高中生物 DAN是主要遺傳物質(zhì)教案 新人教版選修3

1、山東省菏澤一中2014年高中生物 DAN是主要遺傳物質(zhì)教案 新人教版選修3一、設計思想一個充滿思維的課堂才是真正高效的課堂。新課程的設計提出了四個理念，提高生物科學素養(yǎng)，面向全體學生，倡導探究式學習，注重與現(xiàn)實生活的聯(lián)系。在教學實踐中我們發(fā)現(xiàn)，學生普遍存在這樣的問題：1、記不住，2、想不起來，3、不會用。積極開展探究式教學對解決這些問題有著非常重要的作用，為此我設計了一種注重探究，強調(diào)應用的教學模式，有效地提高了課堂教學的效率。二、教材分析1、教材地位本節(jié)課是人教版新課標高中生物選修3現(xiàn)代生物科技專題專題1基因工程中第一節(jié)的內(nèi)容。本專題是在必修2第6章從雜交育種到基因工程基礎上的深入和提升，與

2、必修2模塊中學過的許多知識也都有聯(lián)系。屬于基礎擴展內(nèi)容。2、教學目標知識目標（1）、簡單描述基因工程的概念及目的。（2）、說出DNA重組技術的三個工具及各工具的特點和用途。能力目標：培養(yǎng)學生自己動手制作模型的能力情感目標： 認同基因工程的誕生和發(fā)展離不開理論研究和技術創(chuàng)新3、教學重點（1）DNA 重組技術所需要的三種基本工具的作用；2、教學難點：（1）DNA 重組技術所需要的三種基本工具的作用；（2）基因工程載體需要具備的條件三、教學方法DNA重組技術的三種基本工具及其作用內(nèi)容復雜、抽象。如果采用直白、平淡的方式講解介紹，學生會感到抽象和乏味，不利于調(diào)動學生學習的積極性，也不利于科學素養(yǎng)的全面

3、提高。如果通過創(chuàng)設情境，設置問題讓學生進行自主探究，誘導學生積極參與教學活動，學生的學習熱情和積極性就會被充分調(diào)動起來，從而開啟他們思想的閘門。因此本節(jié)課是以老師講解、啟發(fā)與學生自主探究、合作學習相結合的方式開展教學的。運用這樣的教學方法，既把課堂交給了學生，體現(xiàn)學生的主體作用，也突出了教師在學生的學習過程中的指導者、參與者、合作者的作用。四、 教學過程：（一）、創(chuàng)設情境，引入新課。在這一環(huán)節(jié)中我首先提出幾個設想能否讓植物也發(fā)出螢火蟲般美麗的螢光？能否讓豬體內(nèi)生產(chǎn)出人血蛋白？能否讓細菌產(chǎn)生出人的胰島素、干擾素等珍貴的藥物？創(chuàng)造一種令人心神向往的意境。然后指出把這樣的奇思妙想變?yōu)楝F(xiàn)實的是20世紀

4、70年代興起的高新科技基因工程。那么基因工程這個凝聚著眾多科學家心血的技術到底是怎么進行的呢？從今天開始我們就來揭開這一技術的神秘的面紗。從而引入新課的學習。（二）、步步設問，探究學習在這一環(huán)節(jié)中，我先介紹了我國科學家培育抗蟲棉的材料，然后發(fā)給每個學生兩個寫有堿基序列的紙條，指出：假若一個是含有某種藥物蛋白基因的DNA ，另一個是棉花的DNA。要進行基因工程的操作實現(xiàn)體外基因的重組然后導入受體細胞，需要準備一些什么樣的工具呢？然后讓學生閱讀課本找到答案。實現(xiàn)這一操作過程至少需要三種工具：一是限制酶；二是DNA連接酶；三是運載體。那么這幾種工具各有什么樣的作用呢？接著開始進入第一部分的教學。1.

5、 “分子手術刀”限制酶。（板書）這部分內(nèi)容的教學中，我通過設置學生關心的問題“限制酶從哪里尋找”，誘導學生聯(lián)想從前學過的內(nèi)容噬菌體侵染細菌的實驗，進而認識到細菌等單細胞生物容易受到自然界外源DNA的入侵。進一步提出問題：這類原核生物之所以能長期生存而不絕滅，會有什么保護機制呢？誘導學生產(chǎn)生“可能是有什么酶來切割外源DNA，而使之失效，達到保護自身的目的”。這樣就將書中直白的“這類酶主要是從原核生物中分離純化出來”的寫法，變成了一個自主探索的思想活動。有效地讓思維充滿課堂，讓學習成為一個發(fā)現(xiàn)的過程。下面是引導探究的過程：師：關于限制酶人們最關心的可能是這種工具酶到哪里去尋找。我們不妨從以往學過的

6、知識談起，自然界中有各種生物，它們所處的環(huán)境不是真空，一些生物的DNA可能進入另一種生物的細胞中。對于這種可能性，同學們可用什么實例來說明？生：噬菌體侵染細菌的實驗。師：那么現(xiàn)存的生物為什么沒有在長期的進化過程中被外源DNA的入侵而絕滅，仍能保持相對穩(wěn)定的狀態(tài)呢？生：生物體都有各自的保護機制，如動物有免疫系統(tǒng)，植物有具有保護作用的組織、器官。師：那么作為單細胞的生物來講，沒有那么復雜的結構和系統(tǒng)，它如何來抵抗入侵的外源DNA，保護自身呢？生：只有讓外來的DNA失效，才能保護自身。師：那么怎樣才能讓DNA失效？生：用DNA酶，因為在必修課本中學過。師：用DNA酶，那么生物自身的DNA不也要失效了

