生对教材知识进行重组和归纳的能力。该部分内容较为开放，既要放的开，又要收的回，需根据学生的交流情况做好两手准备，如果学生交流汇报的比较到位，则以教材上的内容作为辅助知识点，反之则以教材知识作为主线，以学生交流的内容为辅，形成知识网络。幻灯片以图片展示为主，辅助课堂教学。

在交流过程中不要让学生仅停留在成果展示的认识层面，要引导学生逐步认识到基因工程的累累硕果都是建立在基因工程的基本原理之上，其本质都是根据人们的设想和需要，寻找并提取到相应的目的基因，然后将其导入合适的受体细胞并使其表达的过程。随后让学生列表归纳目前基因工程一些主要成果所用的目的基因种类及来源，以训练学生对知识进行整理和归纳的能力。

4.2.2异想天开  设问：看到基因工程这么多诱人的成果，你有什么更好的想法和愿望吗？如果你是科学家，利用基因工程技术你打算创造什么样的生物呢？请学生谈谈自己的想法。教师给予适当的评价。设计此环节的目的是为了趁热打铁，激发学生进一步学习和探索的热情，培养学生的创新意识和能力，因为对于科学发现来讲，想法远比结果更重要。

4.3  抓住疑惑，突破难点 在本节课文当中有几处是学生比较感兴趣的知识，但文字说明不多，学生学习有一定的难度，也是本节课的难点。例如“什么叫乳腺生物反应器”、“什么是基因治疗”等，对于这些难点，需采用问题引领、学生讨论、师生归纳的方法加以突破。

4.3.1  乳腺生物反应器。该部分知识打算从基因工程制药入手，因为第一种基因工程药物——重组人胰岛素是利用工程菌来生产的，学生对工程菌生产药物的做法和优点比较熟悉，可以在引导学生分析后提出质疑：既然利用工程菌来生产药物有那么多的优点，科学家为什么对转基因动物生产药物更感兴趣呢？此设计的好处是让学生与原有的认知形成冲突，这样学生自然就会追问转基因动物生产药物比工程局生茶药物相比有何优越性？接着展示转有人a-抗胰蛋白酶基因的转基因羊的图片。提出问题：什么是乳腺生物反应器？为什么乳腺能成为基因药物比较理想的表达场所?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？你能概括出它的一般流程吗？在学生充分讨论和发表观点的基础上，师生共同归纳总结，让学生对乳腺生物反应器这一新鲜事物有比较透彻的理解，同时还可以实现对基因工程的操作流程的复习与巩固。在此基础上还可以进一步拓展和延伸，增大学生的思维量，如：你觉得乳腺生物反应器有何不足之处吗？学生在此问题引导下容易提出乳腺生物反应器易受性别和发育阶段的限制等不足之处？可以进一步设问：那有没有更好的解决办法呢？引导学生提出膀胱生物反应器的设想，同时布置学生课后完成膀胱生物反应器的设想流程图，实现对难点的突破。

4.3.2  基因治疗。展示复合型免疫缺陷症的病例和基因治疗图解，提出问题：你能根据这个实例概括出基因治疗的概念和一般方法吗？除了这种方法外还有更简便的方法吗？基因治疗能否治愈所有的遗传病？目前基因治疗还面临着哪些困难和阻力？在学生充分讨论和发表观点的基础上，师生共同总结：基因治疗就是把正常的基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的。常用的方法有两种，一种是体外基因治疗，一种是体内基因治疗，前者操作复杂，但效果较为可靠。无论哪种基因治疗目前都处于临床试验阶段，面临着技术、伦理道德和安全性等诸多困难，还有很长的路要走，借此激发学生求知的欲望和用科学技术造福人类的志向。

4.4  课堂小结，思维拓展。通过本节课的交流和讨论，可以看出基因工程可谓是硕果累累，它正以不可思议的魔力影响着我们生活的方方面面。那么在我们享受着基因工程带给我们的种种神奇和便利的时候，我们有没有想过他是否安全呢？当你的餐桌上摆满转基因食物的时候，你是否会犹豫呢？这些自然界本来没有的神奇生物的诞生又是否会对其他生物造成影响呢？如果你有这些担忧，请你课后查阅相关资料，给出你的看法和观点。通过这种方式引导学生思考转基因生物的安全性问题，拓展思维，将课堂延伸到课外，同时为后面专题4的学习埋下伏笔。