经典：基因工程说课

1、2021/8/61基因工程及基因工程及其应用其应用第第2节节说课人：范青青说课人：范青青2021/8/62说课流程图：说课流程图：课标及教材分析学情分析教学目标分析思维目标分析吸引初层阶段探究深层阶段创造上层阶段教学背景分析目标分析教学组织形式思维探究环教学过程教学总体分析图1 说课流程图2021/8/63课标及教材分析 本节课要落实的是高中生物学课程内容标准是：“遗传与进化”模块中，6.2“从杂交育种到基因工程”这一主题下的“基因工程及其应用”的这一节及其相关的具体内容。 对教材中的知识在学生头脑中的思维构建，形成的具体的思维过程分析，用思维导图的形式进行整理如下：教学背景分析一2021/8

2、/64引出引出引出包括包括包括需要类比得出包括包括包括作用于作用于作用于解释对比对比对比对比转基因生物资料转基因食品资料转基因相关图片转基因（基因工程）基因工程的过程提取目的基因运载目的基因表达目的基因基因操作的工具相关的生活实例基因的剪刀基因的针线基因的运载体限制酶DNA连接酶质粒、病毒转基因实例杂交育种诱变育种单倍体育种多倍体育种本节知识思维导图：本节知识思维导图：图2 “基因工程的原理及应用”的思维导图 2021/8/65学情分析 学习“遗传与进化”这本课本是在高中一年级的下半学期，这个时期的孩子们有他们自己独到思考问题的方法，作为教师千万不可以将学生的活跃的思维扼杀掉，对于遗传相关的知

3、识，前五章也已经分别在不同的层次水平上有了学习，对分子水平的遗传规律，遗传载体，遗传关系等等都有了足够的认识，联系生活近的遗传知识的应用，又是学生们比较感兴趣的问题，在好奇心的驱动下，学生们会主动地来学习本节的内容，并且本节知识的原理过程，用词生动有趣，又便于学生理解，所以学生也不会觉得枯燥，在乐中学，在乐中用，在乐中讨论进步，学生们也会受益匪浅的。 2021/8/66教学目标分析 知识目标： 简述基因工程的基本原理； 举例说出基因工程在农业、医药等领域的应用； 阐明基因工程的基本过程； 对比阐明基因工程及其他几种育种方法的优缺点。目标分析二2021/8/67能力目标： 锻炼归纳总结对比的思维

4、能力； 进行转基因生物和转基因食品安全性的资料搜集和分析； 培养合作学习、发散思维和类比学习的能力。情感目标： 关注转基因生物和转基因食品的安全性； 体会科学、技术、社会（STS）的密切联系。2021/8/68思维目标分析分析性思维目标：在一定的教学情境中，对与基因工程原理有关的社会生活现象的分析，然后在分析类比中掌握此原理。创造性思维目标：大胆提出假设，发散思维，使思维无拘无束，自由大胆有见地性，体现新时代特点。实用性思维目标：把基因工程的原理可以熟练的应用到生活当中，来解释那些转基因生物和转基因食品的由来，学以致用的思维放到首位，可以基于此和生活中的需要，提出新的被社会所要求的转基因生物的

5、构建。 2021/8/69 本节课采用基于斯滕伯格三元思维教学，5E教学环，布鲁姆教育目标分类的众家智慧之结晶，由笔者自己所提出的新的教学环路思维探究环（即教学过程分为吸引初层阶段、探究深层阶段、创造上层阶段）。 吸引初层阶段主要在于记忆、理解，而这个认知的低级层次就显现出了它们的根基性，在自己兴趣上的学习着实是一种快乐，基本的常识性思维加乐学，使学生对问题有一个基础性的认识，为后边的思维探究解决，以及思考再利用奠定了良好的基础。探究深层阶段则在于分析、应用，把前边有基础的发现的问题，充分在自己及团队的力量之下，分析清楚，并来引导指导实践的应用。教学组织形式三2021/8/610创造上层阶段又

