教學(xué)設(shè)計(jì)——基因工程的基本操作程序【教材分析】《基因工程的基本操作程序》是人教版選修3專題1基因工程中第2節(jié)內(nèi)容，本節(jié)是《基因工程》專題的核心，上承《DNA重組技術(shù)的基本工具》一節(jié)，下接《基因工程的應(yīng)用》。對于基因工程，學(xué)生接觸得很少，文字描述中會(huì)感到抽象，為此，教材中采用形象化得呈現(xiàn)方式簡述了基因工程基本操作程序的四個(gè)步驟。例如，基因文庫中把基因組文庫比作國家圖書館，而把cDNA文庫比作某市圖書館，這樣便于學(xué)生理解和掌握。此外，在教材處理中還呈現(xiàn)主干，割舍枝杈，將非主干內(nèi)容以《生物技術(shù)資料卡》、《拓展視野》等方式呈現(xiàn)，做到有主有次?！緦W(xué)情分析】由于這部分相對來說比較簡單，因此在授課過程中基本都采用“講述與學(xué)生練習(xí)、討論相結(jié)合”的教學(xué)方法，這樣既讓學(xué)生學(xué)會(huì)知識(shí)的，又培養(yǎng)了學(xué)生的能力。學(xué)生經(jīng)過上一節(jié)的學(xué)習(xí)已經(jīng)掌握dna重組技術(shù)所需三種基本工具的作用及基因工程載體所需條件等知識(shí)，具備學(xué)習(xí)基因工程的基本操作程序一節(jié)的基礎(chǔ)；而且經(jīng)過一年必修教材的學(xué)習(xí)，學(xué)生的生物基礎(chǔ)知識(shí)較扎實(shí)，思維的目的性、連續(xù)性和邏輯性已初步建立。但基因工程一節(jié)對學(xué)生來說難點(diǎn)較多，如果處理不好，會(huì)變成簡單的死記硬背。因此在教學(xué)過程中，應(yīng)在教師引導(dǎo)下適時(shí)加強(qiáng)學(xué)生解決問題和運(yùn)用概念圖等生物學(xué)語言歸納結(jié)論等方面的能力?！窘虒W(xué)目標(biāo)】《基因工程的基本操作程序》是人教版選修3專題1基因工程中第2節(jié)內(nèi)容，本節(jié)是《基因工程》專題的核心，上承《DNA重組技術(shù)的基本工具》一節(jié)，下接《基因工程的應(yīng)用》。因此本節(jié)的教學(xué)目標(biāo)是：1知識(shí)目標(biāo)⑴簡述基礎(chǔ)理論研究和技術(shù)進(jìn)步催化了基因工程⑵簡述基因工程的原理和基本步驟2能力目標(biāo)⑴學(xué)會(huì)運(yùn)用概念圖總結(jié)基因工程的基本步驟及方法⑵嘗試運(yùn)用基因工程原理，提出解決某一實(shí)際問題的方案3情感態(tài)度與價(jià)值觀⑴關(guān)注基因工程的發(fā)展⑵認(rèn)同基因工程的應(yīng)用促進(jìn)生產(chǎn)力的提高【教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)】1.基因工程基本操作程序的四個(gè)步驟2.從基因文庫中獲取目的基因3.利用pcr技術(shù)擴(kuò)增目的基因一、教學(xué)準(zhǔn)備【課前準(zhǔn)備】教師調(diào)試好多媒體設(shè)備，準(zhǔn)備好視頻、幻燈和多媒體課件?！菊n時(shí)】2課時(shí)【新課導(dǎo)入】課件展示思考：由抗蟲棉的獲得過程，引出新課【教學(xué)過程設(shè)計(jì)】教學(xué)環(huán)節(jié)

教師行為

學(xué)生活動(dòng)

導(dǎo)入新課1）

出示我國有知識(shí)產(chǎn)權(quán)的轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的培育圖解2）