7、嗎？生：可能有一種特殊的酶，能切割外來的DNA，而對自身不切割。師：根據(jù)你們的分析可知，這種酶可能是一種不同于DNA酶的、我們還沒有認識的酶。那么我們應該從哪里尋找這種酶呢？生：到單細胞的生物中去找。師：科學家的基本意向也和同學們一樣。單細胞生物比多細胞生物更容易受到外源DNA的侵入。在長期的進化過程中，使其必須有處理外源DNA的酶?？茖W家們經(jīng)過不懈的努力，終于從原核生物中分離純化出這種酶，叫做限制酶。迄今已從近300種微生物中分離出4 000種限制酶。這種酶與我們以前知道的DNA酶的作用是不同的。然后讓學生看書，并通過討論得出限制酶的作用。它們能夠識別雙鏈DNA分子的某種特定核苷酸序列，并且

8、使每一條鏈中特定部位的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開。通過討論讓學生體會限制酶能識別的序列有什么特點。它是如何對DNA進行切割的，切割的位置是哪里，切口有什么特點，并進一步思考與討論下列問題：1、要想獲得某個特定性狀的基因必須要用限制酶切幾個切口？可產(chǎn)生幾個黏性末端？2、如果把兩種來源不同的DNA用同一種限制酶來切割，結果會怎樣呢？討論后接著提出新的問題：切割下來的DNA片斷還需要接到運載體上去，還要靠另一種工具DNA連接酶來實現(xiàn)，那么DNA連接酶又是怎么把DNA連接起來的呢？由此引入對DNA連接酶的學習。2. “分子縫合針”DNA連接酶。（板書）這一環(huán)節(jié)中我先讓學生閱讀課本，并討論下面的幾個

9、問題，之后提出連接酶與聚合酶有什么區(qū)別與聯(lián)系，引導學生復習以前的知識，使學生認識到DNA連接酶是將雙鏈的DNA片段連接起來，而DNA聚合酶則是將一個個脫氧核苷酸連接起來。從而加強了前后知識的聯(lián)系，加深了學生對酶的專一性的認識簡單小結上述問題后我進一步提出問題：單純的DNA片段是很難導入受體細胞的，所以切割下來的目的基因?qū)胧荏w細胞就需要有一個“分子運輸車”幫助。那么這個運輸車應該具備什么樣的特點呢？3. “分子運輸車”基因進入受體細胞的載體。（板書）在這個學習過程中我通過提出以下幾問題引導學生探究作為運輸工具必須具備的條件。1.假如目的基因?qū)胧荏w細胞后不能復制將怎樣？2.作為載體沒有切割位點

10、將怎樣？3.目的基因是否進入受體細胞，你如何去察覺？4.如果載體對受體細胞有害將怎樣？通過分組討論使學生認識到1.導入受體細胞的目的基因不能復制，將在細胞增殖中丟失。2.載體沒有切割位點，外源的目的基因不可能插入。3.如果載體上有遺傳標記基因，這樣，在載體進入受體細胞后，就可通過標記基因的表達來檢測。4.載體對受體有害，將影響受體細胞新陳代謝，進而使轉(zhuǎn)入的目的基因也無立足之地。最后得出作為運輸工具必須具備的條件有以下幾個。1. 能自我復制； 2. 有切割位點；3. 有遺傳標記基因； 4. 對受體細胞無害。然后展示圖片和學生一起認識最常見的運載體-細菌質(zhì)粒找出剛才歸納的幾個條件的具體體現(xiàn)。找到“

11、復制原點”說明質(zhì)粒能復制并能帶著插入的目的基因一起復制。找到“目的基因的插入位點”說明質(zhì)粒有切割位點。找到“氨芐青霉素抗性基因”說明有標記基因的存在，將來可用含青霉素的培養(yǎng)基鑒別。（三）、模擬操作，鞏固升華知識學習結束后我發(fā)給學生剪刀和膠帶讓學生模擬操作DNA的剪切與拼接并思考相關問題加深對所學知識的理解。（四）、強化訓練，注重應用最后我通過精選習題，讓學生進行課上及課下的訓練，及時鞏固本節(jié)課的重難點知識。然后總結本節(jié)課的主要內(nèi)容結束學習。五、教后反思本節(jié)內(nèi)容主要是介紹DNA重組技術的三種基本工具及其作用，內(nèi)容復雜、抽象不好理解。通過設置問題情境讓學生進行自主探究，引導學生積極參與教學活動，尤

12、其是模擬操作的引入使得學生的學習熱情和積極性被充分調(diào)動起來，從而開啟了他們思想的閘門，收到了良好的教學效果。 1.2基因工程的基本操作程序一. 教材分析 基因工程的基本操作程序是人教版選修3專題1基因工程中第2節(jié)內(nèi)容，本節(jié)是基因工程專題的核心，上承DNA重組技術的基本工具一節(jié)，下接基因工程的應用。對于基因工程，學生接觸得很少，文字描述中會感到抽象，為此，教材中采用形象化得呈現(xiàn)方式簡述了基因工程基本操作程序的四個步驟。例如，基因文庫中把基因組文庫比作國家圖書館，而把cDNA文庫比作某市圖書館，這樣便于學生理解和掌握。此外，在教材處理中還呈現(xiàn)主干，割舍枝杈，將非主干內(nèi)容以生物技術資料卡、拓展視野等

13、方式呈現(xiàn)，做到有主有次?！?】二. 學情分析學生經(jīng)過上一節(jié)的學習已經(jīng)掌握DNA重組技術所需三種基本工具的作用及基因工程載體所需條件等知識，具備學習基因工程的基本操作程序一節(jié)的基礎；而且經(jīng)過一年必修教材的學習，學生的生物基礎知識較扎實，思維的目的性、連續(xù)性和邏輯性已初步建立。但基因工程一節(jié)對學生來說難點較多，如果處理不好，會變成簡單的死記硬背。因此在教學過程中，應在教師引導下適時加強學生解決問題和運用概念圖等生物學語言歸納結論等方面的能力。三. 教學目標3.1 知識目標簡述基礎理論研究和技術進步催化了基因工程簡述基因工程的原理和基本步驟3.2 能力目標學會運用概念圖總結基因工程的基本步驟及方法嘗

