《基因工程的基本工具》說(shuō)課稿

《基因工程的基本工具》說(shuō)課稿尊敬的各位評(píng)委、老師：一、說(shuō)教材1、教材的地位和作用2、教材內(nèi)容分析這節(jié)內(nèi)容主要介紹了基因工程的三種基本工具：限制性核酸內(nèi)切酶（限制酶）、DNA連接酶和載體。教材詳細(xì)闡述了限制酶的來(lái)源、作用特點(diǎn)，比如它能識(shí)別特定的核苷酸序列并在特定的切點(diǎn)上切割DNA分子。對(duì)于DNA連接酶，教材講述了它能將兩個(gè)具有相同黏性末端或平末端的DNA片段連接起來(lái)。關(guān)于載體，重點(diǎn)介紹了質(zhì)粒這種常用載體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、功能等，例如質(zhì)粒上有多個(gè)限制酶切點(diǎn)、有標(biāo)記基因等。教材內(nèi)容理論性較強(qiáng)，但又非常重要，需要通過(guò)多種教學(xué)方式讓學(xué)生理解和掌握。3、教學(xué)目標(biāo)（1）知識(shí)與技能目標(biāo)①學(xué)生能夠準(zhǔn)確說(shuō)出基因工程三種基本工具（限制酶、DNA連接酶、載體）的名稱(chēng)、來(lái)源和作用特點(diǎn)。②能夠理解限制酶的特異性、DNA連接酶的連接作用以及載體的功能和應(yīng)具備的條件。③能夠識(shí)別并書(shū)寫(xiě)簡(jiǎn)單的限制酶切割DNA分子產(chǎn)生的黏性末端和平末端。（2）過(guò)程與方法目標(biāo)①通過(guò)對(duì)基因工程基本工具的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析和歸納總結(jié)的能力。②利用模擬實(shí)驗(yàn)、動(dòng)畫(huà)演示等手段，提高學(xué)生的科學(xué)探究能力和空間想象能力。（3）情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)①讓學(xué)生體會(huì)基因工程技術(shù)的創(chuàng)新性和發(fā)展性，激發(fā)學(xué)生對(duì)生物技術(shù)學(xué)科的興趣。②引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注基因工程在現(xiàn)代社會(huì)中的應(yīng)用及其帶來(lái)的社會(huì)倫理問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和社會(huì)責(zé)任感。4、教學(xué)重難點(diǎn)（1）教學(xué)重點(diǎn)①限制酶、DNA連接酶和載體的作用特點(diǎn)。②限制酶切割DNA分子產(chǎn)生的黏性末端和平末端的特點(diǎn)。（2）教學(xué)難點(diǎn)①理解限制酶的特異性以及如何識(shí)別特定的核苷酸序列。②理解DNA連接酶連接DNA片段的過(guò)程和原理。二、說(shuō)學(xué)情1、知識(shí)基礎(chǔ)高中學(xué)生在之前的生物學(xué)學(xué)習(xí)中，已經(jīng)對(duì)DNA的結(jié)構(gòu)和功能、基因的本質(zhì)等知識(shí)有了一定的了解。但是基因工程是一個(gè)相對(duì)較新的、復(fù)雜的領(lǐng)域，涉及到很多微觀的分子水平的操作，對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)具有一定的挑戰(zhàn)性。2、學(xué)習(xí)能力這個(gè)階段的學(xué)生具備了一定的邏輯思維能力、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，但對(duì)于抽象的生物分子概念和過(guò)程，可能還需要更多直觀的材料和實(shí)例來(lái)幫助理解。