2024-2025學(xué)年高中生物 專題1 1.1 DNA重組技術(shù)的基本工具教案 新人教版選修3

2024-2025學(xué)年高中生物專題11.1DNA重組技術(shù)的基本工具教案新人教版選修3主備人備課成員教學(xué)內(nèi)容本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容來自2024-2025學(xué)年高中生物選修3的專題11.1節(jié)，主要介紹DNA重組技術(shù)的基本工具。內(nèi)容包括：

1.DNA重組技術(shù)的概念和原理：讓學(xué)生了解DNA重組技術(shù)的基本概念，掌握其原理和應(yīng)用范圍。

2.限制酶：介紹限制酶的來源、特點(diǎn)和作用，學(xué)會(huì)識(shí)別酶切位點(diǎn)，并能夠設(shè)計(jì)酶切方案。

3.連接酶：講解連接酶的作用、種類和應(yīng)用，了解連接酶在DNA重組技術(shù)中的重要性。

4.載體：介紹常見載體類型，如質(zhì)粒、噬菌體和人工染色體等，掌握載體選擇的原則和構(gòu)建方法。

5.轉(zhuǎn)化：講解轉(zhuǎn)化的概念、方法和效率，了解轉(zhuǎn)化過程中各種因素對(duì)轉(zhuǎn)化效率的影響。

6.篩選和鑒定：介紹篩選和鑒定重組子的方法，包括抗性篩選、分子雜交和表達(dá)產(chǎn)物分析等。核心素養(yǎng)目標(biāo)本節(jié)課旨在培養(yǎng)學(xué)生的生物學(xué)科核心素養(yǎng)，具體包括：

1.科學(xué)思維：通過學(xué)習(xí)DNA重組技術(shù)的原理和應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用科學(xué)思維解決生物學(xué)問題的能力，如分析、推理和判斷等。

2.科學(xué)探究：引導(dǎo)學(xué)生參與課堂討論和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生的探究精神和創(chuàng)新意識(shí)，提高學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究的能力。

3.科學(xué)態(tài)度：通過了解DNA重組技術(shù)在生物技術(shù)和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到科學(xué)技術(shù)對(duì)人類社會(huì)的巨大貢獻(xiàn)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和社會(huì)責(zé)任感。

4.科學(xué)知識(shí)：掌握DNA重組技術(shù)的基本概念、原理和應(yīng)用，構(gòu)建知識(shí)體系，為學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)生物技術(shù)相關(guān)課程奠定基礎(chǔ)。學(xué)習(xí)者分析1.學(xué)生已經(jīng)掌握了哪些相關(guān)知識(shí)：在學(xué)習(xí)本節(jié)課之前，學(xué)生應(yīng)該已經(jīng)掌握了細(xì)胞生物學(xué)的基本知識(shí)，如細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能、遺傳信息的傳遞等。此外，學(xué)生還應(yīng)該具備一定的分子生物學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，如DNA的結(jié)構(gòu)、基因的表達(dá)等。

2.學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、能力和學(xué)習(xí)風(fēng)格：針對(duì)本節(jié)課的內(nèi)容，學(xué)生可能對(duì)生物技術(shù)及其應(yīng)用感興趣，尤其是那些對(duì)基因工程和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域感興趣的學(xué)生。在能力方面，學(xué)生應(yīng)該具備一定的邏輯思維能力和分析問題的能力。在學(xué)習(xí)風(fēng)格上，學(xué)生可能更傾向于通過實(shí)驗(yàn)和實(shí)際操作來學(xué)習(xí)，因此，教師可以設(shè)計(jì)一些互動(dòng)性強(qiáng)的小組活動(dòng)，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

3.學(xué)生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：在學(xué)習(xí)本節(jié)課的過程中，學(xué)生可能會(huì)對(duì)一些概念和原理感到困惑，如限制酶的作用、連接酶的種類等。此外，學(xué)生可能在將理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際問題中時(shí)遇到挑戰(zhàn)，如設(shè)計(jì)酶切方案、構(gòu)建載體等。因此，教師需要通過生動(dòng)的案例、形象的圖示和循序漸進(jìn)的教學(xué)方法，幫助學(xué)生理解和掌握知識(shí)，同時(shí)提供充足的實(shí)踐機(jī)會(huì)，讓學(xué)生在操作中提高技能。學(xué)具準(zhǔn)備Xxx課型新授課教法學(xué)法講授法課時(shí)第一課時(shí)師生互動(dòng)設(shè)計(jì)二次備課教學(xué)資源準(zhǔn)備1.教材：確保每位學(xué)生都有本節(jié)課所需的教材或?qū)W習(xí)資料，包括新人教版選修3的專題11.1節(jié)相關(guān)內(nèi)容。教材應(yīng)涵蓋DNA重組技術(shù)的基本概念、原理、工具及應(yīng)用等知識(shí)。

