江西省万载县高中生物 专题1 基因工程 1.1 DNA重组技术的基本工具（练习课）教学实录 新人教版选修3

江西省万载县高中生物专题1基因工程1.1DNA重组技术的基本工具（练习课）教学实录新人教版选修3学校授课教师课时授课班级授课地点教具设计思路本节课以“江西省万载县高中生物专题1基因工程1.1DNA重组技术的基本工具”为主题，通过练习课的形式，让学生在教师的引导下，掌握DNA重组技术的基本工具。课程内容紧密围绕新人教版选修3教材，注重理论与实践相结合，培养学生运用所学知识解决实际问题的能力。核心素养目标1.培养学生的科学探究能力，通过实验操作和数据分析，提升对基因工程原理的理解。

2.增强学生的科学思维能力，学会分析DNA重组技术的基本工具在实践中的应用。

3.强化学生的社会责任感，认识到基因工程在生物技术发展中的重要作用。学情分析本节课面对的是高中一年级的学生，他们在初中阶段已经学习了基础的生物学知识，对生物的基本概念和原理有一定了解。然而，对于基因工程这一高级生物技术领域的知识，学生可能较为陌生，对DNA重组技术的基本工具理解有限。

在知识层面，学生可能对DNA的分子结构、基因的表达和调控等基本概念有所了解，但对DNA重组技术中的具体工具和方法，如限制性核酸内切酶、DNA连接酶、质粒等，可能缺乏深入的认识。这要求教师在授课过程中，需以浅显易懂的方式介绍这些工具，并强调其在基因工程中的重要性。

在能力方面，学生需要具备一定的实验操作技能和逻辑思维能力。由于基因工程实验操作较为复杂，学生需要通过实际操作来掌握实验步骤和注意事项。同时，逻辑思维能力对于理解DNA重组技术的原理至关重要。

在素质方面，学生对科学探究的兴趣和好奇心是推动他们学习基因工程的动力。教师应激发学生的兴趣，培养他们的探索精神，使他们能够主动参与课堂讨论和实验活动。

学生的行为习惯也会对课程学习产生影响。良好的学习习惯，如认真听讲、积极思考、认真记录等，有助于提高学习效果。而课堂参与度、合作意识和批判性思维也是评价学生学习素质的重要指标。教学资源准备1.教材：确保每位学生都有本节课所需的新人教版选修3教材。

2.辅助材料：准备与DNA重组技术相关的图片、图表、视频等多媒体资源，以辅助学生理解。

3.实验器材：准备限制性核酸内切酶、DNA连接酶、质粒等实验工具，确保实验器材的完整性和安全性。

4.教室布置：设置分组讨论区，并布置实验操作台，以方便学生进行小组实验和讨论。教学过程一、导入新课

（老师）同学们，大家好！今天我们要探讨的专题是“基因工程”，这是生物学中的一个前沿领域。在我们日常学习的基础知识中，大家对DNA和基因有了一定的了解，今天我们将进一步探讨DNA重组技术及其基本工具。

（学生）老师，我们已经学过DNA是遗传信息的载体，基因是DNA上决定生物性状的片段。

二、新课讲授

（一）DNA重组技术的概念

（老师）那么，什么是DNA重组技术呢？请同学们结合课本内容，简要介绍DNA重组技术的定义。

（学生）DNA重组技术是指将不同来源的DNA片段在体外通过一定的工具酶进行拼接，形成新的DNA分子的技术。

（老师）很好，现在我们已经明确了DNA重组技术的定义。接下来，我们来探究DNA重组技术的应用。

（二）DNA重组技术的基本工具

1.限制性核酸内切酶

（老师）同学们，限制性核酸内切酶是DNA重组技术中的一种重要工具。它能够识别特定的核苷酸序列，并在该序列的特定位置切割DNA链。请同学们回顾课本，了解限制性核酸内切酶的作用和特点。

