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1、课 堂 教 学 设 计双江县第一完全中学课堂教学设计年级：高二 学科：生物 主备课教师：李燕 备课时间 2012 年 5 月 10 日备课组长签名： 学科长签名： 学科审定专家签名：课题人教版，选修三，专题一基因工程1.1DNA重组技术的基本工具课时数教材分析“DNA重组技术的基本工具”这节课位于人教版高中生物选修三第一专题第一节第二课时。基因工程是现代生物技术的核心内容，通过模拟DNA重组过程，将具体的操作程序有机联系起来，加深对这一程序的理解，有利于提高学生的认知水平和接受能力。教学目标 知识目标：简述DNA重组技术所需三种基本工具作用。 能力目标：（1）通过对材料的观察，学会科学的观察方
2、法，培养观察能力。（2）通过对基本概念、基本原理、科学方法的正确理解和掌握，逐步形成比较、判断、推理、分析、综合等思维能力，具备能运用学到的生物学知识评价教学重点和难点1.教学重点DNA重组技术所需的三种基本工具的作用。2.教学难点基因工程载体需要具备的条件。教学过程教学环节一、预学（1、这些题要覆盖教材中所有的知识技能点；2、每一个备课单位的板面总量要有2面A4纸。）（一）学法指导通过上一节课的学习，学生们已初步掌握了“DNA重组技术的基本工具”有哪些，其作用是什么。但这些基本工具在实际应用中如何发挥作用，是非常抽象的内容，仅仅靠学生的想象，很难真正理解并融会贯通；同时，中学生的心理发育特点
3、，决定了他们更乐于通过实际动手操作来解决遇到的问题，同时对自己新发现的问题有更加强烈的探究欲望。教学模式：探究式教学，通过创设问题情境，在分析问题、解决问题的过程中不断生成一系列新的问题，培养学生的自学能力，以及探究和思维能力。（二）教材助读（应涵盖所应探究的探究点内容） 专题1基因工程包括DNA重组技术的基本工具、基因工程的基本操作程序、基因工程的应用、蛋白质工程的崛起四节，本专题的内容已经在人教版必修2中涉及过，前二节内容是核心，且对学生来说抽象、微观。本专题主要增加了基因工程诞生的理论基础和技术基础内容，目的是使学生正确认识科学与技术的关系；同时在原有基因工程的操作步骤内容中增加了目的基
4、因的获取方法、受体细胞的筛选等较详细的知识。增加了基因工程的发展前景内容，体现了课程的时代性。 DNA重组技术的基本工具这部分内容再现科学和技术融合，也是学习本专题的基础。本节内容：主要是介绍DNA重组技术的三种基本工具及其作用。本节课结合“诱思探究教学法”和“自主合作探究教学法”两教学模式，“诱思探究教学法”： 在教学过程中，“变教为诱、变学为思、以诱达思“，以全体学生“学会、会学”为目的，让学生去“思”，真正发挥学生的主体作用，从而最大限度地提高教学效果。 “自主合作探究教学法”：教师创造性地运用教材，引导学生通过自主学习，主动探究，合作交流释疑，从而获得独特的体验与感悟，进而提高解决问题
5、的能力，形成扎实的基础学力，塑造学生优秀的个性心理品质。（三）预习自测（应涵盖所应探究的探究点内容） 基因工程的的别名操作环境操作对象操作水平基本过程结 果 一、基因工程的概念 二、基因操作的工具1、“分子手术刀”_来源：主要是从_来的。作用：能够识别双链DNA分子的某种_，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的_断开。结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：_和_。2、“分子缝合针”_作用结果：恢复被_切开的两个核苷酸之间的_,拼接成新的DNA分子。3、“分子运输车”_种类：_、_、_载体具备的条件能够在受体细胞中进行_，或整合到_上，随染色体DNA进行同步复制。有一个或多
6、个_切割位点，共外源基因插入。具有特殊的_，共重组DNA的鉴定和选择。二、选点 疑难解析1、比较有关的酶（1）DNA水解酶：能够将DNA水解成4种脱氧核苷酸，彻底水解成磷酸、脱氧核糖、四种碱基.（2）DNA解旋酶：作用的部位是氢键,结果是DNA双螺旋打开，形成DNA单链。注意：使DNA解成两条长链的方法除用解旋酶以外，在适当的高温（如94）、重金属盐的作用下，也可使DNA解旋。DNA解旋酶用于DNA分子的复制与杂交。（3）DNA聚合酶：能将单个的核苷酸通过磷酸二酯键连接成DNA长链。用于DNA分子的合成。（4）DNA连接酶：是连接双链DNA的缺口DNA连接酶与DNA聚合酶作用的比较DNA连接酶