2.輔助材料：準(zhǔn)備與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的圖片、圖表、視頻等多媒體資源。例如，可以準(zhǔn)備限制酶的作用原理示意圖、連接酶的種類及作用方式圖解、常見載體的結(jié)構(gòu)示意圖等。這些輔助材料有助于學(xué)生更直觀地理解抽象的概念和原理。

3.實(shí)驗(yàn)器材：如果涉及實(shí)驗(yàn)，確保實(shí)驗(yàn)器材的完整性和安全性。本節(jié)課可以設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的實(shí)驗(yàn)，如DNA重組技術(shù)的原理驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，所需器材包括PCR儀器、DNA模板、引物、酶混合物、DNA凝膠等。在實(shí)驗(yàn)前，要對(duì)實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行嚴(yán)格檢查，確保其功能正常，避免實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)意外。

4.教室布置：根據(jù)教學(xué)需要，布置教室環(huán)境，如分組討論區(qū)、實(shí)驗(yàn)操作臺(tái)等。將教室分為若干小組討論區(qū)，每個(gè)區(qū)域配備相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)器材和多媒體設(shè)備，以便學(xué)生進(jìn)行小組討論和實(shí)驗(yàn)操作。同時(shí)，設(shè)置一個(gè)實(shí)驗(yàn)操作臺(tái)，供學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，確保實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行。

5.教學(xué)軟件：準(zhǔn)備教學(xué)所需的軟件，如PPT、視頻播放器等，確保教學(xué)過程中可以順利展示多媒體資源。

6.網(wǎng)絡(luò)資源：收集與本節(jié)課相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)資源，如科研論文、新聞報(bào)道、科普文章等。這些資源可以作為學(xué)生的課外閱讀材料，幫助學(xué)生拓寬視野，深入了解DNA重組技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展。

7.教學(xué)指南：制定本節(jié)課的教學(xué)指南，包括教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)步驟、時(shí)間安排等，確保教學(xué)過程的順利進(jìn)行。

8.安全指南：為學(xué)生提供安全指南，包括實(shí)驗(yàn)操作的安全注意事項(xiàng)、突發(fā)事件的應(yīng)對(duì)措施等，確保學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中的安全。

9.評(píng)估工具：準(zhǔn)備本節(jié)課的評(píng)估工具，如課堂提問、小組討論評(píng)價(jià)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告等，以便對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行全面評(píng)估。教學(xué)實(shí)施過程1.課前自主探索

教師活動(dòng)：

-發(fā)布預(yù)習(xí)任務(wù)：提供DNA重組技術(shù)的基本概念、原理和應(yīng)用的相關(guān)資料，要求學(xué)生通過在線平臺(tái)或班級(jí)微信群進(jìn)行預(yù)習(xí)。

-設(shè)計(jì)預(yù)習(xí)問題：提出問題如“什么是DNA重組技術(shù)？”，“限制酶在DNA重組技術(shù)中扮演什么角色？”等，引導(dǎo)學(xué)生深入思考。

-監(jiān)控預(yù)習(xí)進(jìn)度：通過在線平臺(tái)或?qū)W生的反饋，跟蹤學(xué)生的預(yù)習(xí)進(jìn)度，確保學(xué)生能夠充分理解即將學(xué)習(xí)的內(nèi)容。

學(xué)生活動(dòng)：

-自主閱讀預(yù)習(xí)資料：學(xué)生獨(dú)立閱讀教材和相關(guān)資料，對(duì)DNA重組技術(shù)有一個(gè)初步的認(rèn)識(shí)。

-思考預(yù)習(xí)問題：學(xué)生針對(duì)提出的問題進(jìn)行獨(dú)立思考，記錄自己的理解和疑問。

-提交預(yù)習(xí)成果：學(xué)生將通過PPT、思維導(dǎo)圖或書面筆記的形式提交預(yù)習(xí)成果，供教師評(píng)價(jià)和反饋。

教學(xué)方法/手段/資源：

-自主學(xué)習(xí)法：培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立學(xué)習(xí)能力，提高他們對(duì)新知識(shí)的自我探索能力。