14、試運用基因工程原理，提出解決某一實際問題的方案3.3 情感態(tài)度與價值觀關注基因工程的發(fā)展認同基因工程的應用促進生產(chǎn)力的提高四. 教學重點與難點4.1 教學重點 基因工程基本操作程序的四個步驟4.2 教學難點從基因文庫中獲取目的基因利用PCR技術擴增目的基因五.教學整體思路采用從“整體-部分-整體”的教學思路，首先引用基因工程案例使學生從整體上了解基因工程的四個步驟，其次采用分步探究的形式幫助學生理解各個步驟的原理、方法和過程，最后教師引導學生用概念圖將所學的知識從整體上再次整合。【2】六. 教學過程教學環(huán)節(jié) 教師行為 學生活動導入新課1） 出示我國有知識產(chǎn)權的轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的培育圖解2） 質(zhì)疑：

15、轉(zhuǎn)基因抗蟲棉培育的四個關鍵步驟3） 根據(jù)學生回答補充還需檢測抗蟲基因是否已經(jīng)進入棉花植株，并由此引出基因工程的四部曲看圖并回答：首先要獲得目的基因，其次將目的基因連接到Ti質(zhì)粒上，再次將重組的Ti質(zhì)粒導入受體細胞，最后要重建轉(zhuǎn)基因植物目的基因的獲取教學環(huán)節(jié)目的基因的獲取1） 提問轉(zhuǎn)基因抗蟲棉培育需要哪些工具2） 講授目的基因的概念3） 指導學生看書并質(zhì)疑：獲取目的基因總的來說有哪兩種方式4） 根據(jù)學生回答強調(diào)如果已知抗蟲基因核苷酸序列且序列較短小，可通過DNA合成儀直接進行人工合成5） 質(zhì)疑：如果對抗蟲基因的堿基序列完全不知，怎樣才能得到蘇云金芽孢桿菌體內(nèi)的抗蟲基因6） 針對學生回答引出基因文

16、庫概念7） 指導學生看圖并歸納構建基因文庫時的操作條件、應用工具和過程8） 對學生回答給與肯定并強調(diào)構建基因組文庫時應注意兩點：1 每個受體菌DNA分子都包含一段不同的外源DNA片段；2 本方法適用于獲取原核細胞的基因9） 指導學生看書，說出部分基因文庫（cDNA）概念10） 教師補充如想知道一種生物在個體發(fā)育不同階段表達基因不同，應構建cDNA文庫11） 指導學生看書，質(zhì)疑：如何構建部分基因文庫12） 引出如果已知抗蟲基因的一部分，則可通過PCR技術擴增目的基因 教師行為13） 指導學生看書質(zhì)疑：PCR技術擴增目的基因需要的條件14） 觀看PCR過程插圖，質(zhì)疑：PCR擴增的過程15） 列表比

17、較利用PCR技術擴增目的基因與細胞內(nèi)DNA復制的異同回憶舊知識并回答看書并回答：從自然界已有的物種中分離和人工合成思考并回答：先獲取蘇云金芽孢桿菌的全部基因，再從中提取抗蟲基因思考并回答：操作條件：對目的基因序列未知應用工具：限制性內(nèi)切酶、DNA連接酶、載體過程：從基因組中提取DNA酶切、純化與載體連接侵染大腸桿菌建立基因組文庫看書并回答：只包含一種生物部分基因的文庫看書并回答：提取某種生物發(fā)育某個時期的mRNA反轉(zhuǎn)錄成互補DNA與載體連接侵染大腸桿菌建立部分基因文庫 學生活動看書并回答：模板、原料、引物、TaqDNA聚合酶討論并回答：變性：9095高溫下雙鏈DNA解鏈成單鏈；退火：5560引

18、物結合到互補DNA鏈；延伸：72Taq酶從引物起始進行互補鏈的合成；第2輪循環(huán)學生獨立完成，教師給予指導基因表達載體的構建1） 引出基因表達載體的構建是基因工程的核心及構建基因表達載體的意義2） 質(zhì)疑：將生物的所有DNA直接導入受體細胞是否可行，如果這樣做，結果怎樣3） 提問：回憶載體需要具備的條件4） 根據(jù)學生回答引出基因表達載體也應具備復制原點、標記基因等條件，進一步明確基因表達載體最終要表達出人類所需的蛋白質(zhì)產(chǎn)物5） 質(zhì)疑：從cDNA文庫中獲取的目的基因沒有啟動子，如果要實現(xiàn)將編碼序列導入受體生物中并成功表達，基因表達載體還需哪些元件6）提問：總結基因表達載體構成，并說明各個元件的作用思

19、考并回答：1 該方法針對性差，完全靠運氣2 不方便檢測，無法確定目的基因是否導入受體細胞討論并回答：啟動子和終止子，它們分別位于目的基因的兩側(cè)思考并回答：復制原點：控制復制起始的位點；抗性基因：檢測目的基因是否導入受體細胞；多個限制酶切點：目的基因插入；啟動子：位于基因首端；是RNA聚合酶識別和結合位點，驅(qū)動基因轉(zhuǎn)錄出mRNA，最終獲得蛋白質(zhì)；終止子：轉(zhuǎn)錄在所需地方停下來將目的基因?qū)胧荏w細胞教學環(huán)節(jié)將目的基因?qū)胧荏w細胞1） 引出轉(zhuǎn)化的概念，并強調(diào)轉(zhuǎn)化的最終目的是目的基因在受體細胞維持穩(wěn)定和表達2） 講授：將目的基因?qū)胫参锛毎腥N方法，其中最常用的是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法3） 引導學生看書，質(zhì)疑：

