人教版高中生物选修3示范教案专题复习教案

专题专题 1 1 基因工程基因工程20 世纪 70 年代诞生的基因工程，已经成为生命科学中最具活力的前沿领域之一。在必修课中已经学习过关于基因工程的基础知识，本专题在必修课基础上，引导学生深入了解基因工程的基本原理和技术流程，了解基因工程在农业、医疗、环境保护等方面的广泛应用及其发展前景，以拓展学生的科技视野，提高他们对生物科学技术的兴趣。本专题教材分析本专题教材分析一、一、教学目的要求教学目的要求知识方面1.简述基础理论研究和技术进步催生了基因工程。2.简述基因工程的原理及技术。3.举例说出基因工程的应用。4.简述蛋白质工程。情感态度与价值观方面1.关注基因工程的发展。2.认同基因工程的应用促进生产力的提高。能力方面1.运用所学 DNA 重组技术的知识，模拟制作重组DNA 模型。2.尝试运用基因工程原理，提出解决某一实际问题的方案。3.通过讨论、进展追踪等活动，提高收集资料、处理资料、撰写专题综述报告的能力。基因工程属于生物科技前沿的内容，这一专题的教学，首先要考虑基础性。高中阶段的教学不是培养专家，而是要全面提高学生的科学素养，因此，着力点应瞄准对学生的发展起根本作用的知识、能力、思想情感上。忽视了这一点，而一味追求知识的深和透，就会本末倒置，影响学生的全面发展。本专题教学的另一个重要原则就是要在学生原有的知识、经验基础上提升。违背了渐进性，易使学生认为“基因工程难学”而产生“危乎高哉”的想法，望而却步。紧密联系学生已有的经验、生活阅历，尽量紧密联系必修课中的基础知识，一步步引领学生登上这一科技前沿的舞台，学生们才会心驰神往地投入到学习中来。在学习本专题内容时，不能忽视知识与能力、情感态度与价值观的有机结合。情感态度与价值观是学习的动力，要利用国际上重大科技成果的素材，开阔学生的视野，增强他们奋发图强的紧迫感；利用国内重大科技成果的素材，培养他们自强不息的民族精神，从而唤起他们学习的积极性。二、二、教学内容的结构和特点教学内容的结构和特点（一）教学内容的特点（一）教学内容的特点本专题的内容由题图、科技探索之路和四节内容构成。题图为学习者创设了一个意境。沃森和克里克对 DNA 双螺旋结构的重大发现和随后的技术创新孕育了基因工程。在复制的DNA 双螺旋结构上展示的转基因工程菌、牛、羊、鱼、番茄、甜椒、牵牛等，代表了基因工程在三个重要方面的研究成果：转基因微生物、转基因动物和转基因植物。在上述画面的基础上，点出基因工程的主题：“基因工程是按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外 DNA 重组和转基因技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。”此题图不仅寓意深刻，且十分生动。科技探索之路基础理论和技术的发展催生了基因工程 是正文的前奏曲。没有基础理论的研究成果，没有技术方面的创新发明，基因工程不可能诞生，也不可能迅速崛起。其内容分两部分：一部分介绍基础理论研究成果，一部分介绍在技术层面上发明的各种操作手段。编者精选这些最重要的成果，其目的是使学生从科技史实中，感悟创新是科学技术发展的不竭动力。专题 1 基因工程本专题参考学时为7 课时，其中第一节DNA 重组技术的基本工具2 课时；第二节 基因工程的基本操作程序 2 课时；第三节 基因工程的应用 2 课时；第四节 蛋白质工程的崛起1 课时。对本专题的特点分析如下。1.纵观全章内容折射创新与发展的光辉纵观本章科技探索之路和四节内容，鲜明揭示出理论创新、技术进步是促进基因工程问世和迅猛发展的主导因素。例如，在科技探索之路中，有关基础理论研究，相关操作工具的发现，催生了基因工程。在基因工程的基本操作程序中，PCR 基因扩增技术的发明，又将基因工程提升到一个新阶段。由于基因导入方法的不断创新和完善，使基因工程技术在微生物、植物、动物领域硕果累累。