高中生物《基因工程及其應(yīng)用》教學(xué)設(shè)計

1、人教版高中生物基因工程及其應(yīng)用教學(xué)設(shè)計一、總體設(shè)計指導(dǎo)思想本節(jié)課突出對學(xué)生技能和科學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng)，通過精心設(shè)計課堂教學(xué)環(huán)節(jié)，來培養(yǎng)學(xué)生的信息提取能力、識圖能力、語言表達能力、實際操作能力及培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神和科學(xué)素養(yǎng)。二、教材分析基因工程是現(xiàn)代生物科技中的熱點，逐漸對人類的生產(chǎn)和生活產(chǎn)生了巨大的影響，學(xué)習(xí)這一內(nèi)容既有利于學(xué)生對這一前沿科技的了解，也能讓學(xué)生對科學(xué)技術(shù)社會三者的關(guān)系有更深入的理解，還能為學(xué)生的人生規(guī)劃提供一種新的視角。而對這一專題的教學(xué)，首先要考慮基礎(chǔ)性，高中階段的教學(xué)不是培養(yǎng)專家，而是要全面提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，因此著力點應(yīng)瞄準對學(xué)生的發(fā)展起根本作用的知識能力思想情感上，針對本節(jié)內(nèi)

2、容即簡述基因工程的基本原理，舉例說出基因工程在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥等領(lǐng)域的應(yīng)用，關(guān)注轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品的安全性；關(guān)注基因工程的發(fā)展，認同基因工程的應(yīng)用促進生產(chǎn)力的提高；運用所學(xué)DNA重組技術(shù)的知識，模擬制作重組DNA模型，而本課知識、能力上主要解決基因工程操作的原理及基本步驟以及模型構(gòu)建。三、教學(xué)目標（一）知識目標簡述基因工程的基本原理舉例說出基因工程在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥等領(lǐng)域的應(yīng)用關(guān)注轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品的安全性； （二）情感態(tài)度價值觀目標關(guān)注基因工程的發(fā)展，認同基因工程的應(yīng)用促進生產(chǎn)力的提高（三）能力目標運用所學(xué)DNA重組技術(shù)的知識，模擬制作重組DNA模型。四、教學(xué)重難點重點：2,4,6基因工程的主要

3、步驟基因工程的應(yīng)用轉(zhuǎn)基因生物和食品的安全性難點：基因工程的基本原理。轉(zhuǎn)基因生物與轉(zhuǎn)基因食品的安全性。五、教學(xué)過程：程序教師活動學(xué)生活動設(shè)計意圖引入新課1.展示圖片：能發(fā)光的水母和不能發(fā)光的熱帶斑馬魚2.提出問題：若想獲得能發(fā)光的熱帶斑馬魚該如何操作引導(dǎo)學(xué)生思考導(dǎo)入基因工程并呈現(xiàn)本節(jié)課的學(xué)習(xí)目標思考回答學(xué)以致用，以已學(xué)知識為基礎(chǔ)，發(fā)散學(xué)生思維，解決實際問題?；蚬こ痰母拍瞽h(huán)節(jié)1.核心概念教學(xué)展示基因工程的概念，抓住核心點即基因工程的別名、原理和結(jié)果認真聽講，理解，回答使學(xué)生直觀的感知知識基因工程的基本工具環(huán)節(jié)2.提取信息呈現(xiàn)材料：美國人培育轉(zhuǎn)基因大腸桿菌的過程材料提出問題：找出能代表培育轉(zhuǎn)基因大

4、腸桿菌關(guān)鍵步驟的三個動詞閱讀資料，找出能代表培育轉(zhuǎn)基因大腸桿菌關(guān)鍵步驟的三個動詞通過閱讀材料找出三個關(guān)鍵動詞，培養(yǎng)學(xué)生提取信息的能力。環(huán)節(jié)3.合作探究說明三個關(guān)鍵動詞即剪切、插入、轉(zhuǎn)移入各對應(yīng)一種基本工具即限制酶、DNA連接酶、運載體，關(guān)于三種基本工具呈現(xiàn)三個問題引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)后小組合租探究：（1）限制酶的分布、作用及特性（2）DNA連接酶的作用、作用對象和作用部位（3）運載體的常見種類、作用學(xué)生思考討論后，根據(jù)學(xué)生的回答通過圖像引導(dǎo)學(xué)生正確理解相關(guān)知識自主學(xué)習(xí)課本102頁最后一段至103頁第二段，思考后小組合作討論以上三個問題通過自主學(xué)習(xí)培養(yǎng)學(xué)生獨立思考的能力，通過小組合作討論培養(yǎng)學(xué)生的團