20、農(nóng)桿菌有何特點 教師行為 4） 引導學生看插圖，概述農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法的過程5） 質(zhì)疑：將目的基因?qū)雱游锛毎械某Ｓ梅椒俺Ｓ玫氖荏w細胞6） 質(zhì)疑：培育轉(zhuǎn)基因動物時，受體細胞能否采用動物體細胞，為何采用受精卵7） 引出原核生物的特點，早期基因工程都用原核生物作受體細胞，質(zhì)疑：目的基因?qū)胛⑸锛毎捎玫姆椒?） 講授：怎樣篩選含外源基因的受體細胞，主要是應用標記基因的插入失活特性，向?qū)W生展示圖，并配以習題看書并回答：1 農(nóng)桿菌生活在土壤中，自然條件下能感染雙子葉植物和裸子植物2 農(nóng)桿菌中Ti質(zhì)粒上的T-DNA可轉(zhuǎn)移至受體細胞，并且整合到受體細胞染色體DNA上 學生活動討論并回答：將目的基因?qū)隩i

21、質(zhì)粒轉(zhuǎn)入農(nóng)桿菌含重組Ti質(zhì)粒的農(nóng)桿菌導入植物細胞植物組織培養(yǎng)轉(zhuǎn)基因植物看書并回答：顯微注射法，受體細胞是受精卵思考并回答：動物體細胞沒有全能性，受精卵全能性高，并且營養(yǎng)物質(zhì)豐富看書并回答：用Ca2+處理制備感受態(tài)細胞聽講并根據(jù)習題理解目的基因的檢測與鑒定1） 質(zhì)疑：用什么方法可以知道抗蟲棉賦予了植物抗蟲特性2） 質(zhì)疑：檢測與鑒定有何不同，基因工程成功的標志（提示學生應用真核生物中心法則思考）3） 引出檢測分為DNA、mRNA和蛋白質(zhì)水平。強調(diào)檢測轉(zhuǎn)基因生物染色體的DNA上是否插入目的基因是目的基因能否在真核生物中穩(wěn)定遺傳的關鍵。4） 指導學生看書，質(zhì)疑：DNA水平上的檢測應用什么方法，探針是什

22、么，如何標記，檢測如何操作5） 根據(jù)學生回答，補充探針還可以用地高辛和生物素標記。質(zhì)疑：DNA分子雜交原理6） 檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄mRNA應用方法，依據(jù)原理7） 質(zhì)疑：用什么方法檢測目的基因是否翻譯出蛋白質(zhì)，原理是什么8）講授：除上述分子水平上的檢測外，還可以應用個體生物學水平的鑒定，如給棉鈴蟲喂食抗蟲棉，看蟲子生活狀況等思考并回答：給棉鈴蟲喂食抗蟲棉，看蟲子生活狀況；檢測抗蟲棉染色體DNA上是否插入目的基因看書并回答：檢測是分子水平上的，而鑒定是個體水平上的。成功標志是表達出人類所需蛋白質(zhì)思考并回答：方法：DNA分子雜交；探針：含有目的基因的單鏈DNA，用放射性同位素標記；步驟：轉(zhuǎn)基因生物

23、提取基因組DNA和探針雜交有雜交帶證明目的基因已插入染色體DNA中思考并回答：堿基互補配對原則思考并回答：轉(zhuǎn)基因生物mRNA與DNA探針雜交；原理：堿基互補配對原則思考并回答：轉(zhuǎn)基因生物提取蛋白質(zhì)（用其作抗原）與抗體反應有雜交帶目的基因已形成蛋白質(zhì)產(chǎn)品；原理：抗原抗體特異性結合整體水平上歸納總結教師引導下，學生討論總結出基因工程的基本操作程序概念圖，在整體上把握知識脈絡 見圖3七.教學反思1） 巧妙布置預習作業(yè)，化“復雜”為“簡約”。由于基因工程內(nèi)容上的“高”與“新”，處理不好，會提高學習難度，令學生視高科技為畏途，致使教學流于形式。所以在課前以學生較為熟悉的轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的培育過程案例為預習作

24、業(yè)，使學生首先從整體上了解基因工程的四個步驟，起到了突破難點及培養(yǎng)自學能力的目的。2）巧妙運用插圖及多媒體技術，化“抽象”為“形象”。對于基因工程，學生接觸得少，只運用文字來教學會感到很抽象。如在講授如何構建基因文庫時，教師會提供一幅非常形象的插圖，結合圖文提出相應問題，誘導學生思考，從而把學習的注意力從簡單的死記硬背引導到分析、批判、創(chuàng)新等有利于學生終身發(fā)展的能力上來。【1】3）巧妙利用概念圖串聯(lián)知識，化“部分”為“整體”。概念不可能單獨存在，每個概念都必須根據(jù)與之有關的其他概念間的關系才能確定其準確的含義。通過分步探討，學生已經(jīng)對基因工程每一步操作的原理、方法和過程做到了理解，但并未從整體

25、上把握到基因工程的全過程，教師可以指導學生構建概念圖，將零散的知識進行歸納，把已掌握的知識顯性化、可視化，實現(xiàn)新課程有效教與學的策略。1.3基因工程的應用一、教學目標：1.知識方面（1）舉例說明基因工程在作物育種、醫(yī)藥生產(chǎn)等方面的作用。（2）簡述基因工程所取得的成果以及發(fā)展前景。2.情感態(tài)度價值觀方面（1）關注轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品的安全性。（2）通過學習了解基因工程的發(fā)展前景及成果，培養(yǎng)理論聯(lián)系實際的良好學風。（3）通過學習了解我國基因工程的發(fā)展前景及成果，激發(fā)學生對于生物知識的興趣，開闊學生的思路，培養(yǎng)學生的愛國主義熱情，樹立在學習上努力刻苦的決心。3.能力方面（1）通過對書中插圖、照片等

26、的觀察，學會科學的觀察方法，培養(yǎng)觀察能力。（2）利用課本以外的資料和信息解決課內(nèi)學習中發(fā)現(xiàn)的問題，從而培養(yǎng)學生自主學習能力，為終身學習、后續(xù)學習打下堅實的基礎。（3）通過對基本概念、基本原理、科學方法的正確理解和掌握，逐步形成比較、判斷、推理、分析、綜合等思維能力，具備運用學到的生物學知識評價和解決某些實際問題的能力。（4）通過引導學生在網(wǎng)上的探究活動，改變學生傳統(tǒng)的學習方式，引導學生主動參與，樂于探究，培養(yǎng)學生收集和處理科學信息的能力、獲取新知識的能力、分析和解決問題的能力及交流與合作的能力。充分培養(yǎng)學生的自主學習能力、探究性學習習慣、社會活動能力及團結協(xié)作精神，并使課本知識得以延伸。二、教

