高中生物12《基因基本操作程序-基因表達(dá)載體的構(gòu)建》教學(xué)設(shè)計(jì)高二生物教案

【“基因表達(dá)載體的建立”】之小船創(chuàng)作章節(jié)名稱教材剖析學(xué)情剖析教課目的

人教版一般高中選修3現(xiàn)代生物科技專題專題11.2“基因工程的基本操作程序”（一）教材簡析人教版高中《生物(選修3)現(xiàn)代生物科技專題》專題1中的“基因表達(dá)載體的建立”，是基因工程的基本操作程序中的第二步，也是基因工程的核心，與《一般高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)》中對(duì)于基因工程方面的詳細(xì)內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)之“簡述基因工程的原理及技術(shù)”相一致。在福建省高考的《考試說明》中屬于理解層次，要修業(yè)生能在較復(fù)雜的情境中綜合運(yùn)用其進(jìn)行剖析、判斷和推理。（二）教材的地位和作用基因工程的基本操作程序?qū)ｎ}1基因工程的重中之重，是本專題的核心，是高考和省市質(zhì)檢的要點(diǎn)和難點(diǎn)。而本節(jié)課“基因表達(dá)載體的建立”是基因工程的核心。該節(jié)內(nèi)容上承DNA重組技術(shù)的基本工具，下接基因工程操作程序第3、4步以及基因工程的應(yīng)用，統(tǒng)覽全冊(cè)，與本節(jié)內(nèi)容有關(guān)的章節(jié)好多，所以學(xué)會(huì)、學(xué)好本節(jié)內(nèi)容直接關(guān)系后邊的學(xué)習(xí)。（三）教課整體目標(biāo)剖析基因表達(dá)載體的建立過程，因?yàn)槭荄NA分子水平的操作，學(xué)生難以獲取感性認(rèn)識(shí)。而該內(nèi)容波及的限制酶的選擇和挑選以及標(biāo)志基因的作用等成為了考試的熱門內(nèi)容，但學(xué)生在解答過程中廣泛反應(yīng)難。致使學(xué)生疑惑的主要原由是教師在教課過程中常常逗留在基因工程的理想化的簡要步驟的層面上，而重組質(zhì)粒的形成、特色、表達(dá)、挑選等核心問題論述不足。高中階段的生物教課不是培育學(xué)科專家，而要著力于提升學(xué)生的科學(xué)修養(yǎng)。所以在本節(jié)課的設(shè)計(jì)中，經(jīng)過一個(gè)詳細(xì)的理論研究情境，鑒于微課的先學(xué)后教，利用紙質(zhì)模型體驗(yàn)?zāi)康幕蚺c運(yùn)載體聯(lián)合建立表達(dá)載體的過程。這樣，學(xué)生的學(xué)習(xí)就不再是簡單的知識(shí)記憶，而是對(duì)重要觀點(diǎn)的建立，以期培育和發(fā)展他們的思想能力。課前學(xué)生已經(jīng)經(jīng)過微課學(xué)習(xí)了“基因表達(dá)載體的建立”的必需性。經(jīng)過復(fù)習(xí)基因的表達(dá)，說明啟動(dòng)子與目的基因表達(dá)的方向一定一致；以抗氨芐青霉素基因?yàn)槔寣W(xué)生對(duì)挑選有個(gè)感性的認(rèn)識(shí)。所以，課前學(xué)生對(duì)基因表達(dá)載體的建立有了整體上的認(rèn)識(shí)。經(jīng)過“DNA重組技術(shù)的基本工具”的學(xué)習(xí)和模擬了“單酶切”及“DNA連結(jié)”2種反響系統(tǒng)，學(xué)生對(duì)限制酶、DNA連結(jié)酶這些工具的作用有了初步的認(rèn)識(shí)。鑒于已有的認(rèn)知，學(xué)生更樂于從自己制作的模型中發(fā)現(xiàn)新問題，再進(jìn)一步著手解決問題，完美模型，建立表達(dá)載體，化抽象為直觀，真實(shí)做到知識(shí)的內(nèi)化和舉一反三。1、論述建立基因表達(dá)載體的必需性和基本要求。知識(shí)與技術(shù)2、依據(jù)基因表達(dá)的過程，利用適合的工具酶，建立表達(dá)載體。3、運(yùn)用“插入失活法”、“影印培育法”挑選含有目的基因的受體細(xì)胞。1、經(jīng)過著手操作、小組合作，提升自主學(xué)習(xí)及合作研究的能力。過程與方法2、運(yùn)用微課有關(guān)知識(shí)鋪墊，睜開講堂的深入商討，解決更深層次的問題。1、認(rèn)可在基因工程的出生和發(fā)展過程中，科學(xué)理論和技術(shù)實(shí)踐親密聯(lián)系。2、感情、態(tài)度經(jīng)過體驗(yàn)，學(xué)習(xí)科學(xué)家謹(jǐn)慎的研究過程和仔細(xì)的科學(xué)態(tài)度。與價(jià)值觀論述建立基因表達(dá)載鑒于微課的先學(xué)后教，有了必定的知識(shí)儲(chǔ)教課要點(diǎn)體的必需性和基本要求。備，經(jīng)過講堂的師生互動(dòng)、生生互動(dòng)，學(xué)生運(yùn)用有關(guān)知識(shí)解決更深層次的問題。簡述解決重、難點(diǎn)1、限制酶的選擇。的舉措2、利用標(biāo)志基因挑選受利用紙質(zhì)模型體驗(yàn)?zāi)康幕蚺c運(yùn)載體聯(lián)合教課難點(diǎn)體細(xì)胞。形成重組質(zhì)粒的過程。教課過程教課教師的組織和指引學(xué)生活動(dòng)內(nèi)容（預(yù)設(shè)）基因長度價(jià)錢目的基因≦249bp￥888/個(gè)導(dǎo)入（堿基對(duì)）新課250-750bp￥4/bp領(lǐng)會(huì)基因表達(dá)載體的建立是基因751bp-1500bp￥5/bp工程的核心。PET-32(a)￥800/個(gè)（某種質(zhì)粒）基因工程已發(fā)展了40多年，此刻有特意的生物

