基因工程专题复习的教学设计，本文主要内容关键词为：基因工程论文,教学设计论文,专题论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
一、教材分析 人教版高中生物学教材《现代生物科技专题》专题1“基因工程”中，主要内容包括DNA重组技术的基本工具、基因工程的基本操作程序及基因工程的应用等。其中基因工程的基本操作程序是基因工程专题的核心，上承“DNA重组技术的基本工具”一节，下接“基因工程的应用”。通过一轮复习课，学生已经具备一定的知识基础，如果采用常规方式进行知识梳理，不利于调动学生学习的积极性，也不利于学生科学素养的全面提高。可通过创设情境，提出问题，诱导学生积极参与教学活动。整节课以设计转基因抗虫棉研制过程为主线，让学生亲自设计和体验基因工程的基本操作程序，形成整体认识。同时，采取化整为零、各个击破的策略，通过问题串的形式，以小组合作学习的方式引导学生掌握限制酶、基因表达载体构建等重点知识。教学中可通过引入图片、视频等新的情景资料突破难点，由浅入深加强思维训练。通过新情景下的师生互动形成生物学概念，从而实现高效课堂。 二、教学目标 1.知识目标 简述DNA重组技术所需三种基本工具的作用；简述基因工程原理及基本操作程序；尝试设计转基因抗虫棉的研制过程。 2.能力目标 能通过资料阅读及小组合作学习方式构建知识体系；培养观察、分析、总结归纳的能力。 3.情感态度与价值观目标 认同基因工程的诞生和发展离不开理论研究和技术创新；体验科学设计严谨细致的过程。 三、教学过程 1.利用视频，导入新课 师生一起观看关于转基因抗虫棉的新闻报道：转基因抗虫棉的广泛种植，有效地遏制了棉虫危害，提高了棉花产量，为我国农业生产创造了巨大的经济效益。同时大大降低了农药的使用量，减少了环境污染。视频资料的呈现既体现了基因工程技术在生产生活中的作用，又可激发学生的学习兴趣。 2.基因工程的基本操作程序 教师设疑：本节课我们一起尝试利用学习过的基因工程知识，设计转基因抗虫棉的研制过程。请同学们思考、讨论：基因工程的基本操作程序可以分为哪四步？学生分组进行讨论，归纳总结答案。教师随机抽取一位学生作为代表展示答案：目的基因的获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测和鉴定。 设计意图：将重点落实在帮助学生构建完善的知识体系上。让学生回忆总结基因工程的操作步骤，使学生从整体上把握基因工程的操作过程，而后再进行化整为零，各个击破。 3.目的基因的获取 教师设疑：要通过基因工程手段获得抗虫棉，需如何获得抗虫基因？学生针对教材中的资料分析，小组合作思考得出结论（从基因文库中获取、利用PCR技术扩增、化学方法人工合成）。教师引导：科学家就是通过建立苏云金杆菌的基因文库，从中筛选出杀虫基因Bt毒蛋白基因。要建立苏云金杆菌的基因文库，就必需使用限制酶对其基因组DNA进行切割。针对限制酶相关知识，设计探究问题串：①限制酶有什么作用特性？②磷酸二酯键如何形成？③所有限制酶都只能识别一种核苷酸序列么？④限制酶切点位置和切割后形成的末端有什么关系？学生进行分组思考讨论，归纳总结完善答案。教师随机抽取、展示4个小组问题的答案，师生一并针对错误答案进行点评。 设计意图：重点分析限制酶的相关知识，限制酶不但是目的基因获取的重要工具，而且在基因表达载体构建过程中起重要作用。在此重点分析限制酶的作用，也为下面内容的学习做好知识铺垫。 4.基因表达载体的构建 教师引导：目的基因片段不能稳定的独立遗传，要选择适合的载体将其导入受体细胞，基因工程中最常用的载体是质粒。在构建基因表达载体的过程中，要选择合适的限制酶来切割含目的基因的外源DNA和质粒。 设计问题1：图1、图2中，箭头表示EcoR Ⅰ的酶切位点，EcoR Ⅰ识别序列及切点为G/AATTC（PPT展示外源DNA和质粒上EcoR Ⅰ酶切位点的位置），若只使用EcoR Ⅰ一种限制酶切割外源DNA和质粒，构建基因表达载体时，可以形成哪些连接产物？学生分组讨论，合作探究得出结论（质粒和外源DNA的自身环化；分子间任意连接；质粒和目的基因反向连接；质粒和目的基因正向连接）。教师引导：使用一种限制酶切割，会产生这么多种连接产物，将大大降低目的基因和质粒的连接效率，如何解决这个问题？（学生思考得出结论：选用两种限制酶进行切割） 设计问题2：图1、图2中，箭头表示两种限制酶的酶切位点，EcoRⅠ和HindⅢ识别序列及切点分别为G/AATTC，A/AGCTT（PPT展示EcoR Ⅰ和Hind Ⅲ两种限制酶在外源DNA和质粒上的酶切位点），若选用EcoR Ⅰ和Hind Ⅲ两种限制酶切割外源DNA和质粒，可以形成哪些连接产物？学生分组探讨，得出结论（重组质粒、分子间任意连接）。 教师追问：选用两种限制酶切割外源DNA和质粒，与选用一种限制酶切割对比，有什么优点？学生思考讨论，总结归纳得出答案（避免了质粒和外源DNA的自身环化，不会出现质粒和目的基因的反向连接，降低了分子间任意连接的概率）。 难点突破：设计“真题演练”环节，让学生实战演练限制酶的选择过程。设问：请联系表中列出的几种限制酶识别序列及其切割位点，以及图1、图2中箭头表示相关限制酶的酶切位点，回答：为了提高基因表达载体的连接效率，应选择哪两种限制酶切割外源DNA和质粒？学生分组讨论，思考探究得出答案（选择BamH Ⅰ和Hind Ⅲ）。教师引导，设计问题串：①为什么不选择Sma Ⅰ切割？②若选择EcoR Ⅰ和Hind Ⅲ切割，会有哪些连接产物？③构建基因表达载体时，在限制酶的选择上需要注意哪些问题？学生思考讨论，师生一起探讨得出结论。