例如，我曾經(jīng)給學(xué)生講過(guò)細(xì)胞呼吸的過(guò)程，當(dāng)時(shí)發(fā)現(xiàn)很多學(xué)生對(duì)于有氧呼吸的三個(gè)階段中物質(zhì)和能量的變化理解起來(lái)比較困難，后來(lái)我通過(guò)制作動(dòng)畫(huà)演示，學(xué)生才逐漸理解。所以在基因工程基本工具的教學(xué)中，也要注重采用直觀的教學(xué)方法。3、心理特點(diǎn)高中生對(duì)新鮮事物充滿(mǎn)好奇心，對(duì)生物技術(shù)這種前沿的科學(xué)領(lǐng)域有著濃厚的興趣。他們渴望探索未知的知識(shí)，但在遇到困難時(shí)也容易產(chǎn)生挫敗感。所以在教學(xué)過(guò)程中，要注重激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)在遇到難點(diǎn)時(shí)給予足夠的引導(dǎo)和鼓勵(lì)。三、說(shuō)教法1、講授法對(duì)于基因工程基本工具的一些基本概念、來(lái)源等比較基礎(chǔ)的知識(shí)，采用講授法直接講解。比如限制酶的發(fā)現(xiàn)歷程、DNA連接酶的種類(lèi)等。這種方法能夠在較短的時(shí)間內(nèi)傳授較多的知識(shí)，讓學(xué)生對(duì)知識(shí)有一個(gè)系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)。2、直觀演示法由于基因工程的操作過(guò)程都是在分子水平上進(jìn)行的，非常抽象。所以利用動(dòng)畫(huà)演示、圖片展示等直觀手段，可以讓學(xué)生更直觀地看到限制酶切割DNA、DNA連接酶連接DNA片段以及載體與目的基因結(jié)合的過(guò)程。例如，在講解限制酶切割DNA分子時(shí)，通過(guò)動(dòng)畫(huà)演示限制酶如何識(shí)別特定的核苷酸序列并在特定的切點(diǎn)上切割，學(xué)生就像親眼看到了一樣，能夠更好地理解這個(gè)過(guò)程。3、類(lèi)比教學(xué)法將基因工程的基本工具類(lèi)比成生活中的工具，幫助學(xué)生理解其作用。例如，把限制酶類(lèi)比成剪刀，它能切割DNA分子；把DNA連接酶類(lèi)比成膠水，能把切割后的DNA片段連接起來(lái)；把載體類(lèi)比成汽車(chē)，能夠把目的基因運(yùn)輸?shù)绞荏w細(xì)胞中。通過(guò)這樣的類(lèi)比，讓學(xué)生更形象地理解三種基本工具的功能。4、問(wèn)題驅(qū)動(dòng)法設(shè)置一系列問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生思考和探究。比如在講解限制酶的特異性時(shí)，提出問(wèn)題：“限制酶是如何識(shí)別特定的核苷酸序列的呢？如果核苷酸序列發(fā)生一點(diǎn)變化，會(huì)有什么影響呢？”通過(guò)這些問(wèn)題，促使學(xué)生主動(dòng)去思考，培養(yǎng)他們的思維能力。四、說(shuō)學(xué)法1、自主學(xué)習(xí)法在預(yù)習(xí)階段，引導(dǎo)學(xué)生自主閱讀教材，查找資料，了解基因工程基本工具的一些基礎(chǔ)知識(shí)，如限制酶的名稱(chēng)、來(lái)源等。讓學(xué)生學(xué)會(huì)獨(dú)立獲取知識(shí)，提高自主學(xué)習(xí)能力。2、合作學(xué)習(xí)法在課堂上，組織學(xué)生分組討論問(wèn)題。例如在分析載體應(yīng)具備的條件時(shí)，讓學(xué)生分組討論，然后每個(gè)小組派代表發(fā)言。通過(guò)合作學(xué)習(xí)，學(xué)生可以相互交流、相互啟發(fā)，共同提高。3、探究學(xué)習(xí)法針對(duì)教學(xué)中的一些難點(diǎn)問(wèn)題，如限制酶的特異性，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究學(xué)習(xí)。讓學(xué)生提出假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、分析結(jié)果，培養(yǎng)學(xué)生的探究能力。