設(shè)計(jì)企圖學(xué)生經(jīng)過直觀的價(jià)錢感覺，領(lǐng)會(huì)到資料根源相對(duì)簡單，但價(jià)錢不菲，而基因工程成功率低，明確建立基因表達(dá)載體的重要性。DNA和質(zhì)Sal一、目的基因和運(yùn)載體的連結(jié)

技術(shù)企業(yè)銷售某些目的基因和質(zhì)粒等轉(zhuǎn)基因所需的各樣資料或工具。指引學(xué)生剖析固然方便，但價(jià)錢不菲，后續(xù)導(dǎo)入、檢測(cè)手段也在不停發(fā)展，可是基因工程的成功率比較低，經(jīng)?；剡^頭從頭修飾基因表達(dá)載體來解決問題，可見基因表達(dá)載體的建立是基因工程的核心。目的基因片段自己不可以穩(wěn)固的獨(dú)立遺傳，要選擇適合的載體將其導(dǎo)入受體細(xì)胞，而最常用的運(yùn)載體是質(zhì)粒，質(zhì)粒能否是直接拿來用？在建立基因表達(dá)載體的過程中，第一要選擇合適的限制酶來切割含目的基因的外源DNA和質(zhì)粒，使目的基因和運(yùn)載體能夠連結(jié)上。上節(jié)課學(xué)習(xí)了DNA重組的基本工具，我們模擬了酶切和連結(jié)兩種反響系統(tǒng)，只使用Ⅰ一種限制酶切割含目的基因的外源粒，而后在DNA連結(jié)酶作用下形成重組質(zhì)粒。（見附件1）同學(xué)們用模型的方法推斷實(shí)質(zhì)可能產(chǎn)生的連結(jié)產(chǎn)物有哪幾種？（限于兩個(gè)及兩個(gè)以下片段的連結(jié)）教師評(píng)論并實(shí)時(shí)概括板書為何會(huì)出現(xiàn)這么多種連結(jié)產(chǎn)物呢？各小組挑出本組制作的載體與目的基因連接后的重組質(zhì)粒，相互察看并比較能否有不一樣。

不可以，因?yàn)樽匀唤缰匈|(zhì)粒一般不可以同時(shí)具備所需的各項(xiàng)條件，往常要進(jìn)行人工改造，加入啟動(dòng)子、停止子、標(biāo)志基因等。學(xué)生報(bào)告。①目的基因和目的基因連結(jié)②質(zhì)粒和質(zhì)粒連結(jié)③目的基因和質(zhì)粒連結(jié)④目的基因的自己環(huán)化⑤質(zhì)粒的自己環(huán)化一種限制性核酸內(nèi)切酶切割后產(chǎn)生的黏性尾端只有一種，同樣的黏性尾端之間能夠隨意連結(jié)。學(xué)生經(jīng)過比較，能夠發(fā)現(xiàn)有的小組目的基因插入方向與別組