思考抗蟲棉制備過程中用的工具？3）

結(jié)合必修二說明轉(zhuǎn)基因抗蟲棉培育的四個(gè)關(guān)鍵步驟

看圖并回答上面三個(gè)問題

目的基因的獲取

教學(xué)環(huán)節(jié)

目的基因的獲取1）

講解基因結(jié)構(gòu)并由此引出目的基因的相關(guān)特點(diǎn)：尤其是大小的等問題，進(jìn)而引出思考：思考1：

什么是目的基因？思考2：基因文庫的分類和區(qū)別？思考3：怎樣從基因文庫中選取目的基因？2）

根據(jù)學(xué)生回答強(qiáng)調(diào)如果已知抗蟲基因核苷酸序列且序列較短小，可通過DNA合成儀直接進(jìn)行人工合成3）

質(zhì)疑：如果對抗蟲基因的堿基序列完全不知，怎樣才能得到蘇云金芽孢桿菌體內(nèi)的抗蟲基因4）

針對學(xué)生回答引出基因文庫概念5）

指導(dǎo)學(xué)生看圖并歸納構(gòu)建基因文庫時(shí)的操作條件、應(yīng)用工具和過程6）

對學(xué)生回答給與肯定并強(qiáng)調(diào)構(gòu)建基因組文庫時(shí)應(yīng)注意兩點(diǎn)：1每個(gè)受體菌DNA分子都包含一段不同的外源DNA片段；2本方法適用于獲取原核細(xì)胞的基因7）

指導(dǎo)學(xué)生看書，說出部分基因文庫（cDNA）概念8）

教師補(bǔ)充如想知道一種生物在個(gè)體發(fā)育不同階段表達(dá)基因不同，應(yīng)構(gòu)建cDNA文庫9）

指導(dǎo)學(xué)生看書，質(zhì)疑：如何構(gòu)建部分基因文庫10）

引出如果已知抗蟲基因的一部分，則可通過PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因

教師行為11）

指導(dǎo)學(xué)生看書質(zhì)疑：PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因需要的條件12）

觀看PCR過程插圖，質(zhì)疑：PCR擴(kuò)增的過程13）

列表比較利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因與細(xì)胞內(nèi)DNA復(fù)制的異同回憶舊知識(shí)并回答

看書并回答：從自然界已有的物種中分離和人工合成

思考并回答：先獲取蘇云金芽孢桿菌的全部基因，再從中提取抗蟲基因

思考并回答：操作條件：對目的基因序列未知應(yīng)用工具：限制性內(nèi)切酶、DNA連接酶、載體過程：從基因組中提取DNA→酶切、純化→與載體連接→侵染大腸桿菌→建立基因組文庫

看書并回答：只包含一種生物部分基因的文庫

看書并回答：提取某種生物發(fā)育某個(gè)時(shí)期的mRNA→反轉(zhuǎn)錄成互補(bǔ)DNA→與載體連接→侵染大腸桿菌→建立部分基因文庫

學(xué)生活動(dòng)看書并回答：模板、原料、引物、TaqDNA聚合酶

討論并回答：變性：90℃—95℃高溫下雙鏈DNA解鏈成單鏈；退火：55℃—60℃引物結(jié)合到互補(bǔ)DNA鏈；延伸：72℃Taq酶從引物起始進(jìn)行互補(bǔ)鏈的合成；第2輪循環(huán)

學(xué)生獨(dú)立完成，教師給予指導(dǎo)

基因表達(dá)載體的構(gòu)建

1）

引出基因表達(dá)載體的構(gòu)建是基因工程的核心及構(gòu)建基因表達(dá)載體的意義2）

質(zhì)疑：將生物的所有DNA直接導(dǎo)入受體細(xì)胞是否可行，如果這樣做，結(jié)果怎樣3）

提問：回憶載體需要具備的條件4）

根據(jù)學(xué)生回答引出基因表達(dá)載體也應(yīng)具備復(fù)制原點(diǎn)、標(biāo)記基因等條件，進(jìn)一步明確基因表達(dá)載體最終要表達(dá)出人類所需的蛋白質(zhì)產(chǎn)物5）

