《DNA重组技术的基本工具》名师教案

PAGE13DNA重组技术的基本工具教学设计课题名称：1．1DNA重组技术的基本工具课程模块：人教2022课标版选修3教师姓名：杨睿学校：大连市庄河市高级中学课时安排：1课时教学目标知识方面：（1）通过阅读文本、查阅资料，能够简述基因工程的基本概念，并能说出三种工具的作用（2）通过资料分析、小组合作，能够认同基因工程的诞生和发展离不开理论研究和技术创新。学科素养（1）基础知识（基因工程的基本概念；三种工具的作用）；（2）基本技能（通过对材料的观察，学会科学的观察方法，培养观察能力；通过对基本概念、基本原理、科学方法的正确理解和掌握，逐步形成比较、判断、推理、分析、综合等思维能力，具备能运用学到的生物学知识评价和解决某些实际问题的能力）；（3）基本思想（通过学习基因操作的工具，使学生树立结构与功能相统一的辩证唯物主义观念；通过学生动手制作重组DNA的模型，培养学生的动手能力以及合作精神）；（4）基本活动经验（通过学习基因工程的概念，使学生认识到科学研究的严谨，激发为祖国奋斗的精神）。教学重点和难点重点：1简述三种工具的作用2认同基因工程的诞生和发展离不开理论研究和技术创新难点：载体必须具备的条件教学分析教材分析：《DNA重组技术的基本工具》为生物选修三现代生物科技专题的第一章第一节，是我们高二下学期的内容。这节课是在必修二第六章基因工程的基础上的提升，基因工程是生物科技的前沿内容，这一专题的教学首先要考虑基础性。尤其我们生活中从来没有接触到对基因进行处理的工具，较为抽象，从分子水平上的理解也更难。因此，更应该用现实生活中常见的工具来诠释，是学生很容易理解，使学生在知识能力和情感上得到提升。《DNA重组技术的基本工具》是一片科技性较强的文章。教学重点是DNA重组技术的基本工具所需的三种工具的作用。教学难点是载体需要具备的条件教学之前用百度在网上搜索《DNA重组技术的基本工具》的相关教学材料，查阅很多教案作参考，了解到教学的重点和难点，并做了多本习题，对出现的各种题型都有所了解，确定课堂教学形式和方法。根据课堂需要，让学生更容易理解和掌握，利用百度搜索找到各种图片做成PPT课堂给同学们演示，给学生视觉上的直观感受。学情分析：对于基因工程，学生接触的少，教材文字描述也较抽象。但由于通过必修2的学习，学生已形成了学习本专题所必需的核心概念，也基本了解有关基因工程的操作步骤和工具，因此结合简约形象的插图、动画以及通过动手模拟操作，学生能够基本把握三种工具的作用，建立知识结构模型，并从中领悟到成功的乐趣。应对策略：情境的创设尽量具有冲击力、说服力、本土化，激发学生学习兴趣，通过自主学习、合作学习和交流，提高学生的语言表达能力，使其更能全面的概括和总结。教师启发式教学，提高学生回答问题的逻辑性。教学资源、教学策略和教学方法教学资源：录制微课、自制PPT（下载相关图片、制作导入视频）、编制导学案（课前案、课后案）、编制课后习题等。教学策略：自主学习，合作探究学习等。教学方法：自主学习法、讨论法、直观演示法、讲授法、读书指导法、练习法等。教学过程教学环节教师为主的活动学生为主的活动设计意图课前预习课前准备预学案，让学生完成相关基础知识。学生课前以作业的形式进行自主学习。为课堂小组学习研究做铺垫。激情导入播放视频“21世纪丝绸之路”。（优教提示：打开素材视频演示：21世纪丝绸之路）师：视频中六彩蚕蛹的获得是20世纪70年代兴起的高新科技——基因工程。那么基因工程这个凝聚着众多科学家心血的技术到底是怎么进行的呢从今天开始我们就来揭开这一技术的神秘的面纱。观看视频创设情景，引入本专题学习。引出本节课的内容，起到承上启下的作用。基因工程的概念【自主探究】请大家阅读专题导入的内容进行自主学习和讨论：（1）基因工程的别名（2）操作环境（3）操作对象（4）操作水平（5）原理（6）目的自主学习课本上的核心概念，对概念进行分解，并通过小组的交流讨论进行补充。在课前自主学习的基础上进行交流和讨论，培养学生探究、合作的能力，同时也让大家互相借鉴，达到方法共享。