27、學重點難點：1.基因工程的主要步驟2.基因工程的應用3.轉(zhuǎn)基因生物和食品的安全性4.基因工程經(jīng)歷的四個步驟三、教材分析和教學對象分析：第3章中有關DNA的結構、基因的本質(zhì)，第4章中基因指導蛋白質(zhì)的合成等內(nèi)容，是學習本節(jié)的基礎。教材結合實例介紹了基因工程在作物育種、藥物研制、環(huán)境保護等方面的應用，最后將重點放在對轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品安全性的討論上。教材安排了一則“資料分析”，分左右兩欄列舉了兩種對立的觀點，并在每種觀點下都提供了部分資料，為學生展開討論設置了具體環(huán)境。學生已有較長時間的利用各種途徑查找分析及整理資料的實際經(jīng)驗，對互聯(lián)網(wǎng)并不陌生，因此就為本課提供了良好的基礎。學生根據(jù)自己已有的知

28、識和經(jīng)驗，按照“提出問題制定計劃收集整理信息思考與討論表達交流”的步驟進行自主探究式的學習，通過思考提出自己的看法，在與同學討論和交流的基礎上提高自己。四、教學策略及教法設計：前面幾節(jié)書已經(jīng)對遺傳方面的知識有了系統(tǒng)的講述，加上本節(jié)書有大量的素材供學生去探究、討論和思考，在新課標理念下，首先要充分利用課本的資源，鼓勵學生進行探究、討論，為學生提供一個自主學習的機會，增強學生的綜合能力。其次，在學生自主學習的同時教師加以適當?shù)囊龑?，起到畫龍點睛的功效。根據(jù)本節(jié)書的特點，在教學方法上突出學生的主體地位和老師的主導作用，通過適宜的情感激勵，促使學生參與到教學中來，形成一個師生互動、生生互動的良好教學氛

29、圍。搜集有關的文字、圖片、音像等資料制作教師多媒體課件。利用網(wǎng)絡環(huán)境進行信息化教學。五、教學過程：教學程序教師活動學生活動設計意圖復習提問高二（1）班學生，基因工程需要哪些專門的工具。剪刀（限制酶）、針線（連接酶）、運載體（質(zhì)粒、噬菌體、動植物病毒等）復習所學內(nèi)容導入承接上節(jié)課知識點，介紹本章節(jié)重點、關鍵詞了解本章節(jié)重點，及關鍵詞，形成初步知識主線對后面知識學習起到承前啟后的作用，并引起后期學習的記憶喚起。知識點引入問題：“基因工程要經(jīng)歷哪些步驟？”觀看視頻，通過介紹抗除草劑水稻的產(chǎn)生過程，了解基因工程有哪些步驟。觀看，并總結讓學生自己學會觀察，整理知識，總結規(guī)律。提問“基因工程主要經(jīng)歷哪些步

30、驟”？回答總結規(guī)律知識點詳解：基因工程經(jīng)歷的主要步驟播放“基因工程主要步驟”動畫，詳解基因工程的主要步驟：1. 提取目的基因2. 目的基因與運載體結合3. 將目的基因?qū)胧荏w細胞4. 目的基因的檢測和表達學習，思考，記憶，理解。了解基因工程經(jīng)過的主要步驟。理解，分析各步驟之間的關系。同時在腦海中形成完整的基因工程流程?；顒蛹訌妼蚬こ滩襟E的理解通過手頭上的材料，剪刀、玻璃瓶，寫有堿基對的紙條進行手工制作，模擬基因工程。動手制作加深對基因工程步驟的理解。點評點評學生手工制作結果，同時復習基因工程步驟。聽課，回憶基因工程步驟分析自己手工制作結果，深刻理解基因工程步驟知識點講解：基因工程的應用舉例

31、講解基因工程的應用 1. 作物育種 （說明基因工程的相對傳統(tǒng)育種的優(yōu)勢）2. 醫(yī)藥研制3. 環(huán)境保護思考，討論、理解加深對基因工程的感性認識，了解基因工程對現(xiàn)代生活起到的重要作用。小結1. 基因工程的主要步驟有哪些？2. 基因工程有哪些方面的應用？回憶、思考復習所學知識知識點提高提出問題提問：你認為轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的安全嗎？做出自己的判斷綜合所學知識，聯(lián)系生活實際，提高生物素養(yǎng)辯論正方： 轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品是安全的，應大力推廣反方：轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品不安全，應嚴加控制準備材料，構思，辯論利用辯論串聯(lián)本章節(jié)知識點，加深對基因工程的理性認識，提高學生分析問題能力，培養(yǎng)辯證思維。總結學生互評，評價

32、雙方?？偨Y辯論結果。介紹現(xiàn)在國內(nèi)對待基因產(chǎn)物的管理情況。學習，互評。思考如何正確對待轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品。對學生表現(xiàn)做出評價，同時指導學生如何正確認識基因工程。六、板書設計：基因工程的應用：農(nóng)業(yè)上的應用：獲得高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和具有優(yōu)良品質(zhì)的農(nóng)作物培育具有各種抗逆性的作物新品種 畜牧業(yè)上的應用: 培育出具有各種優(yōu)良性狀的動物利用動物乳腺細胞獲得人類需要的多種物質(zhì)食品工業(yè)上的應用:為人類開辟新的食物來源 醫(yī)藥衛(wèi)生方面的應用: 生產(chǎn)基因工程藥物用于基因診斷、基因治療環(huán)境保護方面的應用：用于環(huán)境監(jiān)測 用于凈化被污染的環(huán)境關注轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品的安全性七、教學反思：由于學生積極參與收集資料和討論，學生對知識掌握較好