-信息技術(shù)手段：利用在線平臺(tái)和微信群，實(shí)現(xiàn)預(yù)習(xí)資源的共享和預(yù)習(xí)進(jìn)度的監(jiān)控。

-作用與目的：

-幫助學(xué)生提前熟悉即將學(xué)習(xí)的內(nèi)容，為新課的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

-培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和獨(dú)立思考能力，提高他們的學(xué)習(xí)效率。

2.課中強(qiáng)化技能

教師活動(dòng)：

-導(dǎo)入新課：通過一個(gè)有趣的案例或現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用場景，如基因編輯治療疾病的案例，引出DNA重組技術(shù)的重要性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

-講解知識(shí)點(diǎn)：詳細(xì)講解DNA重組技術(shù)的基本工具，如限制酶、連接酶和載體等，通過實(shí)際例子幫助學(xué)生理解其作用和應(yīng)用。

-組織課堂活動(dòng)：設(shè)計(jì)小組討論或?qū)嶒?yàn)操作，讓學(xué)生在實(shí)踐中掌握DNA重組技術(shù)的操作步驟和技巧。

-解答疑問：針對(duì)學(xué)生在學(xué)習(xí)中產(chǎn)生的疑問，進(jìn)行及時(shí)的解答和指導(dǎo)，確保學(xué)生能夠跟上教學(xué)進(jìn)度。

學(xué)生活動(dòng)：

-聽講并思考：學(xué)生全神貫注地聽講，積極思考教師提出的問題，與同學(xué)進(jìn)行交流討論。

-參與課堂活動(dòng)：學(xué)生積極參與小組討論或?qū)嶒?yàn)操作，通過實(shí)踐活動(dòng)來加深對(duì)DNA重組技術(shù)的理解和掌握。

-提問與討論：學(xué)生針對(duì)不懂的問題或新的想法，勇敢地提出問題，并與其他同學(xué)進(jìn)行討論，共同尋找答案。

教學(xué)方法/手段/資源：

-講授法：通過教師的講解，幫助學(xué)生掌握DNA重組技術(shù)的基本概念和原理。

-實(shí)踐活動(dòng)法：通過小組討論和實(shí)驗(yàn)操作，讓學(xué)生在實(shí)踐中掌握DNA重組技術(shù)的操作技能。

-合作學(xué)習(xí)法：通過小組討論等活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)和溝通能力，提高他們的合作能力。

作用與目的：

-幫助學(xué)生深入理解DNA重組技術(shù)的知識(shí)點(diǎn)，掌握其實(shí)際操作技能。

-通過實(shí)踐活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和解決問題的能力。

-通過合作學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)和溝通能力，提高他們的團(tuán)隊(duì)合作能力。

3.課后拓展應(yīng)用

教師活動(dòng)：

-布置作業(yè)：布置與DNA重組技術(shù)相關(guān)的課后作業(yè)，如設(shè)計(jì)一個(gè)簡化的DNA重組實(shí)驗(yàn)方案，鞏固學(xué)生對(duì)課堂內(nèi)容的理解和掌握。

-提供拓展資源：提供相關(guān)的書籍、學(xué)術(shù)文章、視頻等拓展資源，供學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)和探索DNA重組技術(shù)的最新進(jìn)展。

-反饋?zhàn)鳂I(yè)情況：及時(shí)批改學(xué)生的作業(yè)，給予學(xué)生反饋和指導(dǎo)，指出他們的錯(cuò)誤并提供正確的解答。

學(xué)生活動(dòng)：

-完成作業(yè)：學(xué)生認(rèn)真完成老師布置的課后作業(yè)，通過練習(xí)來鞏固對(duì)DNA重組技術(shù)的理解和掌握。

-拓展學(xué)習(xí)：學(xué)生利用老師提供的拓展資源，進(jìn)行進(jìn)一步的學(xué)習(xí)和探索，拓寬自己的知識(shí)視野。

-反思總結(jié)：學(xué)生對(duì)自己的學(xué)習(xí)過程和作業(yè)成果進(jìn)行反思和總結(jié)，思考自己在學(xué)習(xí)中的優(yōu)點(diǎn)和不足，并提出改進(jìn)的建議。

教學(xué)方法/手段/資源：

-自主學(xué)習(xí)法：引導(dǎo)學(xué)生自主完成作業(yè)和拓展學(xué)習(xí)，培養(yǎng)他們的獨(dú)立學(xué)習(xí)能力。

