優(yōu)質(zhì)課大賽-高中生物-2010年度-郴州市宜章縣第一中學(xué) 蔣旺平 《基因工程的原理》

《基因工程的原理》教學(xué)設(shè)計(jì)湖南宜章一中蔣旺平一、【教學(xué)分析】（一）教材分析本課內(nèi)容選自人教版生物必修模塊2：遺傳與進(jìn)化中的第6章第2節(jié)基因工程及其應(yīng)用。本節(jié)課為第一課時(shí)，主要簡要介紹基因工程的概念，過程中所要使用的三種工具以及基因工程的主要步驟。從而使學(xué)生對基因工程有一個基本的認(rèn)識。同時(shí)為了避免與選修三《現(xiàn)代生物科技專題》模塊中基因工程的內(nèi)容重復(fù)，并沒有過多地展開介紹，其側(cè)重點(diǎn)是基因工程的原理，因此在教學(xué)深度上只是定位在學(xué)生了解基因工程的過程和方法，而不必引入過多的專業(yè)術(shù)語和詳細(xì)的操作技術(shù)，語言力求生動形象。必修模塊1中酶的相關(guān)內(nèi)容，必修2模塊有關(guān)DNA的結(jié)構(gòu)、基因的本質(zhì)以及基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成等內(nèi)容是學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容的基礎(chǔ)。同時(shí)也是為學(xué)生在生物選修3模塊中基因工程內(nèi)容的進(jìn)一步學(xué)習(xí)做好鋪墊。（二）學(xué)情分析由于本校在高一期間沒有開足課時(shí)，所以本節(jié)課面對的是高二年級學(xué)生。高二學(xué)生心理正逐步走向穩(wěn)定與成熟，抽象思維能力得到進(jìn)一步的發(fā)展，經(jīng)過了高一必修一模塊的學(xué)習(xí)，實(shí)驗(yàn)操作動手能力得到一定程度提高。并且在日常生活中從商品、電視、報(bào)紙上經(jīng)?？吹竭^關(guān)于基因工程的相關(guān)內(nèi)容和成果的介紹，具備了一定生物知識。但是由于基因工程是在分子水平的操作，理解起來還是有一定的困難。二、【教學(xué)目標(biāo)】（一）知識目標(biāo)

1．簡述基因工程的概念。

2．舉例說明基因工程操作的工具。

3．說出基因工程的基本步驟。（二）技能目標(biāo)1.嘗試通過DNA重組模型制作活動體驗(yàn)兩種工具酶的應(yīng)用和基因工程的基本過程。

2.進(jìn)行小組內(nèi)合作小組間競爭，加強(qiáng)對相關(guān)知識的理解能力，通過討論鍛煉自己的膽識和語言表達(dá)能力。（三）情感目標(biāo)

體驗(yàn)DNA重組模型制作活動，認(rèn)同同學(xué)之間的相互協(xié)作和交流，關(guān)注基因工程技術(shù)，養(yǎng)成科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S方式。

三、【教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)】（一）教學(xué)重點(diǎn)：舉例說出基因工程技術(shù)的工具，簡述基因工程的一般過程（二）教學(xué)難點(diǎn)：舉例說出基因工程技術(shù)的工具，簡述基因工程的一般過程