質(zhì)疑：從cDNA文庫中獲取的目的基因沒有啟動(dòng)子，如果要實(shí)現(xiàn)將編碼序列導(dǎo)入受體生物中并成功表達(dá)，基因表達(dá)載體還需哪些元件6）提問：總結(jié)基因表達(dá)載體構(gòu)成，并說明各個(gè)元件的作用

思考并回答：1該方法針對性差，完全靠運(yùn)氣2不方便檢測，無法確定目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞

討論并回答：啟動(dòng)子和終止子，它們分別位于目的基因的兩側(cè)

思考并回答：復(fù)制原點(diǎn)：控制復(fù)制起始的位點(diǎn)；抗性基因：檢測目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞；多個(gè)限制酶切點(diǎn)：目的基因插入；啟動(dòng)子：位于基因首端；是RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合位點(diǎn)，驅(qū)動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄出mRNA，最終獲得蛋白質(zhì)；終止子：轉(zhuǎn)錄在所需地方停下來學(xué)情分析由于這部分相對來說比較簡單，因此在授課過程中基本都采用“講述與學(xué)生練習(xí)、討論相結(jié)合”的教學(xué)方法，這樣既讓學(xué)生學(xué)會(huì)知識(shí)的，又培養(yǎng)了學(xué)生的能力。學(xué)生經(jīng)過上一節(jié)的學(xué)習(xí)已經(jīng)掌握dna重組技術(shù)所需三種基本工具的作用及基因工程載體所需條件等知識(shí)，具備學(xué)習(xí)基因工程的基本操作程序一節(jié)的基礎(chǔ)；而且經(jīng)過一年必修教材的學(xué)習(xí)，學(xué)生的生物基礎(chǔ)知識(shí)較扎實(shí)，思維的目的性、連續(xù)性和邏輯性已初步建立。但基因工程一節(jié)對學(xué)生來說難點(diǎn)較多，如果處理不好，會(huì)變成簡單的死記硬背。因此在教學(xué)過程中，應(yīng)在教師引導(dǎo)下適時(shí)加強(qiáng)學(xué)生解決問題和運(yùn)用概念圖等生物學(xué)語言歸納結(jié)論等方面的能力?！痘蚬こ痰幕静僮鞒绦颉?評測練習(xí)效果分析《基因工程的基本操作程序》-評測練習(xí)的各題通過率題號標(biāo)準(zhǔn)答案通過率abcd1B101002C0.690.130.070.690.113D0.330.110.380.180.334B0.730.040.730.020.25B0.870.020.870.020.09結(jié)果分析：從上表可以看出，題目2/3兩個(gè)個(gè)題目做得不理想，這三個(gè)題目均為前面所學(xué)知識(shí)的回顧與檢測，從而看出學(xué)生對前面所學(xué)的知識(shí)有所遺忘?？傊ㄟ^上表可以看出，對于本節(jié)課所學(xué)的知識(shí)學(xué)生掌握狀況良好，基本能夠掌握所學(xué)知識(shí)，但是前后知識(shí)的聯(lián)系不夠好；結(jié)合涉及前面知識(shí)的練習(xí)題，學(xué)生遺忘嚴(yán)重，因此在下一階段的教學(xué)中，要注重前后知識(shí)的串聯(lián)?；蚬こ痰幕静僮鞒绦颉虒W(xué)反思本節(jié)是選修三第一章基因工程概述的內(nèi)容，呈上節(jié)操作工具，啟下節(jié)基因工程的成果，在本章中具有重要作用。統(tǒng)覽全冊，與本節(jié)內(nèi)容有關(guān)的章節(jié)很多，所以學(xué)會(huì)學(xué)好本節(jié)內(nèi)容直接關(guān)系后面的學(xué)習(xí)。而基因工程內(nèi)容抽象，知識(shí)瑣碎，如何在有限的時(shí)間讓學(xué)生充滿樂趣搞效的學(xué)習(xí)是本節(jié)內(nèi)容的主導(dǎo)思想。本節(jié)課根據(jù)學(xué)生目前的學(xué)習(xí)情況，制定的學(xué)習(xí)目標(biāo)如下：1、目的基因的獲取，2、基因表達(dá)載體的構(gòu)建。采用了以下教學(xué)方式：一、利用抗蟲棉引入，激發(fā)學(xué)生的興趣。教師抓住教育的契機(jī)，引入本節(jié)內(nèi)容基因工程的基本操作程序，學(xué)生的興趣調(diào)動(dòng)了起來，思維之門打開。二、小組討論培養(yǎng)學(xué)生合作探究精神。本節(jié)課中學(xué)生討論一共兩次，通過討論可以開闊學(xué)生的思維，提高與他人合作的能力。三、聯(lián)系實(shí)際將理論知識(shí)形象化。教師適時(shí)的將基因工程的科技成果穿插到教學(xué)中，開闊學(xué)生的視野，增強(qiáng)他們學(xué)習(xí)積極性，將理論知識(shí)生活化，具體化。四、多媒體與板書相結(jié)合。隨著科技的發(fā)展，多媒體在教學(xué)中的應(yīng)用越來越多，但是有些教師完全依賴多媒體，這樣的效果不是很好，板書不能丟，板書的設(shè)計(jì)也是教師基本功的一項(xiàng)，多媒體是用來補(bǔ)充板書不能體現(xiàn)的內(nèi)容，一種輔助的手段。在教學(xué)過程中一些相關(guān)的圖片，動(dòng)畫通過多媒體的演示可以幫助學(xué)生理解內(nèi)容，但是切忌太過于花哨，應(yīng)該突出實(shí)質(zhì)性的東西。板書可以將課本的重點(diǎn)和內(nèi)容完整的體現(xiàn)，給學(xué)生一個(gè)完整的印象