在基因工程的应用中，不仅可以看到转基因技术在微生物、植物、动物中的应用，而且看到这项技术已经发展到基因工程药物治疗、基因治疗等医药卫生领域。在蛋白质工程的崛起 中，描述基因工程虽然硕果累累，但仍满足不了日益发展的生活、生产的更多要求，从而崛起了第二代基因工程蛋白质工程。基因工程从诞生到现在，时间虽短，但包括的内容已折射出人类不断开拓创新、不断寻求发展的精神光辉。2.透视字里行间体现“科学、技术、社会（STS）”教育思想在科技探索之路基础理论和技术的发展催生了基因工程中，以精选的史实，说明了科学和技术的关系。在DNA 重组技术的基本工具中，“工欲善其事，必先利其器”又一次说明科学和技术是一对孪生兄弟。在基因工程的基本操作程序中，目的基因获取等一系列步骤，把社会需求、基础理论和先进技术融合在一起。在基因工程的应用中，社会的需求推动着科学技术的迅猛发展；基因工程的迅猛发展，促进了社会的不断进步。而蛋白质工程的崛起 一节说明，社会的更高需求召唤着科学、技术的再创新第二代基因工程的崛起。3.感悟呈现方式体现“简约、形象、诱思”原则由于基因工程内容上的“高”与“新”，处理不好，会提高学习难度，令学生视高科技为畏途，致使教学流于形式，为此，教材的编写采用简化手法，化复杂为简约。在科技探索之路中，摘其基础理论和技术创新中主要内容呈现给学生，在DNA 重组技术的基本工具中摘其基本工具介绍给学生。在基因工程的基本操作程序和基因工程的应用中，呈现主干，割舍枝杈，将非主干内容以资料卡、拓展视野等方法呈现，做到有主有次。对于基因工程，学生接触得少，为此，教学内容的另一种呈现方式是形象化。在文字描述感到抽象时，课文中都配以插图，力争图文并茂。对课文中难以理解的名词、概念，通过打比方，使其“形象化”。例如，基因文库中把基因组文库比作国家图书馆，而把 cDNA 文库比作某市图书馆，这样便于学生理解和掌握。“简约”和“形象”不是为了降低学生智力参与的力度，恰恰相反，“简约”给学生留有了思维的时间和空间。“形象”为学生左右脑协同思考创设了情境。为此，在本章教学内容中，结合图文，都提出了一些相应的问题，诱导学生思考，从而把学习的注意力，从简单的死记硬背引导到分析、批判、创新等有利于学生终身发展的能力上来。例如，在模拟制作中，通过提出问题，引导学生进一步思考特定限制酶的功能、DNA 连接酶的作用位点。又如，在学习限制酶时，提出“限制酶在原核生物中的作用”的问题，是为学生创设一个问题情境，从而为深入理解限制酶在生物体中的作用打开思路。（二）教学内容的结构科技探索之路基础理论和技术的发展催生了基因工程三、三、与学生经验的联系与学生经验的联系报刊、杂志、广播、电视等媒体都有基因工程技术的介绍。高中学生已经或多或少了解一些基因工程的内容，知道人的生长激素基因可在鲤鱼中表达，使鲤鱼生长迅速；知道寒冷水域中鱼的抗寒基因可在植物中表达，从而培育出抗寒性能高的植物由于基因工程的诞生，实现了在微生物、动物、植物之间的基因交流，人类以前不能实现的种种奇思妙想将变为现实。在现实生活中，转基因生物也来到了人们的身边：超市中摆放着转基因大豆榨出的油；大田里种植了转基因的抗虫棉；药品商店出售着转基因微生物生产的胰岛素可以说，以上内容都是学生学习新知识可联系的经验。还有一些必修课中学习过的知识可作为学习新知识的铺垫。在学习限制酶与 DNA 连接酶时，可与必修本中有关 DNA 结构的知识紧密联系。有了 DNA 结构的基础知识，才能较好地理解这两种酶的功能。在学习目的基因检测时，可与必修本中 DNA 指导蛋白质合成的过程联系。这样学生才能理解，为什么要在三个层次上检测：检测转基因生物是否插入了目的基因；检测目的基因是否转录出 mRNA；检测目的基因是否翻译成蛋白质。在学习基因组文库时，可联系必修本中人类基因组计划的内容，从而获得一些感性认识。而在学习 cDNA 文库时，建议联系 DNA 转录的有关知识：获得 mRNA 后，以它为模板，反转录则可获一条 DNA 单链，再以单链为模板合成双链DNA。在学习 PCR 扩增技术时，可联系必修本中的DNA 复制的内容。