五、說(shuō)教學(xué)過(guò)程1、導(dǎo)入新課（3分鐘）（1）講述一個(gè)真實(shí)的故事：我有一個(gè)朋友，他是一個(gè)果農(nóng)。他種的蘋(píng)果總是受到病蟲(chóng)害的侵襲，導(dǎo)致產(chǎn)量不高，品質(zhì)也不好。他聽(tīng)說(shuō)有一種新的技術(shù)可以把抗蟲(chóng)基因?qū)胩O(píng)果中，讓蘋(píng)果自己抵抗病蟲(chóng)害。他非常好奇這是怎么做到的呢？今天我們就來(lái)學(xué)習(xí)一下實(shí)現(xiàn)這種神奇技術(shù)的基礎(chǔ)——基因工程的基本工具。（2）通過(guò)這個(gè)故事引出基因工程的話(huà)題，然后提問(wèn)學(xué)生：“你們知道基因工程是怎么操作的嗎？它需要哪些工具呢？”激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲。2、新課講授（30分鐘）（1）限制酶（10分鐘）①首先采用講授法介紹限制酶的發(fā)現(xiàn)歷程，就像講故事一樣講給學(xué)生聽(tīng)。例如，科學(xué)家在研究細(xì)菌的限制修飾系統(tǒng)時(shí)偶然發(fā)現(xiàn)了限制酶，這一發(fā)現(xiàn)就像是打開(kāi)了基因工程的一扇大門(mén)。②然后利用動(dòng)畫(huà)演示限制酶的作用過(guò)程，讓學(xué)生觀察限制酶是如何識(shí)別特定的核苷酸序列并進(jìn)行切割的。在演示過(guò)程中，結(jié)合類(lèi)比教學(xué)法，將限制酶比作剪刀，形象地解釋它的切割功能。③提出問(wèn)題：“限制酶識(shí)別的核苷酸序列有什么特點(diǎn)呢？如果序列發(fā)生改變，會(huì)有什么后果呢？”引導(dǎo)學(xué)生思考限制酶的特異性。讓學(xué)生分組討論這個(gè)問(wèn)題，然后每個(gè)小組派代表發(fā)言。在學(xué)生發(fā)言的基礎(chǔ)上，教師進(jìn)行總結(jié)和補(bǔ)充，讓學(xué)生深刻理解限制酶的特異性。④讓學(xué)生做一個(gè)簡(jiǎn)單的練習(xí)，寫(xiě)出幾種常見(jiàn)限制酶切割DNA分子后產(chǎn)生的黏性末端和平末端，鞏固所學(xué)知識(shí)。（2）DNA連接酶（10分鐘）①講授DNA連接酶的來(lái)源和種類(lèi)，告訴學(xué)生DNA連接酶是在不同的生物體內(nèi)發(fā)現(xiàn)的，不同種類(lèi)的DNA連接酶在連接DNA片段時(shí)有一些區(qū)別。②再次利用動(dòng)畫(huà)演示DNA連接酶連接具有相同黏性末端或平末端的DNA片段的過(guò)程。在演示過(guò)程中，類(lèi)比DNA連接酶為膠水，讓學(xué)生更好地理解它的連接作用。③提出問(wèn)題：“DNA連接酶連接的是磷酸二酯鍵，這和我們之前學(xué)過(guò)的哪些生物化學(xué)知識(shí)有關(guān)呢？”引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系之前學(xué)過(guò)的DNA結(jié)構(gòu)的知識(shí)，思考DNA連接酶的作用原理。④請(qǐng)一位學(xué)生到黑板上畫(huà)出DNA連接酶連接DNA片段的示意圖，其他學(xué)生在下面自己畫(huà)，然后進(jìn)行點(diǎn)評(píng)和糾正。（3）載體（10分鐘）①展示一些質(zhì)粒的圖片，讓學(xué)生觀察質(zhì)粒的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。然后采用講授法介紹載體的概念、種類(lèi)以及質(zhì)粒作為常用載體的原因。②引導(dǎo)學(xué)生討論載體應(yīng)具備的條件。將學(xué)生分成小組，每個(gè)小組討論一個(gè)方面，比如有的小組討論要有多個(gè)限制酶切點(diǎn)的原因，有的小組討論標(biāo)記基因的作用等。然后各小組匯報(bào)討論結(jié)果，教師進(jìn)行總結(jié)和歸納，讓學(xué)生理解載體應(yīng)具備的條件。