2024-2025学年高中生物 专题1 1.1 DNA重组技术的基本工具教案 新人教版选修3

2024-2025学年高中生物专题11.1DNA重组技术的基本工具教案新人教版选修3主备人备课成员教学内容本节课的教学内容来自2024-2025学年高中生物选修3的专题11.1节，主要介绍DNA重组技术的基本工具。内容包括：

1.DNA重组技术的概念和原理：让学生了解DNA重组技术的基本概念，掌握其原理和应用范围。

2.限制酶：介绍限制酶的来源、特点和作用，学会识别酶切位点，并能够设计酶切方案。

3.连接酶：讲解连接酶的作用、种类和应用，了解连接酶在DNA重组技术中的重要性。

4.载体：介绍常见载体类型，如质粒、噬菌体和人工染色体等，掌握载体选择的原则和构建方法。

5.转化：讲解转化的概念、方法和效率，了解转化过程中各种因素对转化效率的影响。

6.筛选和鉴定：介绍筛选和鉴定重组子的方法，包括抗性筛选、分子杂交和表达产物分析等。核心素养目标本节课旨在培养学生的生物学科核心素养，具体包括：

1.科学思维：通过学习DNA重组技术的原理和应用，培养学生运用科学思维解决生物学问题的能力，如分析、推理和判断等。

2.科学探究：引导学生参与课堂讨论和实验设计，培养学生的探究精神和创新意识，提高学生进行科学探究的能力。

3.科学态度：通过了解DNA重组技术在生物技术和医学领域的应用，使学生认识到科学技术对人类社会的巨大贡献，培养学生的科学态度和社会责任感。

4.科学知识：掌握DNA重组技术的基本概念、原理和应用，构建知识体系，为学生进一步学习生物技术相关课程奠定基础。学习者分析1.学生已经掌握了哪些相关知识：在学习本节课之前，学生应该已经掌握了细胞生物学的基本知识，如细胞结构和功能、遗传信息的传递等。此外，学生还应该具备一定的分子生物学基础知识，如DNA的结构、基因的表达等。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：针对本节课的内容，学生可能对生物技术及其应用感兴趣，尤其是那些对基因工程和医学领域感兴趣的学生。在能力方面，学生应该具备一定的逻辑思维能力和分析问题的能力。在学习风格上，学生可能更倾向于通过实验和实际操作来学习，因此，教师可以设计一些互动性强的小组活动，以激发学生的学习兴趣。

3.学生可能遇到的困难和挑战：在学习本节课的过程中，学生可能会对一些概念和原理感到困惑，如限制酶的作用、连接酶的种类等。此外，学生可能在将理论知识应用到实际问题中时遇到挑战，如设计酶切方案、构建载体等。因此，教师需要通过生动的案例、形象的图示和循序渐进的教学方法，帮助学生理解和掌握知识，同时提供充足的实践机会，让学生在操作中提高技能。学具准备Xxx课型新授课教法学法讲授法课时第一课时师生互动设计二次备课教学资源准备1.教材：确保每位学生都有本节课所需的教材或学习资料，包括新人教版选修3的专题11.1节相关内容。教材应涵盖DNA重组技术的基本概念、原理、工具及应用等知识。

2.辅助材料：准备与教学内容相关的图片、图表、视频等多媒体资源。例如，可以准备限制酶的作用原理示意图、连接酶的种类及作用方式图解、常见载体的结构示意图等。这些辅助材料有助于学生更直观地理解抽象的概念和原理。

3.实验器材：如果涉及实验，确保实验器材的完整性和安全性。本节课可以设计一个简单的实验，如DNA重组技术的原理验证实验，所需器材包括PCR仪器、DNA模板、引物、酶混合物、DNA凝胶等。在实验前，要对实验器材进行严格检查，确保其功能正常，避免实验过程中出现意外。

4.教室布置：根据教学需要，布置教室环境，如分组讨论区、实验操作台等。将教室分为若干小组讨论区，每个区域配备相应的实验器材和多媒体设备，以便学生进行小组讨论和实验操作。同时，设置一个实验操作台，供学生进行实验操作，确保实验的顺利进行。

5.教学软件：准备教学所需的软件，如PPT、视频播放器等，确保教学过程中可以顺利展示多媒体资源。

6.网络资源：收集与本节课相关的网络资源，如科研论文、新闻报道、科普文章等。这些资源可以作为学生的课外阅读材料，帮助学生拓宽视野，深入了解DNA重组技术的应用和发展。