5、隊合作意識。基因工程的基本操作步驟環(huán)節(jié)4.讀圖說話展示基因工程操作的過程圖即課本圖6-6提出要求：用自己的話描述基因工程操作的一般步驟根據(jù)學(xué)生描述進一步規(guī)范化從而概括出基因工程操作的四個基本步驟讀圖識圖，自主組織語言描述基因工程的操作過程培養(yǎng)學(xué)生識圖能力及語言表達能力進一步形成規(guī)范的學(xué)科語言意識和素養(yǎng)環(huán)節(jié)5.動手動腦模型制作提供以下材料剪刀-限制酶（GAATTC）；膠帶-DNA連接酶；環(huán)形紙帶-質(zhì)粒；紙條-含目的基因的DNA分子提出要求：制作模型模擬基因工程的關(guān)鍵操作步驟，邊制作邊描述。積極動腦思考、動手操作，動嘴描述，小組合作制作基因表達載體構(gòu)建的過程模型本模型制作的設(shè)計和運用，旨在激發(fā)學(xué)生

6、探索和協(xié)作的興趣，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和思維能力及語言表達能力和團隊合作意識課堂小結(jié)利用多媒體課件板書引導(dǎo)學(xué)生概括總結(jié)學(xué)生總結(jié)本節(jié)課知識要點鞏固基礎(chǔ)知識，形成關(guān)于本節(jié)的整體知識網(wǎng)絡(luò)當堂達標檢測呈現(xiàn)當堂檢測題目5min后核對答案給出自我評價表進行檢測訂正答案進行本節(jié)效果自我評價，并總結(jié)出本節(jié)課的疑惑與問題檢測學(xué)生聽課效果，幫助學(xué)生查漏補缺。六、學(xué)案設(shè)計： 6.2基因工程-課堂探究案1 學(xué)習(xí)目標1.簡述基因工程的基本原理2.通過模型制作理解基因工程的關(guān)鍵步驟二合作探究1.核心概念：基因工程又叫做基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)。通俗的說，就是按照人們的意愿，把一種生物的某種基因提取出來，加以修飾改造，然

7、后放到另一種生物的細胞里，定向地改造生物的遺傳性狀。別名_ 原理_結(jié)果_2. 信息提?。洪喿x以下資料，找出能代表培育轉(zhuǎn)基因大腸桿菌關(guān)鍵步驟的三個動詞。美國人在1978年用大腸桿菌生產(chǎn)出了胰島素，大腸桿菌產(chǎn)生胰島素并進行批量生產(chǎn)的原理是運用到了現(xiàn)代生物技術(shù)的轉(zhuǎn)基因技術(shù)，它是先將人胰島素基因從人的染色體DNA上剪切出來，插入從細菌細胞中提取出來的質(zhì)粒（作為載體）中，再將這個合并起來的、帶有胰島素基因的質(zhì)粒，轉(zhuǎn)移入大腸桿菌的細胞中，隨后該胰島素基因會指導(dǎo)大腸桿菌細胞產(chǎn)生胰島素，人類即可將這些胰島素提取并收集出來，用于治療糖尿病病人，給糖尿病患者帶來了福音.能代表培育轉(zhuǎn)基因大腸桿菌關(guān)鍵步驟的三個動詞分

8、別是_、_、_。3. 合作探究：閱讀課本102頁最后一段至103頁第二段，探討以下問題 （1）限制酶的分布、作用及特性 思考一：限制性核酸內(nèi)切酶切割的是DNA分子的哪個部位_ （2）DNA連接酶的作用、作用對象和作用部位 思考二：DNA連接酶與DNA聚合酶有何區(qū)別？_ （3）運載體的常見種類、作用4. 讀圖說話：讀下圖，用自己的話描述基因工程操作的一般步驟。5. 動手動腦：用以下制作模型模擬基因工程的關(guān)鍵操作步驟，邊制作邊描述。剪刀-限制酶（GAATTC）；膠帶-DNA連接酶；環(huán)形紙帶-質(zhì)粒；紙條-含目的基因的DNA分子三.當堂達標檢測1.基因工程中基因的“剪刀”是（ ）A噬菌體、動植物病毒B

9、DNA連接酶C質(zhì)粒D限制性核酸內(nèi)切酶2（2014金山區(qū)一模）下列物質(zhì)中，不具有特異性識別作用的是（ ）A.糖蛋白 B.抗體C.質(zhì)粒 D.限制性核酸內(nèi)切酶3下列關(guān)于DNA連接酶的作用敘述正確的是（ ）A將單個核苷酸加到某個DNA片段末端，形成磷酸二酯鍵B將斷開的兩個DNA片段的骨架連接起來，重新形成磷酸二酯鍵C連接兩條DNA鏈上堿基之間的氫鍵D只能將雙鏈DNA片段互補的黏性末端連接起來，而不能連接任意兩個DNA片段4（2015巴中模擬）下列關(guān)于生物知識的敘述中，正確的是（ ）在基因工程操作中所用到的工具酶有限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶、運載體；人和動物細胞在無氧條件下也能分解有機物、釋放能量，