本節(jié)課優(yōu)點(diǎn)：1、講與練相結(jié)合，及時(shí)復(fù)習(xí)鞏固所學(xué)知識(shí)，學(xué)習(xí)目標(biāo)能很好解決。不足之處：1、“原位印影”概念沒有很好的解釋好，學(xué)生掌握情況不好；2、學(xué)生語言描述未能給予強(qiáng)化。這些有待彌補(bǔ)和改善?！痘蚬こ痰幕静僮鞒绦颉返慕滩姆治觥窘滩姆治觥俊痘蚬こ痰幕静僮鞒绦颉肥侨私贪孢x修3專題1基因工程中第2節(jié)內(nèi)容，本節(jié)是《基因工程》專題的核心，上承《DNA重組技術(shù)的基本工具》一節(jié)，下接《基因工程的應(yīng)用》。對于基因工程，學(xué)生接觸得很少，文字描述中會(huì)感到抽象，為此，教材中采用形象化得呈現(xiàn)方式簡述了基因工程基本操作程序的四個(gè)步驟。例如，基因文庫中把基因組文庫比作國家圖書館，而把cDNA文庫比作某市圖書館，這樣便于學(xué)生理解和掌握。此外，在教材處理中還呈現(xiàn)主干，割舍枝杈，將非主干內(nèi)容以《生物技術(shù)資料卡》、《拓展視野》等方式呈現(xiàn)，做到有主有次?！緦W(xué)情分析】由于這部分相對來說比較簡單，因此在授課過程中基本都采用“講述與學(xué)生練習(xí)、討論相結(jié)合”的教學(xué)方法，這樣既讓學(xué)生學(xué)會(huì)知識(shí)的，又培養(yǎng)了學(xué)生的能力。學(xué)生經(jīng)過上一節(jié)的學(xué)習(xí)已經(jīng)掌握dna重組技術(shù)所需三種基本工具的作用及基因工程載體所需條件等知識(shí)，具備學(xué)習(xí)基因工程的基本操作程序一節(jié)的基礎(chǔ)；而且經(jīng)過一年必修教材的學(xué)習(xí)，學(xué)生的生物基礎(chǔ)知識(shí)較扎實(shí)，思維的目的性、連續(xù)性和邏輯性已初步建立。但基因工程一節(jié)對學(xué)生來說難點(diǎn)較多，如果處理不好，會(huì)變成簡單的死記硬背。因此在教學(xué)過程中，應(yīng)在教師引導(dǎo)下適時(shí)加強(qiáng)學(xué)生解決問題和運(yùn)用概念圖等生物學(xué)語言歸納結(jié)論等方面的能力?；蚬こ痰幕静僮鞒绦蛟u測練習(xí)一、選擇題1.下列關(guān)于基因工程的敘述中,正確的是()A.DNA連接酶和RNA聚合酶催化生成的化學(xué)鍵相同B.DNA連接酶對“縫合”序列不進(jìn)行特異性識(shí)別,無專一性催化特點(diǎn)C.受體細(xì)菌若能表達(dá)質(zhì)粒載體上抗性基因,即表明重組質(zhì)粒成功導(dǎo)入D.