-反思總結(jié)法：引導(dǎo)學(xué)生對(duì)自己的學(xué)習(xí)過程和成果進(jìn)行反思和總結(jié)，幫助他們發(fā)現(xiàn)自己的不足并提出改進(jìn)的建議。

作用與目的：

-鞏固學(xué)生在課堂上學(xué)到的DNA重組技術(shù)的知識(shí)點(diǎn)和操作技能。

-通過拓展學(xué)習(xí)，拓寬學(xué)生的知識(shí)視野和思維方式，培養(yǎng)他們的批判性思維能力。

-通過反思總結(jié)，幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)自己的不足并提出改進(jìn)的建議，促進(jìn)他們的自我提升和發(fā)展。教學(xué)資源拓展1.拓展資源：

-DNA重組技術(shù)的歷史和里程碑：介紹DNA重組技術(shù)的發(fā)展歷程，包括重組DNA技術(shù)、基因克隆、基因治療等關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)明和應(yīng)用。

-DNA重組技術(shù)的應(yīng)用案例：提供DNA重組技術(shù)在醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)、環(huán)境科學(xué)等領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用案例，如基因治療、基因編輯、基因改良等。

-限制酶和連接酶的種類和特性：詳細(xì)介紹不同類型的限制酶和連接酶的特性、作用機(jī)制和應(yīng)用實(shí)例。

-載體的類型和選擇原則：介紹常見的載體類型，如質(zhì)粒、噬菌體和人工染色體等，以及如何根據(jù)不同需求選擇合適的載體。

-DNA重組技術(shù)的實(shí)驗(yàn)操作和技巧：提供DNA重組技術(shù)的實(shí)驗(yàn)操作步驟、注意事項(xiàng)和技巧，幫助學(xué)生更好地理解和掌握實(shí)驗(yàn)操作。

-DNA重組技術(shù)的倫理和社會(huì)問題：探討DNA重組技術(shù)可能帶來的倫理和社會(huì)問題，如基因隱私、基因歧視、基因改造等，引導(dǎo)學(xué)生思考科技發(fā)展的倫理和社會(huì)責(zé)任。

2.拓展建議：

-閱讀相關(guān)的科研論文和綜述文章，深入了解DNA重組技術(shù)的最新研究進(jìn)展和應(yīng)用。

-觀看與DNA重組技術(shù)相關(guān)的科普視頻和紀(jì)錄片，了解DNA重組技術(shù)在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用和影響。

-參與在線討論和論壇，與其他學(xué)生和專業(yè)人士交流DNA重組技術(shù)的看法和經(jīng)驗(yàn)。

-設(shè)計(jì)自己的DNA重組實(shí)驗(yàn)方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，親身體驗(yàn)DNA重組技術(shù)的應(yīng)用和挑戰(zhàn)。

-參與相關(guān)的學(xué)術(shù)會(huì)議和研討會(huì)，與專業(yè)人士交流DNA重組技術(shù)的研究成果和未來發(fā)展方向。

-關(guān)注DNA重組技術(shù)的倫理和社會(huì)問題，參與相關(guān)的倫理討論和思考，提出自己的觀點(diǎn)和建議。

-結(jié)合自己的興趣和職業(yè)規(guī)劃，選擇相關(guān)的DNA重組技術(shù)相關(guān)的課題進(jìn)行深入研究和探索。作業(yè)布置與反饋1.作業(yè)布置：

（1）復(fù)習(xí)教材：要求學(xué)生復(fù)習(xí)DNA重組技術(shù)的基本概念、原理、工具及應(yīng)用等內(nèi)容，鞏固所學(xué)知識(shí)。

（2）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案：要求學(xué)生根據(jù)所學(xué)內(nèi)容，設(shè)計(jì)一個(gè)簡化的DNA重組實(shí)驗(yàn)方案，包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、材料、步驟和預(yù)期結(jié)果等。

（3）撰寫論文：要求學(xué)生就DNA重組技術(shù)在某一領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行研究，撰寫一篇論文，包括文獻(xiàn)綜述、實(shí)驗(yàn)方法、結(jié)果分析和討論等。

（4）參與在線討論：要求學(xué)生參與與DNA重組技術(shù)相關(guān)的在線討論，發(fā)表自己的觀點(diǎn)和看法，與他人進(jìn)行交流和辯論。

2.作業(yè)反饋：

（1）批改實(shí)驗(yàn)方案：教師對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行批改，指出存在的問題，如實(shí)驗(yàn)步驟不清晰、材料選擇不當(dāng)?shù)?，并提出改進(jìn)建議。