33、；同時通過辯論這種形式使教學真正的做到了學生主體和教師主導的思想，體現(xiàn)了新課改要求的探究合作學習精神。但是，這種課堂要求教師很強的組織能力和駕馭能力，對知識掌握要全面并且要具有一定的應變能力。1.4蛋白質(zhì)工程的崛起一、 教學目標的確定蛋白質(zhì)工程的誕生是有其理論與技術條件支撐的，正如課本中開頭描述的，它是隨著分子生物學、晶體學以及計算機技術的迅猛發(fā)展而誕生的，也與基因組學、蛋白質(zhì)組學、生物信息學的發(fā)展等因素有關（本書“前沿動態(tài)”中有簡要介紹）。蛋白質(zhì)工程目前的現(xiàn)狀：成功的例子不多，主要是因為蛋白質(zhì)發(fā)揮其功能需要依賴于正確的空間結構，而科學家目前對大多數(shù)蛋白質(zhì)的空間結構了解很少。這樣學習，可以使學

34、生認識到科學探索之路的漫長、艱辛和永無止境。學生在必修課中已學習過中心法則及蛋白質(zhì)具有復雜的空間結構等知識。這是學習新知識的基礎。既然蛋白質(zhì)的功能是由DNA決定的，那么要制造出新的蛋白質(zhì)，就要改造DNA。所以蛋白質(zhì)工程的原理應該是中心法則的逆推。結合課本中插圖，可以較明確地說明這一點。教學目標：1.舉例說出蛋白質(zhì)工程崛起的緣由。2.簡述蛋白質(zhì)工程的原理。3.嘗試運用逆向思維分析和解決問題。教學重點：（1）為什么要開展蛋白質(zhì)工程的研究？（2）蛋白質(zhì)工程的原理。教學難點：蛋白質(zhì)工程的原理。教學方法：采用“問題探究新問題再探究”的教學模式。二、教學設計思路新課一開始，可以帶領學生回憶原有知識：要想讓

35、一種生物的性狀在另一種生物中表達，在種內(nèi)可以用常規(guī)雜交育種的辦法實現(xiàn)，但要使有生殖隔離的種間生物實現(xiàn)基因交流，就顯得力不從心了?；蚬こ痰恼Q生，為克服這一遠緣雜交的障礙問題，帶來了新的希望。于是取得了豐碩成果：大腸桿菌為人類生產(chǎn)出了胰島素，牛的乳腺生物反應器為人類制造出了蛋白質(zhì)類藥物，煙草植物體內(nèi)含有了某種藥物蛋白至此，人們也只是實現(xiàn)了世界上現(xiàn)有基因在轉(zhuǎn)基因生物中的表達。但一個新問題出現(xiàn)了，生物產(chǎn)生的天然蛋白質(zhì)是在長期進化過程中形成的，它的結構、性能不能完全滿足人類生產(chǎn)和生活的需要。為了加深這一點的認識，可調(diào)動學生從書中找實例（干擾素例子、工業(yè)用酶的例子）加以佐證。于是要對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進行改造，

36、制造出目前從天然蛋白質(zhì)中找不到的蛋白質(zhì)。這樣人們又開始了新一輪的探索，蛋白質(zhì)工程應運而生了。本節(jié)內(nèi)容實驗操作部分共1課時，發(fā)酵部分在課下時間完成。三、教學實施的程序教學過程教學內(nèi)容教學手段預期目標1創(chuàng)設情景，引入對蛋白質(zhì)工程崛起的學習。師：根據(jù)前面所學內(nèi)容，試概括說出基因工程解決了哪些生活、生產(chǎn)中難以解決的問題。生：基因工程可以生產(chǎn)人類需要的藥物，如胰島素、干擾素等，我們吃的，使 某些食品如番茄、土豆等農(nóng)業(yè)中的抗蟲棉、抗病毒煙草等，上述產(chǎn)品有些是常規(guī)方法難以生 產(chǎn)或者生產(chǎn)成本過高 。 師：基因工程的實質(zhì)是將一種生物的基因轉(zhuǎn)移到另一種生物體內(nèi)，使后者產(chǎn)生它本身不能 產(chǎn)生的蛋白質(zhì)，進而表現(xiàn)出新的性

37、狀。但基因工程，人們也只是實現(xiàn)了世界上現(xiàn)有基因在 轉(zhuǎn)基因生物中的表達。即基因工程在原則上只能生產(chǎn)自然界已存在的蛋白質(zhì)。一個新問題出現(xiàn)了，生物產(chǎn)生的天然蛋白質(zhì)是在長期進化過程中形成的，它的結構、性能不能完全滿足人類生產(chǎn)和生活的需要。我們該怎么辦？生：對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進行定向改造，以滿足人類的生產(chǎn)和生活需要。學生討論贊揚也是教育的一種方式。舉例聯(lián)系舊知識使學生回憶基因工程的有關內(nèi)容。引起學生對蛋白質(zhì)工程的感性認識。2學習“蛋白質(zhì)工程的崛起的緣由”師：大家都知道“人類基因組計劃”，那么你們知道國際人類蛋白質(zhì)組計劃嗎？它與蛋白質(zhì)工程有什么關系？師：人類蛋白質(zhì)組計劃是繼人類基因組計劃后，生命科學乃至自然科學

38、領域一項重大的科學命題。2001年國際人類蛋白質(zhì)組組織宣告成立。2003年該組織正式提出啟動了兩項重大國際合作行動：一項是由中國科學家牽頭執(zhí)行的“人類肝臟蛋白質(zhì)組計劃”；另一項是以美國科學家牽頭執(zhí)行的“人類蛋白質(zhì)組計劃”，由此拉開了蛋白質(zhì)組計劃的帷幕。師：通過上面的學習我們已經(jīng)大概了解了蛋白質(zhì)工程崛起的理由。生：基因工程在原則上只能生產(chǎn)自然界已存在的蛋白質(zhì)，這些蛋白質(zhì)卻不一定完全符合人類生產(chǎn)和生活的需要。師：歸納的很好！我們剛才提到的干擾素在體外保存相當困難，如果將其分子上的一個半胱氨酸變成絲氨酸，那么在70度的條件下可以保存半年。師：對天然蛋白質(zhì)進行改造，你認為應該直接對蛋白質(zhì)分子進行操作，