1“分子手术刀”——限制性内切酶（限制酶）

2“分子缝合针”——DNA连接酶师：转基因的生物有很多，我国拥有自主知识产权的是转基因抗虫棉。同学们分析一下，要实现抗虫基因在棉花中表达，要做哪些工作呢假若这是DNA上合成抗虫蛋白的基因（老师拿出事先准备好的带有一定核苷酸序列的绿色纸条指出特定的区段），这是棉花的DNA（老师拿出白色纸条），那就我们现在的水平应该怎么操作呢师：同学们说的很对，但是还要考虑实际问题，这两条纸条所代表的DNA的存在着什么问题呢师：非常好，这几个问题就是我们在基因工程中急需解决的，可是大家都知道，基因是有遗传效应的DNA片段。DNA非常小，无论切割也好，连接也好，转移也好，无一例外这些操作都必须在分子水平上进行，就必须有精密的工具。科学家在实施基因工程之前，苦苦求索，终于找到了实施基因工程的三种工具。我们先学习第一种工具。（优教提示：打开素材动画课件：基因工程简介）【合作探究点一】阅读P4相关内容，小组讨论下列问题：1限制酶从哪提取出来的作用是什么2仔细观察下图识别序列，能够发现什么规律？

3尝试写出上图这几种识别序列被切开后所形成的末端，并且观察它们的特点师总结：同学们的观察力很好，限制酶只能切断特定识别序列里的特定的位置。但识别序列可能由4、5、6、8个等碱基组成，6个是比较常见的。切开后的末端有两种情况，以中轴线两侧切割的形成的是黏性末端；沿中轴线切割的形成平末端。同一种限制酶切出的末端是相同的。一个DNA片段被限制酶切开后的末端是互补的。师：基因被切割后又是通过什么连接呢，又在哪里进行连接呢【合作探究点二】阅读教材，小组讨论下列问题：

1DNA连接酶的种类有哪不同的DNA连接酶有何区别？

2DNA连接酶与DNA聚合酶的区别是什么生：1要将抗虫基因剪下来；2将剪下来的抗虫基因与棉花的基因连在一起。

生：基因转移的问题，就是怎样将抗虫基因送入棉花细胞

学生仔细阅读资料，小组内讨论，代表发言。生：不同的限制酶所识别的序列不同，识别序列都是六个核苷酸，都可以找到一个中心轴线，双链DNA上的碱基是反向的。发现切出来的末端出现了两种情况：平的和不平的。学生在黑板展示出切开后形成的末端。

学生获得新知。

生：DNA连接酶的种类有很多，用的较多的是E·coliDNA连接酶和T4DNA连接酶。生：DNA聚合酶：能将单个的核苷酸连接成DNA长链。DNA连接酶：连接双链DNA的缺口，连接的是DNA片段。

小组成员在组长组织带领下，对课前自主探究的内容时行积极的交流和讨论，形成共识。

培养学生对新旧知识的联系能力。3“分子运输车”——基因进入受体细胞的载体

模型制作师：用什么方法才能将外源基因（如抗虫基因）导入到细胞中呢【合作探究点三】阅读教材，小组讨论下列问题：（1）常见的运载体有那些呢？

（2）结合教材分析，载体应该具备什么条件？

（3）质粒DNA上特有的标记基因有何作用呢师：通过以上我们对基因工程的三种工具的学习，了解了他们的作用特点将对我们学习下一节有很大的帮助，那么我们就来巩固一下。小组模型制作：利用两种不同颜色的纸条代表运载体和目的基因，剪刀代表EcoRI（EcoRI识别的序列和酶切位点如下），透明胶条代表DNA连接酶。

请同学们首先动手模拟得到EcoRI酶切后的载体和目的基因，加入DNA连接酶后，其连接产物可能有哪些种给学生分发教具：每组发两个带碱基序列的环状DNA，两张链状DNA，（且四个DNA上仅有EcoRI的酶切位点），剪刀，胶带。（如下图）

生：学生自主讨论

将多个EcoRI酶切后的载体与目的基因混合后，加入DNA连接酶，学生得到的连接产物的种类如下：

载体与目的基因之间的连接

载体与载体之间的连接

目的基因与目的基因之间的连接

载体自身环化

目的基因自身环化

小组积极讨论，将新知识纳入已有知识体系。承上启下，引出模型制作。

通过模型的构建，学生对本节课的学习内容进行了巩固，又为下节课的学习奠定了基础。小结完成学案上对DNA重组技术三种工具的对比表格。学习内容回顾，强化记忆，梳理知识脉络。习题检测完成学案上习题，课件展示。（优教提示：打开优教习题课堂训练-《DNA重组技术的基本工具》，使用互动答题卡，更快更便捷的掌握学生的知识学习情况）对本节课学习的知识进行反馈。作业1、结合微课《标记基因鉴定重组DNA》视频，理解并学会应用相关知识点。2、完成“课后习题”。（优教提示：打开素材微课演示：标记基因鉴定重组DNA）完成知识和迁移，给与学生自主空间，培养学生创性能力、自主学习能力。板书设计：重组技术的基本工具1、“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（1）识别、断开（3）结果：平末端和粘性末端2、“分子缝合针”——DNA连接酶（1）种类（2）作用：连接磷酸二酯键3基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”（1）种类（2）条件教学反思：我的教学设计主要体现三个理念：（1）联系学生的生活实际，贴近学生的生活让学等产生学习兴趣。（2）吸引学生从事动