檢測(cè)微課的學(xué)習(xí)成效。從而發(fā)現(xiàn)目的基因不一樣的插入方向?qū)⒅率钩霈F(xiàn)不一樣的基因產(chǎn)物。實(shí)物投影2種不一樣的連結(jié)方式，設(shè)問：它們有不一樣。最后表達(dá)出的蛋白質(zhì)同樣嗎？啟動(dòng)子位于目的基因的上游，目的基因的反向連結(jié)，使得整個(gè)基因的堿基序列發(fā)生改變，致使轉(zhuǎn)錄出來的mRNA上的密碼子教師提出目的基因的“正向連結(jié)”和“反次序改變，使得翻譯不可以正常進(jìn)向連結(jié)”。行，沒法獲取正常的表達(dá)產(chǎn)物。方向正確了，目的基因能否是就能正確表

模擬科學(xué)家在實(shí)質(zhì)著手操作的過程中發(fā)現(xiàn)問題，激發(fā)學(xué)生學(xué)生的學(xué)習(xí)熱忱。達(dá)呢？二．利用標(biāo)志基基因工程的第三步是把目的基因?qū)胧荏w因挑選含目的細(xì)胞，但我們著手模擬實(shí)質(zhì)產(chǎn)生了這么多種連基因的受體細(xì)接產(chǎn)物，都有可能進(jìn)入受體細(xì)胞（大腸桿菌），

還要依靠于停止子，使RNA聚合酶從DNA上零落，防備產(chǎn)生不用要的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物。目的基因-質(zhì)粒正向連結(jié)。胞但只要要哪一種？怎么挑選？詳細(xì)怎么操作？指引學(xué)生，經(jīng)過逐個(gè)剖析連結(jié)產(chǎn)物上的抗性基因進(jìn)行判斷存活仍是死亡。進(jìn)一步剖析，有沒有更好的挑選方案？教師PPT展現(xiàn)該種判定法為“插入失活法”并介紹影印培育法?？墒翘暨x結(jié)果還存在什么問題。

利用標(biāo)志基因。學(xué)生可能的回答：①用含氨芐青霉素的培育基培育，存活下來的就是導(dǎo)入目的基因-質(zhì)粒的大腸桿菌。②用含氨芐青霉素和四環(huán)素的培育基培育，存活下來的就是導(dǎo)入目的基因-質(zhì)粒的大腸桿菌。學(xué)生一一剖析后發(fā)現(xiàn)均不可以行。先用氨芐青霉素培育基培養(yǎng)，后放入四環(huán)素培育。學(xué)生懷疑：先用氨芐青霉素培育基培育，存活下來的可能是導(dǎo)入目的基因-質(zhì)粒，質(zhì)粒-質(zhì)粒，質(zhì)粒自己環(huán)化，再加入四環(huán)素，死亡的是目的基因-質(zhì)粒的，都死了怎么挑選出來？學(xué)生茅塞頓開。

經(jīng)過逐漸深入的問題，漸進(jìn)地突出要點(diǎn)，打破難點(diǎn)，學(xué)生們發(fā)現(xiàn)科學(xué)實(shí)踐的過程遠(yuǎn)非理論記憶那么簡單。目的基因-質(zhì)粒有正向連結(jié)和反向連結(jié)沒法挑選，各有50%的幾率。三、目的基因和看來一種限制酶切割（單酶切）不可以解決啟動(dòng)子的相對(duì)這個(gè)問題，跟著科學(xué)發(fā)展，愈來愈多的限制酶地點(diǎn)關(guān)系被發(fā)現(xiàn)，展現(xiàn)質(zhì)粒上其余的酶切位點(diǎn)，（見附件2）同學(xué)們想一想怎樣解決目的基因定向插入這個(gè)問題呢？部署任務(wù)：用雙酶切可否保證目的基因的定向插入？用這類方法實(shí)質(zhì)可能產(chǎn)生的連結(jié)產(chǎn)物有哪些？教師概括板書?！半p酶切”比“單酶切”有什么優(yōu)勢(shì)？固然“雙酶切”擁有優(yōu)勢(shì)，但在實(shí)質(zhì)操作中，要依據(jù)載體和目的基因上酶切位點(diǎn)的狀況選擇“單酶切”或許“雙酶切”。