6、重评价和扩展，本节知识学生在教师的引导下基本学完，对具体内容掌握程度以及应用表述如何，可否将知识迁移运用，则体现在本阶段的培养，而其迁移又可以为其他部分的学习来作为吸引初层阶段的接触，学习环路体现于此。当然在这三个阶段都不能缺少思维形成的引导线路。 本节课的教学主要依托这种环路教学，将整个的设计的核心部分，充分运用环路引导的思路，学生发挥主动学习、思考、探究、掌握必要知识，教师辅助引导，自动对基因工程的原理，在充分理解和运用的基础之上深入到应用，形成自己的思维脉络。2021/8/611吸引初层阶段（记忆、理解）吸引初层阶段（记忆、理解） 思维过程 教学过程四图3 吸引初层阶段思维导图 引出引出

7、引出类比得出得出得出转基因生物资料转基因食品资料转基因相关图片提取目的基因运载目的基因表达目的基因转基因（基因工程）衣服图案的添加，车辆的搭乘等2021/8/612能发荧光的热带斑马鱼能发荧光的热带斑马鱼普通热带斑马鱼是不发荧光的普通热带斑马鱼是不发荧光的围绕思维的探究教学2021/8/613转鱼抗寒基转鱼抗寒基因的番茄因的番茄转基因鲑转基因鲑鱼鱼抗虫害的玉米抗虫害的玉米2021/8/614类比不同衣服花纹图片的剪割和缝贴，以及搭车进北京事件小组讨论基因工程到底是怎么回事？如何可以办到前边例子提到的情况？此过程教师加以必要的引导，学生自己的思维起主导作用2021/8/615如此基因工程的大致过

8、程就出来了：提取目的基因运载目的基因表达目的基因基因工程，又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。通俗的说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。 2021/8/616思维目标的落实分析 在本阶段的设计当中，充分调动的是学生类比分析的思维能力，还有就是对已学的旧知识有一个归纳总结再应用的锻炼，体会知识对生活的指导和联系，学生在教师引导问题串的头脑风暴方法的运用下，大胆质疑步步深入，在知识的记忆，问题的相关理解上分析，慢慢得出与将学知识有关的逻辑关系，思维达到了一定的活跃状态。2021/8/617探究深层阶段（分析、应用

9、）探究深层阶段（分析、应用）思维过程思维过程解释包括包括包括作用于作用于作用于基因的剪刀基因的针线基因的运载体限制酶DNA连接酶质粒、病毒基因操作工具基因工程过程转基因实例图4 探究深层阶段思维导图 2021/8/618围绕思维的探究教学 在吸引初层阶段的知识已经奠定好底的时候，提出基因操作的工具，继续联系前边的衣服图案的添加，来找到基因工程中会用到的工具，相似的剪刀，相似的针线，起到运载作用的运载体，有了这些教师直接给出此方面的知识，加深学生的对比分析理解。2021/8/6191、 基因的基因的“剪刀剪刀” 识别识别特定核苷酸序列特定核苷酸序列，在，在特定的切点特定的切点切切DNA，具，具特

10、异性特异性。 并裂解并裂解磷酸二酯键磷酸二酯键，产生两个黏性末端。产生两个黏性末端。 基因操作的工具基因操作的工具2021/8/620例：大肠杆菌的一种限制酶例：大肠杆菌的一种限制酶(EcoR)能识别能识别 GAATTC序列，并在序列，并在G和和A之间切开。之间切开。EcoR2021/8/6212、基因的、基因的“针线针线” 连接酶的作用：连接酶的作用： 将互补配对的两个黏性末端连接起来，使将互补配对的两个黏性末端连接起来，使之成为一个完整的之成为一个完整的DNA分子。分子。连接的部位：连接的部位： 生成磷酸二酯键生成磷酸二酯键DNA连接酶的作用过程：连接酶的作用过程：2021/8/6223

11、3、基因的运载体、基因的运载体质粒或病毒质粒或病毒作用：作用： 将外源基因送入受体细胞。将外源基因送入受体细胞。条件：条件：能在宿主细胞内复制能在宿主细胞内复制 并稳定地保存。并稳定地保存。具有多个限制酶切点。具有多个限制酶切点。具有某些标记基因。具有某些标记基因。种类：种类： 质粒、噬菌体和动植物病毒。质粒、噬菌体和动植物病毒。2021/8/623从细胞中分从细胞中分离出离出DNA从大肠杆菌从大肠杆菌中提取质粒中提取质粒限制限制 酶酶提取目的基因提取目的基因限制酶限制酶目的基因与目的基因与运载体结合运载体结合DNA连连 接酶接酶目的基因导目的基因导入受体细胞入受体细胞目的基因的目的基因的表达