（学生）限制性核酸内切酶能够识别特定的核苷酸序列，并在该序列的特定位置切割DNA链，从而实现DNA的剪切。

（老师）很好，接下来请同学们讨论一下限制性核酸内切酶在实际操作中的应用。

（学生）在DNA重组技术中，限制性核酸内切酶用于剪切目的基因和载体DNA，以便在体外进行连接。

2.DNA连接酶

（老师）接下来，我们再来看DNA连接酶。DNA连接酶的作用是将两段DNA片段的末端连接起来。请同学们结合课本，了解DNA连接酶的作用和特点。

（学生）DNA连接酶的作用是将两段DNA片段的末端连接起来，形成新的DNA分子。

（老师）很好，现在我们已经了解了DNA连接酶的作用。接下来请同学们讨论一下DNA连接酶在DNA重组技术中的应用。

（学生）DNA连接酶用于连接剪切后的目的基因和载体DNA，实现DNA重组。

3.载体

（老师）在DNA重组技术中，载体起着非常重要的作用。载体是携带目的基因进入宿主细胞并进行复制的分子。请同学们回顾课本，了解载体类型和特点。

（学生）载体分为天然载体和人工载体，具有易于操作、易于复制等特点。

（老师）很好，现在我们已经了解了载体的类型和特点。接下来请同学们讨论一下载体在DNA重组技术中的应用。

（学生）载体用于携带目的基因进入宿主细胞，实现目的基因的表达和繁殖。

（三）DNA重组技术的应用

（老师）同学们，我们已经学习了DNA重组技术的基本工具，接下来我们来探究一下DNA重组技术的应用。

（学生）DNA重组技术在基因工程、分子生物学、生物制药等领域有广泛应用。

三、课堂练习

（老师）为了巩固本节课所学知识，请同学们完成以下练习：

1.列举DNA重组技术的三种基本工具。

2.解释限制性核酸内切酶在DNA重组技术中的作用。

3.描述DNA连接酶在DNA重组技术中的应用。

（学生）在老师引导下，同学们积极思考并回答问题。

四、课堂小结

（老师）同学们，今天我们学习了DNA重组技术及其基本工具。通过这节课的学习，相信大家对DNA重组技术有了更深入的了解。希望大家能够把所学知识运用到实际生活中，为生物技术的发展贡献自己的力量。