提出用兩種限制酶切割質(zhì)粒，從而使切口處的黏性尾端不同的思路。讓學(xué)生拿出另一套資料，每組3個(gè)環(huán)狀質(zhì)粒，3個(gè)鏈狀DNA，讓學(xué)生再次模擬操作。學(xué)生小組形式議論、著手模型制作。學(xué)生們察看發(fā)現(xiàn)，兩種限制酶切割產(chǎn)生的黏性尾端是不一樣的。報(bào)告：采用HindIII和SalI兩種不一樣限制酶切能保證目的基因-質(zhì)粒正向連結(jié)。連結(jié)產(chǎn)物有：①質(zhì)粒-質(zhì)粒連結(jié)②目的基因-目的基因連結(jié)③目的基因-質(zhì)粒正向連結(jié)。1、降低了分子間隨意連結(jié)的概率。

在實(shí)質(zhì)著手操作的過程中發(fā)現(xiàn)問題，解決問題。講堂上的模擬能夠大大降低空間想象的難度，使抽象的內(nèi)容直觀化。2、保證目的基因的定向插入，實(shí)現(xiàn)目的基因的正確轉(zhuǎn)錄和表達(dá)。四、穩(wěn)固與檢測(cè)微課自學(xué)任務(wù)單第3題（見附件3），課前小組溝通議論。學(xué)生廣泛反應(yīng)困難。經(jīng)過本節(jié)學(xué)習(xí)，從頭審察、學(xué)生代表利用智慧教室電子白板溝通。登臺(tái)解說。五、概括總結(jié)基因工程的出生和發(fā)展的歷程。學(xué)生明確原理轉(zhuǎn)變?yōu)榧夹g(shù)，技術(shù)又推動(dòng)科學(xué)的新發(fā)展。惟有創(chuàng)新才是科技發(fā)展的動(dòng)力?！景鍟O(shè)計(jì)】專題11.2基因工程的基本操作程序之基因表達(dá)載體的構(gòu)建一、目的基因和運(yùn)載體的連結(jié)二、利用標(biāo)志基因挑選含目的基因的受體細(xì)胞三、目的基因和啟動(dòng)子的相對(duì)地點(diǎn)關(guān)系附件1：附件2：【教課反省】基因表達(dá)載體的建立是基因工程的要點(diǎn)步驟，空間想象難度大，科學(xué)理論和技術(shù)實(shí)踐親密聯(lián)系，思想跨度也大。福州屏東中學(xué)學(xué)生程度一般，正因這樣，辦理不好會(huì)提升學(xué)習(xí)

檢測(cè)學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解和掌握狀況。難度，令學(xué)生視高科技為畏途，致使教課流于形式。本節(jié)課用微課和模型成功地化解了難點(diǎn)。一方面鑒于學(xué)生課前微課的“先學(xué)”，學(xué)生對(duì)表達(dá)載體的建立有個(gè)整體的認(rèn)識(shí)，而后以此為支架在講堂上填補(bǔ)和拓展內(nèi)容，當(dāng)學(xué)生在講堂上碰到有關(guān)問題時(shí)，能趕快抵達(dá)“近來發(fā)展區(qū)”，獲取進(jìn)一步的發(fā)展，使學(xué)生漸漸對(duì)細(xì)節(jié)有更豐富更詳細(xì)的理解，這類先整體后局部的辦理切合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。鑒于微課的先學(xué)后教模式實(shí)質(zhì)上是利用微課為學(xué)生創(chuàng)建一個(gè)情境，使學(xué)生帶著思慮和迷惑走進(jìn)講堂，節(jié)儉講堂的熱身時(shí)間，從而使高效率大容量的講堂教課目的得以實(shí)現(xiàn)。另一方面高二學(xué)生擁有抽象思想，可是仍舊需要感性知識(shí)，形象知識(shí)作為支持，所以教師精心設(shè)計(jì)紙質(zhì)模型，鑒于教材原有的學(xué)習(xí)完“DNA重組的基本工具”后的紙圈模擬活動(dòng)，再設(shè)計(jì)了雙酶切的活動(dòng)，化微觀為直觀，一系列問題的發(fā)生都源自學(xué)生自己親手建立的模型，從模型中發(fā)現(xiàn)問題，從而逐漸由淺入深。學(xué)生像科學(xué)家同樣思慮問題、解決問題，獲取成功的體驗(yàn)。因?yàn)槭菐е鴨栴}的研究模擬活動(dòng)，使學(xué)生的講堂參加是形式之上思想的踴躍參加。學(xué)生獲取的體驗(yàn)是：基因工程這