39、還是通過對基因的操作來實現(xiàn)？生：通過對基因的操作來實現(xiàn)，因為基因決定蛋白質(zhì)的合成。介紹一些比較前沿的知識。這部分知識較新，學生了解的較少，一教師講述為主。學生歸納及時鼓勵學生。學生討論進一步激發(fā)學生學習本節(jié)內(nèi)容的興趣。使學生認識到我國科學技術的迅猛發(fā)展。培養(yǎng)學生的歸納能力。提出問題，誘導思考，解決困難。3學習“蛋白質(zhì)工程的基本原理”師：下面讓我們一起來回憶一下生物體內(nèi)的蛋白質(zhì)合成的過程。生：基因mRNA形成氨基酸序列的多肽鏈 盤曲折疊成有一定空間結構的蛋白質(zhì) 行使生物功能師：同學們說的對！但蛋白質(zhì)工程卻與之相反，它的基本途徑是什么呢？生：從預期的蛋白質(zhì)功能出發(fā) 設計預期的蛋白質(zhì)結構 推測應有的

40、氨基酸序列 找到相應的脫氧核苷酸序列（基因）師：下面我們利用蛋白質(zhì)工程原理來解決課本27頁討。論題。生：丙氨酸色氨酸賴氨酸甲硫氨酸苯丙氨酸mRNA：GCU(或C或A或G)UGGAAA（或G）AUGUUU（或C）DNA的一條鏈：CGA（或G或T或C）ACCTTT（或C）TACAAA（或G） 確定了基因的堿基序列后，就可以根據(jù)人類的需要改造它，通過人工合成的方法或從基因庫中獲取。師：回答的很好 。通過以上的討論我們來總結一下什么是蛋白質(zhì)工程。生：蛋白質(zhì)工程是指以蛋白質(zhì)分子的結構規(guī)律及其與生物功能的關系作為基礎，通過基因修飾或基因合成，對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進行改造，或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類的生產(chǎn)和生

41、活的需求。師：基于以上蛋白質(zhì)工程的原理，能不能根據(jù)人類需要的蛋白質(zhì)的結構設計相應的基因，導入適合的細菌中，讓細菌生產(chǎn)人類需要的蛋白質(zhì)食品呢？學生討論。讓文字與插圖結合，使抽象的文字在直觀的插圖中得以體現(xiàn)。 培養(yǎng)學生的逆向思維能力在解決問題中加強對基礎知識的深層次理解。解決本節(jié)課的難點培養(yǎng)學生的歸納能力。培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維能力。4學習“蛋白質(zhì)工程的進展和前景”師：蛋白質(zhì)工程取得的進展向人們展示了誘人的前景。 1、在生物工程制藥領域、蛋白質(zhì)工程有著廣泛的應用。例如修改與胰島素分子間整合作用有關的表面殘基使其更容易解離成有活性的單體分子，從而使這種胰島素成為速效型藥物。制備生長鼠人嵌合抗體減少因機體

42、高度過敏而引起的副作用。2、蛋白質(zhì)工程可通過改造酶的結構，有目的地提高酶的熱穩(wěn)定性。3.生物和材料科學家正積極探索將蛋白質(zhì)工程應用于微電子方面。 異想天開 能不能根據(jù)人類需要的蛋白質(zhì)的結構，設計相應的 基因，導入合適的細菌中，讓細菌生產(chǎn)人類所需要的蛋白質(zhì)食品呢？師：為什么說蛋白質(zhì)工程是一項認識科學探索難度很大的工程？目前要設計出之路永無止境更加符合人類需要的蛋白質(zhì)還需經(jīng)過艱辛的探索和努力？生：主要是蛋白質(zhì)的高級結構非常復雜，人類對蛋白質(zhì)的高級結構和在生物體內(nèi)如何行使功能知之甚少。很難設計出一個嶄新而具有生命功能作用的蛋白質(zhì)，而且一個嶄新的蛋白質(zhì)會帶來什么危害也是人們所擔心的。學生看書。學生討論

43、讓學生認識到科學探究之路的漫長、艱辛和永無止境。當堂鞏固1.蛋白質(zhì)工程操作程序的基本思路與基因工程有什么不同？解決本課的難點5作業(yè)完成“思考與探究”課內(nèi)與課外結合。四、教學反思積極思維思辯是最能鍛煉學生的學習能力、思維能力和合作學習的能力。通過蛋白質(zhì)工程崛起一課的開展，使學生學習到了在課堂教學中所不能學到的東西，同時也是對學生能力的一個檢測。教師在教學過程中，指導學生加強與已有知識的聯(lián)系，用逆向思維的方法解決新問題，把課堂的大部分時間還給學生，讓學生通過學生自己閱讀、觀察、討論來構建，自主構建出自己所思所想。如，對于如何將基因工程和蛋白質(zhì)工程有效進行聯(lián)系，最好可以指導學生進行如下歸納：基因工程

44、是遵循中心法則，從DNAmRNA蛋白質(zhì)折疊產(chǎn)生功能，基本上是生產(chǎn)出自然界已有的蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)工程是按照以下思路進行的：確定蛋白質(zhì)的功能蛋白質(zhì)應有的高級結構蛋白質(zhì)應具備的折疊狀態(tài)應有的氨基酸序列應有的堿基排列，可以創(chuàng)造自然界不存在的蛋白質(zhì)。通過本課題的探究與實踐，這能使他們對新的知識充滿好奇，促使他們積極的投入到學習中去，通過學習來解決生活中的實際問題，這對于學生的某些能力的鍛煉是很有好處的。2.1植物細胞工程的基本技術一、教學目標1. 簡述植物組織培養(yǎng)和植物體細胞雜交技術。2. 列舉植物細胞工程的實際應用。3. 嘗試進行植物組織培養(yǎng)。情感態(tài)度和價值觀體驗植物組織培養(yǎng)技術能力方面嘗試植物組織培養(yǎng)