（学生）同学们表示对DNA重组技术有了更深刻的认识，对今后的学习充满信心。

五、布置作业

（老师）请同学们课后完成以下作业：

1.阅读课本中关于DNA重组技术的相关内容，深入了解其应用。

2.思考DNA重组技术在解决现实问题中的作用，并举例说明。

（学生）同学们认真听讲，表示会按照老师的要求完成作业。知识点梳理1.基因工程概述

-基因工程的定义：利用分子生物学和分子遗传学的方法，按照人们的意愿对生物的基因进行改造或重新组合的技术。

-基因工程的意义：在农业、医药、环保等领域具有广泛的应用前景。

2.DNA重组技术的基本工具

-限制性核酸内切酶：识别特定的核苷酸序列，并在该序列的特定位置切割DNA链。

-DNA连接酶：将两段DNA片段的末端连接起来，形成新的DNA分子。

-载体：携带目的基因进入宿主细胞并进行复制的分子，包括质粒、噬菌体、病毒等。

3.DNA重组技术的操作步骤

-剪切：利用限制性核酸内切酶剪切目的基因和载体DNA。

-连接：利用DNA连接酶将剪切后的目的基因和载体DNA连接起来。

-转化：将重组DNA分子导入宿主细胞。

-表达：在宿主细胞内表达目的基因。

4.基因工程的应用

-农业领域：培育抗病、抗虫、高产等优良品种。

-医药领域：生产药物、疫苗、诊断试剂等。

-环保领域：治理污染、修复生态等。

5.基因工程的伦理问题

-基因安全：确保基因工程产品的安全性，避免对人类和环境造成危害。

-人类基因编辑：避免基因编辑技术滥用，保护人类基因组的完整性。

-生物多样性保护：防止基因工程对生物多样性的影响。

6.基因工程的发展趋势

-精准医疗：根据个体基因差异，制定个性化的治疗方案。

-人工合成生物学：通过基因编辑和合成生物学技术，创造新的生物体和生物产品。

-基因治疗：利用基因工程技术治疗遗传病和癌症等疾病。课后作业1.实验设计题：

设计一个实验方案，将目的基因插入到载体DNA中，并确保载体能够在宿主细胞中稳定存在和表达。

答案示例：

实验步骤：

1.提取目的基因，使用限制性核酸内切酶进行剪切。

2.提取载体DNA，使用相同限制性核酸内切酶进行剪切。

3.将剪切后的目的基因和载体DNA混合，利用DNA连接酶进行连接。

4.将连接产物转化到宿主细胞中。

5.在宿主细胞中筛选出含有重组载体的细胞。

6.对筛选出的细胞进行分子生物学检测，确认目的基因已插入载体并表达。

2.分析题：

分析以下实验结果，并解释原因：

实验结果显示，在转化实验中，有部分细胞产生了目标蛋白质。

答案示例：

可能原因：

1.目的基因成功插入载体并进入宿主细胞。

2.转化效率较高，导致部分细胞成功表达目的基因。

3.宿主细胞本身可能具有产生该蛋白质的能力。

3.应用题：

基因工程技术在医药领域的应用有哪些？举例说明。

答案示例：

1.药物生产：利用基因工程技术生产药物，如胰岛素、干扰素等。

2.疫苗制备：通过基因工程技术制备疫苗，如流感疫苗、乙肝疫苗等。

3.诊断试剂：利用基因工程技术制备诊断试剂，如基因芯片、PCR试剂等。

4.综合题：

假设你是一名基因工程师，请你设计一个实验方案，用于研究基因A对基因B表达的影响。

答案示例：

实验步骤：

1.提取基因A和基因B的DNA序列。

2.将基因A和基因B构建到载体DNA上。

3.将载体DNA转化到宿主细胞中。

4.在宿主细胞中检测基因B的表达水平。

5.比较不同基因A表达水平对基因B表达的影响。

5.创新题：

设计一个实验方案，用于探究基因编辑技术在疾病治疗中的应用。

答案示例：

实验步骤：

1.确定疾病相关基因的突变位点。

2.利用CRISPR-Cas9系统对基因进行编辑，修复突变位点。

3.将编辑后的基因导入宿主细胞或动物模型中。

4.观察疾病相关症状的变化，评估基因编辑技术的治疗效果。教学反思与改进教学反思是一种自我评估的过程，通过反思可以帮助我们更好地理解教学过程，发现教学中的不足，从而改进教学方法。以下是我对本次“江西省万载县高中生物专题1基因工程1.1DNA重组技术的基本工具”教学活动的反思与改进措施。

1.学生参与度

我发现学生在课堂上的参与度不高，尤其是在讨论环节，很多学生显得比较被动。这让我意识到，我需要更多地鼓励学生参与到课堂讨论中来。为了提高学生的参与度，我计划在未来的教学中采用更多的互动式教学方法，比如小组讨论、角色扮演等，让学生在课堂上能够更加积极地思考和表达。

2.实验操作

实验是学习基因工程不可或缺的部分。然而，我发现部分学生在实验操作中存在一些问题，如操作不规范、记录不详细等。为了提高学生的实验技能，我打算在实验前进行更详细的操作演示和讲解，并鼓励学生在实验过程中多观察、多思考。

3.知识点理解

在讲解DNA重组技术的基本工具时，我发现部分学生对限制性核酸内切酶、DNA连接酶等工具的理解不够深入。为了帮助学生更好地理解这些概念，我计划在今后的教学中加入更多实例，通过实际案例来解释这些工具的应用。

4.教学资源的利用

虽然我准备了丰富的多媒体资源和实验器材，但在实际教学中，我发现这些资源并没有得到充分利用。例如，有些视频资料过于复杂，学生难以理解；有些实验器材操作繁琐，学生不愿意动手。因此，我计划在未来的教学中更加注重教学资源的合理搭配，确保学生能够有效地吸收知识。

5.教学评价

在教学评价方面，我主要依赖于学生的课堂表现和作业完成情况。然而，这种评价方式过于单一，不能全面反映学生的学习效果。为了更全面地评价学生的学习成果，我打算在未来的教学中采用多元化的评价方式，如课堂提问、实验报