7.教学指南：制定本节课的教学指南，包括教学目标、教学步骤、时间安排等，确保教学过程的顺利进行。

8.安全指南：为学生提供安全指南，包括实验操作的安全注意事项、突发事件的应对措施等，确保学生在实验过程中的安全。

9.评估工具：准备本节课的评估工具，如课堂提问、小组讨论评价、实验报告等，以便对学生的学习情况进行全面评估。教学实施过程1.课前自主探索

教师活动：

-发布预习任务：提供DNA重组技术的基本概念、原理和应用的相关资料，要求学生通过在线平台或班级微信群进行预习。

-设计预习问题：提出问题如“什么是DNA重组技术？”，“限制酶在DNA重组技术中扮演什么角色？”等，引导学生深入思考。

-监控预习进度：通过在线平台或学生的反馈，跟踪学生的预习进度，确保学生能够充分理解即将学习的内容。

学生活动：

-自主阅读预习资料：学生独立阅读教材和相关资料，对DNA重组技术有一个初步的认识。

-思考预习问题：学生针对提出的问题进行独立思考，记录自己的理解和疑问。

-提交预习成果：学生将通过PPT、思维导图或书面笔记的形式提交预习成果，供教师评价和反馈。

教学方法/手段/资源：

-自主学习法：培养学生的独立学习能力，提高他们对新知识的自我探索能力。

-信息技术手段：利用在线平台和微信群，实现预习资源的共享和预习进度的监控。

-作用与目的：

-帮助学生提前熟悉即将学习的内容，为新课的学习打下坚实的基础。

-培养学生的自主学习能力和独立思考能力，提高他们的学习效率。

2.课中强化技能

教师活动：

-导入新课：通过一个有趣的案例或现实生活中的应用场景，如基因编辑治疗疾病的案例，引出DNA重组技术的重要性，激发学生的学习兴趣。

-讲解知识点：详细讲解DNA重组技术的基本工具，如限制酶、连接酶和载体等，通过实际例子帮助学生理解其作用和应用。

-组织课堂活动：设计小组讨论或实验操作，让学生在实践中掌握DNA重组技术的操作步骤和技巧。

-解答疑问：针对学生在学习中产生的疑问，进行及时的解答和指导，确保学生能够跟上教学进度。

学生活动：

-听讲并思考：学生全神贯注地听讲，积极思考教师提出的问题，与同学进行交流讨论。

-参与课堂活动：学生积极参与小组讨论或实验操作，通过实践活动来加深对DNA重组技术的理解和掌握。

-提问与讨论：学生针对不懂的问题或新的想法，勇敢地提出问题，并与其他同学进行讨论，共同寻找答案。

教学方法/手段/资源：

-讲授法：通过教师的讲解，帮助学生掌握DNA重组技术的基本概念和原理。

-实践活动法：通过小组讨论和实验操作，让学生在实践中掌握DNA重组技术的操作技能。

-合作学习法：通过小组讨论等活动，培养学生的团队合作意识和沟通能力，提高他们的合作能力。

作用与目的：

-帮助学生深入理解DNA重组技术的知识点，掌握其实际操作技能。

-通过实践活动，培养学生的动手能力和解决问题的能力。

-通过合作学习，培养学生的团队合作意识和沟通能力，提高他们的团队合作能力。

3.课后拓展应用

教师活动：

-布置作业：布置与DNA重组技术相关的课后作业，如设计一个简化的DNA重组实验方案，巩固学生对课堂内容的理解和掌握。

-提供拓展资源：提供相关的书籍、学术文章、视频等拓展资源，供学生进一步学习和探索DNA重组技术的最新进展。

-反馈作业情况：及时批改学生的作业，给予学生反馈和指导，指出他们的错误并提供正确的解答。

学生活动：

-完成作业：学生认真完成老师布置的课后作业，通过练习来巩固对DNA重组技术的理解和掌握。

-拓展学习：学生利用老师提供的拓展资源，进行进一步的学习和探索，拓宽自己的知识视野。

-反思总结：学生对自己的学习过程和作业成果进行反思和总结，思考自己在学习中的优点和不足，并提出改进的建议。

教学方法/手段/资源：

-自主学习法：引导学生自主完成作业和拓展学习，培养他们的独立学习能力。

-反思总结法：引导学生对自己的学习过程和成果进行反思和总结，帮助他们发现自己的不足并提出改进的建议。

作用与目的：

-巩固学生在课堂上学到的DNA重组技术的知识点和操作技能。

-通过拓展学习，拓宽学生的知识视野和思维方式，培养他们的批判性思维能力。

-通过反思总结，帮助学生发现自己的不足并提出改进的建议，促进他们的自我提升和发展。教学资源拓展1.拓展资源：

-DNA重组技术的历史和里程碑：介绍DNA重组技术的发展历程，包括重组DNA技术、基因克隆、基因治疗等关键技术的发明和应用。

-DNA重组技术的应用案例：提供DNA重组技术在医学、农业、环境科学等领域的实际应用案例，如基因治疗、基因编辑、基因改良等。

-限制酶和连接酶的种类和特性：详细介绍不同类型的限制酶和连接酶的特性、作用机制和应用实例。