12、与检测表达与检测基因工程操作的基本步骤基因工程操作的基本步骤2021/8/624思维目标的落实分析 在本阶段的设计当中，同样也是主要培养了学生的分析思维能力，还有就是对知识在基础上类比理解的能力，对具体事例联系理论评价过程的能力，理论指导实践的能力，当然抽象的逻辑思维能力，以及和表观思维的联系也不可缺少，动用多种感官，加强学习的效率。2021/8/625创造上层阶段（评价、扩展）创造上层阶段（评价、扩展）思维过程补充巩固对比对比对比对比多方之间的评价基因工程的原理杂交育种诱变育种多倍体育种单倍体育种在五种育种方法的对比中得出各自的优缺点综合优缺点以待应用图5 创造上层阶段思维导图 2021/8

13、/626围绕思维的探究教学 通过上边两个阶段的学习，学生已经初步把基因工程的原理和过程弄清楚了，而且可以在理论的指引下，对相关的转基因生物和转基因食品的大致来源和途径有了清楚的认识，在这个阶段就是学生们之间的，学生自己的，教师对学生的知识评价，以问题形式整合基因工程的原理，互相的提问指正过程中，互相弥补知识的漏洞和不足之处，并且还可以对理论性知识进行加深印象。2021/8/627几种常见育种方法的比较几种常见育种方法的比较育种育种方法方法杂交杂交育种育种单倍体单倍体育种育种多倍体多倍体育种育种诱变诱变育种育种基因工基因工程育种程育种基本基本原理原理方法方法优点优点缺点缺点实例实例杂交杂交自交自

14、交选优选优基因重组基因重组不同个体的优良不同个体的优良性状可集中到同性状可集中到同一个个体上一个个体上育种时间长，育种时间长，需及时发现优需及时发现优良性状良性状杂交水稻杂交水稻中国荷斯坦牛中国荷斯坦牛花药离体培花药离体培养、秋水仙养、秋水仙素诱导加倍素诱导加倍染色体变异染色体变异明显缩短育种明显缩短育种年限，后代一年限，后代一般都为纯种般都为纯种技术复杂，技术复杂，成本高成本高普通小麦花普通小麦花药离体培养药离体培养秋水仙素处秋水仙素处理萌发的种理萌发的种子、幼苗子、幼苗染色体变异染色体变异植物茎杆粗壮，植物茎杆粗壮，果实、种子大，果实、种子大，营养高营养高发育延迟，发育延迟，结实率低结实率

15、低无籽西瓜无籽西瓜物理或化学方物理或化学方法处理动植物法处理动植物、微生物、微生物基因突变基因突变提高变异频率，提高变异频率，大幅度改良某些大幅度改良某些性状，加速育种性状，加速育种进程进程有利变异少，有利变异少，需要处理大量需要处理大量实验材料，具实验材料，具有不确定性有不确定性青霉菌高产菌青霉菌高产菌株的培育株的培育黑农五号大豆黑农五号大豆基因重组基因重组将一种生物特定将一种生物特定基因转移到另一基因转移到另一种生物体内种生物体内染色体变异染色体变异定定向地向地改造生物改造生物的遗传性状的遗传性状可能引起生可能引起生态危机，技态危机，技术难度大术难度大转基因抗转基因抗虫棉虫棉2021/8/628思维目标的落实分析 在本阶段的设计当中，主要达到了一个知识的水平检验巩固，理解再加深以及突破现状的再展示和再应用，再分析对照，这自然就对应用性思维和创造性思维，进行了不同程度的培养，可以了评价，可以了对知识的扩展，最重要的还有充分体会到了科学技术在社会当中的重大作用，在学生的思维认知水平上上升了一个很大的台阶。2021