培育轉(zhuǎn)基因油菜,需對受體細(xì)胞進(jìn)行氯化鈣處理2.從某海洋動(dòng)物中獲得一基因,其表達(dá)產(chǎn)物為一種抗菌性和溶血性均較強(qiáng)的多肽P1。目前在P1的基礎(chǔ)上研發(fā)抗菌性強(qiáng)但溶血性弱的多肽藥物,首先要做的是()A.合成編碼目的肽的DNA片段B.構(gòu)建含目的肽DNA片段的表達(dá)載體C.依據(jù)P1氨基酸序列設(shè)計(jì)多條模擬肽D.篩選出具有優(yōu)良活性的模擬肽作為目的肽3.如圖表示蛋白質(zhì)工程的操作過程,下列說法不正確的是()A.蛋白質(zhì)工程中對蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)的了解是非常關(guān)鍵的工作B.蛋白質(zhì)工程是完全擺脫基因工程技術(shù)的一項(xiàng)全新的生物工程技術(shù)C.a、b過程分別是轉(zhuǎn)錄、翻譯D.蛋白質(zhì)工程中可能構(gòu)建出一種全新的基因4.MseⅠ、PstⅠ、EcoRⅠ三種限制酶的識(shí)別序列及切割位點(diǎn)分別是:GAAT↓TAATTC,C↓TGCAG,G↓AATTC,下圖1、圖2中箭頭表示相關(guān)限制酶的酶切點(diǎn)。若要用上圖質(zhì)粒和外源DNA構(gòu)建重組質(zhì)粒,需要對質(zhì)粒進(jìn)行改造,構(gòu)建新的限制酶切位點(diǎn)。在構(gòu)建新的限制酶切位點(diǎn)的過程中需要使用的酶是()A.限制酶PstⅠ、DNA連接酶、DNA聚合酶B.限制酶EcoRⅠ、DNA連接酶、DNA聚合酶C.限制酶EcoRⅠ、限制酶PstⅠ、DNA聚合酶D.限制酶PstⅠ、限制酶EcoRⅠ、DNA連接酶5.番茄葉片受害蟲損傷后,葉肉細(xì)胞迅速合成蛋白酶抑制劑,抑制害蟲的消化作用。人們嘗試將番茄的蛋白酶抑制劑基因?qū)胗衩?以對付猖獗的玉米螟。下圖為培育轉(zhuǎn)基因抗蟲玉米的流程圖,下列描述正確的是()A.可利用限制性核酸內(nèi)切酶從番茄的基因庫中獲取蛋白酶抑制劑基因B.用氯化鈣處理玉米受體細(xì)胞,有利于含目的基因的重組質(zhì)粒導(dǎo)入C.重組Ti質(zhì)粒應(yīng)有RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的部位,以啟動(dòng)蛋白酶抑制劑基因的轉(zhuǎn)錄D.若將目的基因?qū)胗衩谆ǚ奂?xì)胞,通過花藥離體培養(yǎng)可獲得穩(wěn)定遺傳的轉(zhuǎn)基因玉米《基因工程的基本操作程序》的課標(biāo)分析《基因工程的基本操