-载体的类型和选择原则：介绍常见的载体类型，如质粒、噬菌体和人工染色体等，以及如何根据不同需求选择合适的载体。

-DNA重组技术的实验操作和技巧：提供DNA重组技术的实验操作步骤、注意事项和技巧，帮助学生更好地理解和掌握实验操作。

-DNA重组技术的伦理和社会问题：探讨DNA重组技术可能带来的伦理和社会问题，如基因隐私、基因歧视、基因改造等，引导学生思考科技发展的伦理和社会责任。

2.拓展建议：

-阅读相关的科研论文和综述文章，深入了解DNA重组技术的最新研究进展和应用。

-观看与DNA重组技术相关的科普视频和纪录片，了解DNA重组技术在现实生活中的应用和影响。

-参与在线讨论和论坛，与其他学生和专业人士交流DNA重组技术的看法和经验。

-设计自己的DNA重组实验方案，进行实验操作，亲身体验DNA重组技术的应用和挑战。

-参与相关的学术会议和研讨会，与专业人士交流DNA重组技术的研究成果和未来发展方向。

-关注DNA重组技术的伦理和社会问题，参与相关的伦理讨论和思考，提出自己的观点和建议。

-结合自己的兴趣和职业规划，选择相关的DNA重组技术相关的课题进行深入研究和探索。作业布置与反馈1.作业布置：

（1）复习教材：要求学生复习DNA重组技术的基本概念、原理、工具及应用等内容，巩固所学知识。

（2）设计实验方案：要求学生根据所学内容，设计一个简化的DNA重组实验方案，包括实验目的、材料、步骤和预期结果等。

（3）撰写论文：要求学生就DNA重组技术在某一领域的应用进行研究，撰写一篇论文，包括文献综述、实验方法、结果分析和讨论等。

（4）参与在线讨论：要求学生参与与DNA重组技术相关的在线讨论，发表自己的观点和看法，与他人进行交流和辩论。

2.作业反馈：

（1）批改实验方案：教师对学生的实验方案进行批改，指出存在的问题，如实验步骤不清晰、材料选择不当等，并提出改进建议。

（2）批改论文：教师对学生的论文进行批改，指出存在的问题，如文献综述不全面、实验方法不准确等，并提出改进建议。

（3）在线讨论评价：教师对学生的在线讨论进行评价，指出存在的问题，如观点不明确、论证不充分等，并提出改进建议。

（4）及时反馈：教师及时对学生的作业进行批改和反馈，指出存在的问题，并提出改进建议，以促进学生的学习进步。板书设计1.DNA重组技术的基本概念

-定义：DNA重组技术是指通过人工方法将外源DNA片段插入到载体DNA中，从而实现特定DNA片段的克隆和表达。

-应用：基因工程、基因治疗、基因改良等

2.限制酶和连接酶的作用

-限制酶：识别特定的DNA序列并切割DNA，产生具有粘性末端的DNA片段。

-连接酶：将两个DNA片段连接起来，形成新的DNA分子。

3.载体的选择和构建

-载体类型：质粒、噬菌体、人工染色体等

-选择原则：稳定性、容量、宿主范围等

-构建方法：酶切、连接、转化等

4.转化的方法和效率

-方法：电转化、化学转化、脂质体介导转化等

-影响因素：DNA浓度、宿主细胞类型、转化条件等

5.筛选和鉴定重组子的方法

-抗性筛选：利用抗生素筛选具有抗性的重组子

-分子杂交：利用DNA探针检测重组DNA的存在和位置

-表达产物分析：检测重组子中特定基因的表达产物，如蛋白质含量和活性等

6.实验操作技巧和注意事项

-实验步骤：酶切、连接、转化、筛选等

-注意事项：操作无菌、避免酶切和连接过程中的DNA降解等

7.伦理和社会问题

-基因隐私、基因歧视、基因改造等

-科技发展与社会责任课后作业1.请简述DNA重组技术的原理和应用范围。

答案：DNA重组技术是通过人工方法将外源DNA片段插入到载体DNA中，从而实现特定DNA片段的克隆和表达。应用范围包括基因工程、基因治疗、基因改良等。

2.请解释限制酶的作用原理及其在DNA重组技术中的重要性。

答案：限制酶能够识别特定的DNA序列并切割DNA，产生具有粘性末端的DNA片段。在DNA重组技术中，限制酶的作用是切割目的DNA和载体DNA，以便于连接酶将它们连接起来，形成新的DNA分子。

3.请描述载体的选择原则和构建方法。

答案：载体的选择原则包括稳定性、容量、宿主范围等。构建方法包括酶切、连接、转化等。

4.请解释转化的方法和效率，以及影响转化效率的因素。

答案：转化方法包括电转化、化学转化、脂质体介导转化等。影响转化效率的因素包括DNA浓度、宿主细胞类型、转化条件等。

5.请列举几种筛选和鉴定重组子的方法，并解释其原理。

答案：筛选和鉴定重组子的方法包括抗性筛选、分子杂交和表达产物分析等。抗性筛选利用抗生素筛选具有抗性的重组子；分子杂交利用DNA探针检测重组DNA的存在和位置；表达产物分