③講述一個(gè)關(guān)于載體在基因工程應(yīng)用中的實(shí)例，比如利用質(zhì)粒載體將胰島素基因?qū)氪竽c桿菌中生產(chǎn)胰島素的過(guò)程，讓學(xué)生體會(huì)載體在基因工程中的重要性。3、課堂小結(jié)（5分鐘）（1）引導(dǎo)學(xué)生回顧本節(jié)課所學(xué)的基因工程的三種基本工具：限制酶、DNA連接酶和載體的名稱(chēng)、來(lái)源、作用特點(diǎn)等知識(shí)。（2）讓學(xué)生用自己的話(huà)總結(jié)這三種工具在基因工程中的作用以及它們之間的聯(lián)系，就像蓋房子時(shí)不同工具的相互配合一樣。教師在學(xué)生總結(jié)的基礎(chǔ)上進(jìn)行補(bǔ)充和完善，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)本節(jié)課知識(shí)的整體把握。4、課堂練習(xí)（10分鐘）（1）給出一些關(guān)于基因工程基本工具的選擇題、填空題和簡(jiǎn)答題，讓學(xué)生進(jìn)行課堂練習(xí)。例如：“下列關(guān)于限制酶的說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）”“寫(xiě)出限制酶EcoRⅠ切割DNA分子后產(chǎn)生的黏性末端”“簡(jiǎn)述載體應(yīng)具備的條件”等。（2）讓學(xué)生互相交換試卷進(jìn)行批改，然后教師對(duì)學(xué)生存在的共性問(wèn)題進(jìn)行講解和分析，加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和掌握。5、拓展延伸（7分鐘）（1）介紹基因工程基本工具在現(xiàn)代生物技術(shù)中的一些新的應(yīng)用，比如CRISPRCas9系統(tǒng)這種新型的基因編輯工具，它也是基于限制酶的原理發(fā)展而來(lái)的。讓學(xué)生了解基因工程技術(shù)的不斷發(fā)展和創(chuàng)新。（2）引導(dǎo)學(xué)生思考基因工程技術(shù)帶來(lái)的一些社會(huì)倫理問(wèn)題，如基因編輯嬰兒事件。組織學(xué)生進(jìn)行小組討論，然后每個(gè)小組發(fā)表自己的看法。通過(guò)這個(gè)討論，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和社會(huì)責(zé)任感。六、說(shuō)板書(shū)設(shè)計(jì)｜基因工程的基本工具|｜｜｜一、限制酶|｜1、發(fā)現(xiàn)歷程|｜2、作用特點(diǎn)：識(shí)別特定核苷酸序列，切割DNA分子|｜3、特異性|｜二、DNA連接酶|｜1、來(lái)源與種類(lèi)|｜2、作用：連接DNA片段（磷酸二酯鍵）｜｜三、載體|｜1、概念與種類(lèi)|｜2、質(zhì)粒：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、應(yīng)具備的條件|七、教學(xué)反思與改進(jìn)措施1、教學(xué)反思（1）在教學(xué)過(guò)程中，雖然采用了多種教學(xué)方法，但部分學(xué)生對(duì)于一些抽象概念的理解還是存在一定的困難，比如限制酶的特異性。可能是在講解過(guò)程中，沒(méi)有讓學(xué)生充分參與到探究過(guò)程中，導(dǎo)致理解不夠深入。（2）在課堂練習(xí)環(huán)節(jié)，發(fā)現(xiàn)有些學(xué)生對(duì)于一些綜合性的問(wèn)題回答得不夠好，這說(shuō)明在知識(shí)的整合方面還需要加強(qiáng)教學(xué)。（3）在拓展延伸環(huán)節(jié)，學(xué)生對(duì)于基因工程帶來(lái)的社會(huì)倫理問(wèn)題討論得非常熱烈，但由于時(shí)間有限，有些學(xué)生的觀點(diǎn)沒(méi)有得到充分的表達(dá)，有些遺憾。2、改進(jìn)措施（1）對(duì)于抽象概念的教學(xué)，可以增加更多的實(shí)例和互動(dòng)環(huán)節(jié)。例如，在講解