在学习基因工程的应用一节时，应鼓励学生主动联系当地生产、生活中的具体事例，引导学生思考用基因工程的方法解决实际问题。四、四、与其他专题的联系与其他专题的联系本专题多数内容都与其他专题有紧密的联系。关于转基因生物，在学习技术知识的基础上应引导学生主动学习生物技术的安全性和伦理问题专题。胚胎工程中有关胚胎移植技术的内容，可使学生对培育转基因动物有更加透彻的理解。细胞工程中介绍植物细胞培养技术，是目的基因导入植物细胞、培育转基因植物的重要环节。另外，学习本专题内容时，建议密切关注生态工程专题中呈现的生态环境问题，思考利用基因工程的方法，解决生态环境问题中常规技术难以解决的问题。专题专题 2 2 细胞工程细胞工程体细胞克隆羊多利的问世不仅给克隆技术带来重大突破，也使更多的人开始关注细胞工程技术。近几十年来，细胞工程技术获得突飞猛进的发展，许多成果已渗入到我们的日常生产和生活中。通过本专题的学习，学生可以了解细胞工程的原理、应用及其发展前景。本专题教材分析本专题教材分析一、一、教学目的要求教学目的要求知识方面1.简述植物组织培养和体细胞杂交技术及其应用。2.简述动物细胞培养和体细胞核移植技术及其应用前景。3.举例说出动物细胞融合和单克隆抗体技术及其应用。情感态度与价值观方面1.体验植物组织培养技术。2.讨论细胞工程技术的社会意义。3.认同细胞学基础理论研究与技术开发之间的关系。4.关注细胞工程研究的发展和应用前景。能力方面1.尝试进行植物组织培养。2.运用细胞的基础知识，分析细胞工程的理论基础。3.搜集有关细胞工程研究进展和应用方面的资料，进行整理、分析和交流。二、教学内容的结构和特点二、教学内容的结构和特点（一）教学内容的特点（一）教学内容的特点本专题内容包括两部分，即植物细胞工程和动物细胞工程，其中植物细胞工程可用 3 课时教学，动物细胞工程可用3 课时教学。本专题的题图是由三幅图合成的：克隆羊多利的照片、细胞核移植和植物组织培养。题图的寓意是表明细胞工程是细胞水平上的操作，它包括植物细胞工程和动物细胞工程等方面。在章引言中通过列举细胞工程的应用，把学生带进细胞工程的科技领域。科技探索之路细胞工程的发展历程，以图配文的形式介绍了细胞工程的来龙去脉，使学生认识到细胞工程不是凭空得来的，而是经过了一代代科学家执著地探索；科学与技术是相互促进的，科学理论要经过技术才能转化为生产力。第一节植物细胞工程包括两小节：植物细胞工程的基本技术和植物细胞工程的实际应用。第一小节，是让学生了解最基础的知识植物细胞工程基本原理和技术，第二小节是让学生了解它的实际应用。第一小节植物细胞工程的基本技术讲述了细胞的全能性、植物组织培养技术、植物体细胞杂交技术等三方面内容，其中，植物细胞的全能性是植物组织培养的基础，而植物体细胞杂交技术又是在植物组织培养的基础上发展起来的。在本小节的教材中，首先用实例引出“花瓣是怎样长成一株完整的植株的？植物的花瓣为什么能培育出一株完整的植株？”等问题，由此导入植物细胞全能性的学习。因为学生在必修模块分子与细胞中，已经学习过细胞的全能性及分化的知识，所以教材在此只简单叙述了细胞全能性的概念和细胞分化的实质。关于植物组织培养技术，是植物细胞工程中最基本的技术，教材中安排了“胡萝卜的组织培养”实验，让学生通过动手操作，感到细胞工程并不神秘，并且培养学生的动手能力。在植物体细胞杂交技术中，首先是以一个实例“番茄马铃薯”杂种植株提出问题：“科学家是怎样得到此杂种植株的？”接下来以图文结合的形式介绍了植物体细胞杂交技术的基本过程、概念、已取得的进展和尚未解决的问题。意在使学生认同科学是一个探究过程，激发学生探索生命科学奥秘的兴趣。插入的旁栏“异想天开”意在活跃学生的思维。第二小节植物细胞工程的实际应用讲述了植物繁殖的新途径、作物新品种的培育，以及细胞产物的工厂化生产等三方面的内容。在植物繁殖的新途径中，教材选择了三个实例：微型繁殖、作物脱毒和神奇的人工种子。之所以首先介绍了微型繁殖，因为它是植物组织培养技术应用最为广泛的领域。在