（2）批改論文：教師對(duì)學(xué)生的論文進(jìn)行批改，指出存在的問題，如文獻(xiàn)綜述不全面、實(shí)驗(yàn)方法不準(zhǔn)確等，并提出改進(jìn)建議。

（3）在線討論評(píng)價(jià)：教師對(duì)學(xué)生的在線討論進(jìn)行評(píng)價(jià)，指出存在的問題，如觀點(diǎn)不明確、論證不充分等，并提出改進(jìn)建議。

（4）及時(shí)反饋：教師及時(shí)對(duì)學(xué)生的作業(yè)進(jìn)行批改和反饋，指出存在的問題，并提出改進(jìn)建議，以促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)步。板書設(shè)計(jì)1.DNA重組技術(shù)的基本概念

-定義：DNA重組技術(shù)是指通過人工方法將外源DNA片段插入到載體DNA中，從而實(shí)現(xiàn)特定DNA片段的克隆和表達(dá)。

-應(yīng)用：基因工程、基因治療、基因改良等

2.限制酶和連接酶的作用

-限制酶：識(shí)別特定的DNA序列并切割DNA，產(chǎn)生具有粘性末端的DNA片段。

-連接酶：將兩個(gè)DNA片段連接起來，形成新的DNA分子。

3.載體的選擇和構(gòu)建

-載體類型：質(zhì)粒、噬菌體、人工染色體等

-選擇原則：穩(wěn)定性、容量、宿主范圍等

-構(gòu)建方法：酶切、連接、轉(zhuǎn)化等

4.轉(zhuǎn)化的方法和效率

-方法：電轉(zhuǎn)化、化學(xué)轉(zhuǎn)化、脂質(zhì)體介導(dǎo)轉(zhuǎn)化等

-影響因素：DNA濃度、宿主細(xì)胞類型、轉(zhuǎn)化條件等

5.篩選和鑒定重組子的方法

-抗性篩選：利用抗生素篩選具有抗性的重組子

-分子雜交：利用DNA探針檢測重組DNA的存在和位置

-表達(dá)產(chǎn)物分析：檢測重組子中特定基因的表達(dá)產(chǎn)物，如蛋白質(zhì)含量和活性等

6.實(shí)驗(yàn)操作技巧和注意事項(xiàng)

-實(shí)驗(yàn)步驟：酶切、連接、轉(zhuǎn)化、篩選等

-注意事項(xiàng)：操作無菌、避免酶切和連接過程中的DNA降解等

7.倫理和社會(huì)問題

-基因隱私、基因歧視、基因改造等

-科技發(fā)展與社會(huì)責(zé)任課后作業(yè)1.請(qǐng)簡述DNA重組技術(shù)的原理和應(yīng)用范圍。

答案：DNA重組技術(shù)是通過人工方法將外源DNA片段插入到載體DNA中，從而實(shí)現(xiàn)特定DNA片段的克隆和表達(dá)。應(yīng)用范圍包括基因工程、基因治療、基因改良等。

2.請(qǐng)解釋限制酶的作用原理及其在DNA重組技術(shù)中的重要性。

答案：限制酶能夠識(shí)別特定的DNA序列并切割DNA，產(chǎn)生具有粘性末端的DNA片段。在DNA重組技術(shù)中，限制酶的作用是切割目的DNA和載體DNA，以便于連接酶將它們連接起來，形成新的DNA分子。

3.請(qǐng)描述載體的選擇原則和構(gòu)建方法。

答案：載體的選擇原則包括穩(wěn)定性、容量、宿主范圍等。構(gòu)建方法包括酶切、連接、轉(zhuǎn)化等。

4.請(qǐng)解釋轉(zhuǎn)化的方法和效率，以及影響轉(zhuǎn)化效率的因素。

答案：轉(zhuǎn)化方法包括電轉(zhuǎn)化、化學(xué)轉(zhuǎn)化、脂質(zhì)體介導(dǎo)轉(zhuǎn)化等。影響轉(zhuǎn)化效率的因素包括DNA濃度、宿主細(xì)胞類型、轉(zhuǎn)化條件等。

5.請(qǐng)列舉幾種篩選和鑒定重組子的方法，并解釋其原理。

答案：篩選和鑒定重組子的方法包括抗性篩選、分子雜交和表達(dá)產(chǎn)物分析等?？剐院Y選利用抗生素篩選具有抗性的重組子；分子雜交利用DNA探針檢測重組DNA的存在和位置；表達(dá)產(chǎn)物分