10、并產(chǎn)生二氧化碳；乳酸菌、酵母菌和藍藻的細胞內(nèi)都有核糖體、DNA、RNA；質(zhì)粒和線粒體是既有核酸又有膜的細胞結(jié)構(gòu)；糖蛋白、抗體、受體、tRNA都是具有特異性識別作用的物質(zhì)；噬菌體侵染細菌的實驗證明了DNA是主要的遺傳物質(zhì)；A. B.C.D.5已知某種限制性內(nèi)切酶在一線性DNA分子上有3個酶切位點，如圖中箭頭所指，如果該線性DNA分子在3個酶切位點上都被該酶切斷，則會產(chǎn)生a、b、c、d四種不同長度的DNA片段?，F(xiàn)在多個上述線性DNA分子，若在每個DNA分子上至少有1個酶切位點被該酶切斷，則從理論上講，經(jīng)該酶切后，這些線性DNA分子最多能產(chǎn)生長度不同的DNA片段種類數(shù)是（ ）A3 B4 C9 D12

11、6在用基因工程技術(shù)構(gòu)建抗除草劑的轉(zhuǎn)基因煙草過程中，下列操作錯誤的是（ ）A 用限制性核酸內(nèi)切酶切割煙草花葉病毒的核酸B 用DNA連接酶連接經(jīng)切割的抗除草劑基因和載體C 將重組DNA分子導(dǎo)入煙草原生質(zhì)體D 用含除草劑的培養(yǎng)基篩選轉(zhuǎn)基因煙草細胞自我評價表 題號 1 2 3 4 5 6 答案得分（每題5分）總結(jié)出本節(jié)課的疑惑與問題 6.2基因工程-課后拓展案1. 歸納總結(jié)限制酶、DNA連接酶、DNA聚合酶、解旋酶的作用及作用部位。限制酶_DNA連接酶_DNA聚合酶_解旋酶_練習(xí)：下圖為DNA分子在不同酶的作用下所發(fā)生的變化，圖中依次表示限制酶、DNA聚合酶、DNA連接酶、解旋酶作用的正確順序是（）A

12、 B C D2.基因工程中，需使用特定的限制酶切割目的基因和質(zhì)粒，便于重組和篩選。已知限制酶的識別序列和切點是GGATCC；限制酶的識別序列和切點是GATC。請據(jù)圖分析：切割目的基因時宜選擇限制酶還是限制酶切割質(zhì)粒呢？請說明理由?？偨Y(jié)：限制酶選擇的注意事項。(1)根據(jù)目的基因兩端的限制酶切點確定限制酶的種類應(yīng)選擇切點位于目的基因兩端的限制酶，如圖甲可選擇Pst。不能選擇切點位于目的基因內(nèi)部的限制酶，如圖甲不能選擇Sma。為避免目的基因和質(zhì)粒的自身環(huán)化和隨意連接，也可使用不同的限制酶切割目的基因和質(zhì)粒，如圖甲也可選擇用Pst 和EcoR 兩種限制酶(但要確保質(zhì)粒上也有這兩種酶的切點)。(2)根據(jù)

13、質(zhì)粒的特點確定限制酶的種類所選限制酶要與切割目的基因的限制酶相一致，以確保具有相同的黏性末端。質(zhì)粒作為載體必須具備標記基因等，所以所選擇的限制酶盡量不要破壞這些結(jié)構(gòu)，如圖乙中限制酶Sma 會破壞標記基因；如果所選酶的切點不是一個，則切割重組后可能丟失某些片段，若丟失的片段含復(fù)制起點區(qū)，則切割重組后的片段進入受體細胞后不能自主復(fù)制。3.限制性核酸內(nèi)切酶Mun 和限制性核酸內(nèi)切酶EcoR 的識別序列及切割位點分別是CAATTG和GAATTC。如圖表示四種質(zhì)粒和目的基因，其中箭頭所指部位為限制性核酸內(nèi)切酶的識別位點，質(zhì)粒的陰影部分表示標記基因。適于作為圖示目的基因載體的質(zhì)粒是()4.關(guān)于右圖所示DNA分子的說法，正確的是(   )A.限制酶作用于部位，DNA連接酶作用于部位B.該DNA的特異性表現(xiàn)在堿基種類和(A+T)(G+C)的比例上C.若該DNA中A為p個，占全部堿基的nm(m>2n)，則G的個數(shù)為(pm2n)-pD.把該DNA放在含15N的培養(yǎng)液中復(fù)制兩代，子代中含15N的DNA占345下圖表示一項重要的生物技術(shù)，對圖中物質(zhì)a、b、c、d的描述，正確的是（ ）Aa的基本骨架是磷酸和核糖交替連接而成的結(jié)構(gòu)B要獲得相同的黏性末端，可以用不同種b切割a和dCc連接雙鏈間的A和T，使黏性末端處堿基互補配對D若要獲得序列d，只能從基因文庫中尋找6下