45、技術二、教學重點和難點1.教學重點（1） 植物組織培養(yǎng)的原理和過程。（2） 植物體細胞雜交的原理。（3） 植物細胞工程應用的實例。2.教學難點植物組織培養(yǎng)的實驗三、教學策略本節(jié)教材內(nèi)容對學生來說，雖說在必修模塊中學了一些細胞的知識，但仍然是一個新的領域，學習起來有一定的困難。教師可采用講授為主結合討論的方法。四、教學手段錄像、軟件。五、教學過程教學過程1、課前預習，布置預習作業(yè)2、創(chuàng)設情境引入新課3、學習新課植物細胞工程的基本技 術（1） 細胞的全能性a定義b原因c植物細胞表現(xiàn)出全能性的必要條件教學過程（2）植物細胞工程的基本技術細胞脫分化a概念b實質(zhì)c結果教學過程植物細胞工程的基本技術的流程

46、圖脫分化處理的必要（3）植物體細胞雜交技術植物體細胞雜交技術概念教學過程過程1去除細胞壁過程2誘導原生質(zhì)體融合a是關鍵環(huán)節(jié)b人工誘導方法:物理： 離心.振動.電激?；瘜W:聚乙二醇(PFG)作誘導劑c植物體細胞雜交技術的流程圖植物體細胞雜交技術的意義4、總結新學知識5、布置作業(yè)教學內(nèi)容生：1請分別理出細胞全能性和植物組織培養(yǎng)的知識結構和層次。2對高一必修課中與上述兩知識點有關的內(nèi)容進行全面、充分地復習。3找出新舊知識之間的聯(lián)系與區(qū)別。師：引導學生觀看專題的首頁的三幅圖，題圖的愚意是表明細胞工程是在細胞水平的操作，它包含植物細胞工程和動物細胞工程等方面。在章引言中通過列舉細胞工程的應用，把學生帶進

47、細胞工程的科技領域。引導學生總結細胞工程的概念。師：細胞工程是指應用細胞生物學和分子生物學的原理和方法，通過細胞水平或細胞器水平上的操作，在細胞整體水平或細胞器水平，按照人們的意愿來改變細胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)或獲得細胞產(chǎn)品的一門綜合科學技術。根據(jù)操作對象的不同，可分為植物細胞工程和動物細胞工程兩大領域。師：為什么植物的一個花瓣就可以培育出完整的植株呢？生：細胞的全能性師：對，是細胞的全能性，我們一起把細胞的全能性知識復習起來師：投影顯示質(zhì)疑問題。1、什么是細胞的全能性？表現(xiàn)全能性的條件？2、為什么運用植物組織培養(yǎng)技術能把植物離體器官、組織或細胞培養(yǎng)成完整植物體？3、克隆羊“多莉”的誕生說明了什么？4

48、、生物體內(nèi)的細胞為什么沒有表現(xiàn)出全能性，而是分化成不同的組織器官？對于問題4：教師啟發(fā)學生將題目讀懂弄透，對新舊知識進行必要的加工和整合，再得出結論2、為什么運用植物組織培養(yǎng)技術能把植物離體器官、組織或細胞培養(yǎng)成完整植物體？生：細胞的全能性：師：何為細胞的全能性？生：已分化的細胞仍然具有發(fā)育成完整個體的潛能。師：為什么已分化的細胞仍然具有發(fā)育教學內(nèi)容成完整個體的潛能生：原因：生物體的每一個細胞都含有本物種的全套遺傳物質(zhì)，都有發(fā)育成完整個體的全套基因。師：回答得很好師：植物細胞表現(xiàn)出全能性的必要條件是什么？生：植物細胞表現(xiàn)出全能性的必要條件：離體、提供營養(yǎng)物質(zhì)、激素及其他適宜條件。3、克隆羊“多

49、莉”的誕生說明了什么？師：動物細胞隨著細胞分化程度的提高而逐漸受到限制，分化潛能變窄，這是指整體細胞而言。（細胞核，它含有保持物種遺傳性所需的全套基因，而且并沒有因細胞分化而丟失基因，因此高度分化細胞的細胞核仍具有全能性）4、生物體內(nèi)的細胞為什么沒有表現(xiàn)出全能性，而是分化成不同的組織器官？師：在生物體內(nèi)，由于基因的選擇性表達，細胞不能表現(xiàn)出全能性，而是分化成為不同的組織器官。師：如何把植物的一個花瓣就可以培育出完整的植株呢？生：植物細胞工程的基本技術生：概括其過程：離體的植物器官，組織或細胞脫分化形成愈傷組織，再分化根、芽，最終形成植物師：脫分化的概念是什么？師：脫分化的概念：分化的細胞經(jīng)誘導后，失去特有的結構功能轉(zhuǎn)變成末分化的細胞的過實程。實質(zhì)：是恢復細胞的全能性的過程（脫去細胞分化）師：脫分化的結果是什么？生：形成愈傷組織師：下面學生根據(jù)植物細胞工程的基本技術的過程討論書本上的討論生：回答書本討論1，2，3生：討論題1植物組織培養(yǎng)中用到的培養(yǎng)基含有豐富的營養(yǎng)成分，有利于培養(yǎng)物的生長，然而各種雜菌同樣也可以在上面迅速生長，所以植物組織培養(yǎng)過程中污染現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生。培養(yǎng)基一旦被污染，迅速生長的各種雜菌不但會和培養(yǎng)物爭奪營養(yǎng)，而且這些雜菌生長的過程中會生成大量對培養(yǎng)物有害的物質(zhì)，導教學內(nèi)容致培養(yǎng)物迅速死亡。師：回答很好生：胡蘿卜