7、DNA聚合酶A细菌质粒B噬菌体C动植物病毒D细菌核区的DNA三、分点 把教学的第二个环节（选点）所筛选探究点分配给不同的学习小组。原则上一个学习小组只应分配到所有探究点中的一部分。四、自主探究（一）导入新课教学过程教学内容1.创设情境，引入对基因重组技术工具的学习师：1973年转基因微生物转基因大肠杆菌问世；1980年第一个转基因动物转基因小鼠诞生；1983年第一例转基因植物转基因烟草出现，实现了一种生物的某些性状在另一种生物中的表达。同学们，性状的表达与我们从前学过的什么过程有关？生：与基因控制蛋白质的合成有关。师：假若这是一个DNA上的能指导合成某种药物蛋白的基因（老师用手指出纸条上的该区
8、段），而这是一条烟草的DNA（老师拿出另一纸条）。同学们分析，要实现药物基因在烟草中的表达，提前要做哪些关键工作？生：1. 要将药物基因切割下来；2. 要将药物基因整合到烟草的DNA上。师：同学们说得对！但还应该实际考虑问题，这两条纸带所代表的DNA是在同一个细胞中吗？生：不是。师：所以这里就存在一个基因转移的实际问题，谁能具体说一下？生：就是如何将控制合成药物的基因转入烟草细胞的问题。师：同学们思考的问题，正是科学家们思考的问题。刚才我们所探讨的工作，都是在分子水平上进行的，切割也好，连接也好，转移也好，无一例外。中国有句俗语叫“没有金刚钻儿，不揽瓷器活儿”。科学家们在实施基因工程之前，苦苦
9、求索，终于找到了实施基因工程的三种“金刚钻儿”，使基因工程的设想成为了现实。这三种“金刚钻儿”，一是准确切割DNA的工具，“分子手术刀”限制酶；二是DNA片段的连接工具，“分子缝合针”DNA连接酶；三是基因转移工具，“分子运输车”基因进入受体细胞的载体。下面我们就来学习这方面的内容。 （二） 学始于疑 1限制性内切酶“分子手术刀”11学生自学课件展示：自学任务（1）限制酶切割的什么键？（2）什么是黏性末端？限制酶切割DNA后一定会形成黏性末端吗？（3）限制酶从哪里来？学生活动：自学教材，分组讨论、交流、完成任务。（这部分内容可以通过自学和小组合作来完成，以此来培养学生的自学能力，提高交流合作意
10、识。）12教师引领师生互动，生生互动，检查学生完成任务情况，并评价。课件演示：DNA平面结构。播放动画：限制酶切割DNA，着重展示限制酶切割位点和切割后产生的单链末端。教师继续设问：那是不是所有的限制酶切割DNA后都会形成黏性末端呢？请大家画出学案上几种DNA片段被对应的限制酶切割后的结果。课件演示：限制酶的种类识别序列切割位点SmaGGGCCCGCBamHGGATCCGGSau3AGATCGATCHindAAGCTTAAG A T C G G A T C C C T A G C C T A G G G G G C C C A A G C T T C C C G G G T T C G A A
11、学生活动：分组讨论完成任务。教师：大家认真观察几个DNA片段被对应限制酶切割后的结构，你能从中得到怎样的结论？学生活动：观察，小组讨论，得出以下结论：（1）不同限制酶的识别序列和切割位点不同。教师继续设问：这一点体现出酶的什么特性？学生回答：酶的专一性。（2）限制酶切割DNA片段后，可能形成两种结果：黏性末端和平末端。教师继续设问：怎样切割会形成黏性末端，怎样切割会形成平末端呢？学生讨论回答：限制酶在识别序列的中轴线两侧切割则形成黏性末端，延中轴线切割则形成平末端。（3）不同限制酶切割DNA可能形成相同的黏性末端。（教师提示：比较和）（设计意图：限制性内切酶是本节内容的重点。通过以上的课堂练习
12、，加强学生对限制酶功能特点的理解，训练了学生的分析和概括能力。）13思维递进教师设问：限制酶在基因工程中是很重要的工具，那么它从何而来呢？学生：从原核生物中分离、提纯而来。教师设问：你还记得噬菌体侵染大肠杆菌的知识吗？从中你能推测限制酶存在对大肠杆菌等原核生物中的作用是什么吗？学生讨论回答：限制酶应该是原核生物用来抵御外源DNA入侵的一种武器。教师：很好，那这种武器随身携带是不是很危险呢？这些酶会不会把原核细胞自身分解掉？你能猜测其原因吗？学生讨论回答：这种防御机制是在漫长进化过程中形成的，经过了时间的检验，已经很完善了，所以限制酶不会切割原核生物自身的DNA，原因可能与酶的专一性有关。教师评
13、价：大家很爱动脑筋，问题回答的很好。（设计意图：激活噬菌体侵染大肠杆菌等原有知识，引导学生从进化的角度深入思考限制酶对原核生物的意义，培养思维能力。）2 基因进入受体细胞的载体“分子运输车”教师设问：我们研究到这里，你又能提出怎样的问题呢？学生回答：目的基因如何进入受体细胞呢？课件展示：两则材料（1）噬菌体侵染大肠杆菌时，能将其DNA注入大肠杆菌。（2）土壤农杆菌侵染植物时，能将其质粒带入到宿主细胞。学生讨论回答：可以借鉴病毒或者细菌侵染细胞的过程，利用病毒DNA或者细菌的质粒将目的基因带入到受体细胞中。教师：很好，病毒DNA和细菌质粒就像一种运输车一样可以将目的基因运到受体细胞中，我们将之形象的称为“分子运输车”，接下来我们研究基因工程的第二种工具基因载体。（通过合理的设问，引导学生“像科学家一样思考问题”，培养学生自己提出问题的能力，以及从材