四、【教學(xué)過程】（一）教學(xué)設(shè)計(jì)流程圖表示教師活動表示學(xué)生活動表示師生活動根據(jù)實(shí)例，引導(dǎo)學(xué)生提出設(shè)想根據(jù)實(shí)例，引導(dǎo)學(xué)生提出設(shè)想結(jié)合結(jié)合設(shè)想，提出問題，學(xué)生討論交流,并總結(jié)出基因工程概念通過通過自學(xué)—合作—教師引導(dǎo)—師生總結(jié)，解決基因工程相關(guān)問題 以EcoR1為例，構(gòu)建重組DNA分子模型，體會基因的剪切、拼接、縫合的過程以EcoR1為例，構(gòu)建重組DNA分子模型，體會基因的剪切、拼接、縫合的過程通過圖片說明和教師講解，了解運(yùn)載體及其特點(diǎn)通過圖片說明和教師講解，了解運(yùn)載體及其特點(diǎn)歸納基因工程的基本步驟，觀看基因工程過程動畫歸納基因工程的基本步驟，觀看基因工程過程動畫教師小結(jié)，并布置學(xué)生課外收集有關(guān)基因工程技術(shù)安全性的報(bào)道教師小結(jié)，并布置學(xué)生課外收集有關(guān)基因工程技術(shù)安全性的報(bào)道（二）教學(xué)實(shí)施過程1、情境創(chuàng)設(shè)（多媒體課件演示）資料分析：資料一：目前，全球的氮肥生產(chǎn)耗費(fèi)世界總電力的3%-4%，且農(nóng)作物只能吸收氮肥的1/10,造成了大面積土壤和水質(zhì)的污染。資料二：最新調(diào)查資料顯示，我國的糖尿病患者人數(shù)已達(dá)4000萬左右，占世界糖尿病人群總數(shù)的五分之一，患病率居世界第二位，并且以每天至少3000人的速度增加。治療糖尿病需要胰島素，而每100kg豬或牛的胰腺中只能提取4-5g胰島素教師：請發(fā)揮你們的想象力，提出解決上述問題的設(shè)想。（學(xué)生討論）[通過實(shí)例，激發(fā)學(xué)生想象，引起學(xué)生的興趣]教師在學(xué)生討論的基礎(chǔ)上提出設(shè)想：（1）能否讓禾本科植物能夠固定空氣中的氮?dú)?？?）能否讓大腸桿菌分泌人的胰島素？教師：這些設(shè)想既節(jié)省了人力，又簡化了生產(chǎn)，同時(shí)還不會對環(huán)境造成污染。這種設(shè)想能實(shí)現(xiàn)嗎？如何才能實(shí)現(xiàn)？比如如何讓大腸桿菌能夠分泌人的胰島素？簡述其過程：（學(xué)生分小組討論和交流）教師總結(jié)：通過科學(xué)家們的不斷努力，像這種人類可以利用按照自己的意愿直接定向改變生物的技術(shù)出現(xiàn)了—這就是基因工程。（板書：基因工程的原理）教師：通過上述的學(xué)習(xí)和分析，請歸納出基因工程的概念。（學(xué)生用自己的語言描述）2.基因工程概念基因工程又叫基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)。通俗地說，就是按照人們的意愿，把一種生物的某種基因提取出來，加以修飾改造，然后放到另一種生物的細(xì)胞里，定向地改造生物的遺傳性狀。3.基因工程的工具活動一、自主合作學(xué)習(xí)請學(xué)生閱讀教材P102頁和P103頁第一段，提出并回答問題：方案如下：[分組操作，便于合作交流]（1）以學(xué)習(xí)小組為單位進(jìn)行學(xué)習(xí)2分鐘（2）首先由第一小組提出問題，第二小組派代表回答（小組其他人可做補(bǔ)充）（3）第二小組回答后提出問題，第三小組派代表回答（小組其他人可做補(bǔ)充）（4）以此類推，直到?jīng)]有問題提出教師：除了課本的知識，對于限制酶和DNA連接酶你想知道什么或者你還知道什么？[通過閱讀和活動，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力]閱讀后，師生進(jìn)行交流，教師根據(jù)學(xué)生自學(xué)中存在的問題進(jìn)行引導(dǎo)、講解。教師制作好課件，用圖片和動畫幫助學(xué)生理解。[在學(xué)生閱讀理解和交流的基礎(chǔ)上，教師有針對性地展示資料講解，解決難點(diǎn)問題采用“自學(xué)——合作——教師引導(dǎo)——師生總結(jié)”的學(xué)習(xí)策略]教師：下面我們就以EcoRI酶為例構(gòu)建重組DNA分子模型，體驗(yàn)基因的剪切、縫合的過程?；顒佣?、模型制作：重組DNA分子的模擬操作[分組操作，便于合作交流]步驟1：根據(jù)EcoRI酶的特點(diǎn)用剪刀在粉色紙條上進(jìn)行切割。從而獲得目的基因。步驟2：在白色卡紙條上同樣根據(jù)EcoRI酶的特點(diǎn)用剪刀進(jìn)行切割。步驟3:然后將從粉色紙條上獲得的目的基因片段重組到白色紙條切口上，用透明膠粘好。思考1：卡紙條代表什么？剪刀代表什么？你是如何操作的？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)生幾個黏性未端？思考2：比較這兩種剪切后的DNA片斷的末端切片，你發(fā)現(xiàn)有什么特點(diǎn)呢?思考3：透明膠代表什么？為什么兩種來源不同的DNA片段末端能互補(bǔ)配對呢？怎樣使得兩個DNA具有相同的黏性末端？[不但動手做，而且要動腦想，才能突出模擬制作的教育價(jià)值]學(xué)生分組做重組DNA模型，并分別在實(shí)物投影儀上演示，其他同學(xué)點(diǎn)評。教師小結(jié)：通過DNA重組模型的制作，我們知道了如何獲得外源基因，如何把來源不同的兩個基因連接起來。但是，要將外源基因送入受體細(xì)胞，還需要專門的運(yùn)輸工具：運(yùn)載體。（板書：基因的運(yùn)載體—質(zhì)粒等）質(zhì)粒是基因工程中最常用的運(yùn)載體,除此外還有：噬菌體、動植物病毒等。教師用圖片或課件動畫展示質(zhì)粒的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。（教材插圖6－5）·存在于細(xì)菌、酵母菌等生物的細(xì)胞中，對細(xì)胞的正常生活幾乎沒有影響?！ぜ?xì)胞染色體外能自主復(fù)制的很小的環(huán)狀DNA分子?！べ|(zhì)粒的復(fù)制只能在宿主細(xì)胞內(nèi)完成?！た梢匀菀椎貜募?xì)胞中取出或放入這些特點(diǎn)使質(zhì)粒能夠勝任運(yùn)載體的工作，攜帶目的基因進(jìn)入細(xì)胞。[質(zhì)粒的知識比較深，主要是通過教師介紹，使學(xué)生明白質(zhì)粒常被用作運(yùn)載體的原因]教師：通過對基因工程以上知識的學(xué)習(xí)，我們通過一個動畫來歸納一下基因工程的基本步驟。（播放動畫“基因工程的步驟.swf）[有聲音的動畫讓人印象更深刻]4.基因工程的步驟第一步：提取目的基因、第二步：目的基因與運(yùn)載體的結(jié)合、第三步：將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞、第四步：目的基因的檢測和表達(dá)教師總結(jié)：我們這節(jié)課主要學(xué)習(xí)了什么是基因工程，基因工程的三個基本工具以及基因工程的基本操作步驟。5.課后拓展教師：基因工程自上個世紀(jì)70年代興起以來，取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，（多媒體課件展示基因工程成果）越來越多的轉(zhuǎn)基因成果在影響著我們的生活，但轉(zhuǎn)基因生物和食品安全嗎？請同學(xué)們在課后搜集基因工程應(yīng)用的事例及其價(jià)值的資料，搜集有關(guān)基因工程技術(shù)安全性方面的報(bào)道、法規(guī)等的資料。分析轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品的安全性問題[為下節(jié)課的學(xué)習(xí)和討論做準(zhǔn)備]6、教學(xué)反思1、基因工程比較抽象，學(xué)生不易理解和掌握，所以我采取了