基因工程的基本操作程序的教学设计

基因工程的基本操作程序的教学设计高中生物选修模块的内容是建立在必修基础之上，为了满足学生多样化发展的需要而设计的，旨在进一步提高学生的生物科学素养。选修教学的有效实施有助于全面落实新课改理念。下面是以选修3中的“基因工程的基本操作程序”为例的教学设计。一、本节内容地位分析基因工程的基本操作程序是选修3现代生物科学技术专题1基因工程的第2节内容，也是基因工程的核心，上承dna重组技术的基本工具，下接基因工程的应用。本节内容既是对“基因重组”、“基因表达”等必修知识的深化和运用，又为学习其他生物技术奠定基础。二、学情分析本节课所授对象是高二年级的学生，他们的逻辑思维能力已初步建立，通过高一一年对必修教材的学习，学生已经掌握了基础生物学知识，高一年级已经学习了基因重组、基因的表达、基因突变等内容，且通过上一节学习已经掌握dna重组技术所需的三种基本工具，具备学习基因工程的操作步骤的基础。相对于遗传与进化模块，本节内容只是容量更多，层次更深，涉及较多的实验操作过程，学生理解起来有一定的难度，因此在教学过程中，教师要适时引导加强学生解决问题的能力。三、教学目标分析1 .知识与技能目标（ 1）简述基因工程原理及基本操作程序。（ 2）通过对图中插图，和教学动画的观察，培养学生的思维能力。2 .过程与方法目标通过对基因工程基本概念、基本原理的学习，培养学生分析解决问题的能力。3 .情感态度与价值观目标（ 1）通过引导学生上网搜集资料的活动，引起学生主动参与，乐于探究，获取新知识的能力。（ 2）关注基因工程的发展，认同基因工程的诞生和发展离不开理论研究和技术创新。四、教学重点基因工程基本操作程序的四个步骤五、教学难点1 .从基因文库中获取目的基因2 .利用pcr技术扩增目的基因六、教学设计思路及教学流程设计思路：本节内容知识点多，都比较抽象，教师要充分利用学生已有的知识储备创设情境，善于运用多媒体课件将抽象的内容形象化，帮助学生理解相关概念内容。在教学前，要做好课前准备（教师：多媒体课件，红色纸条和白色纸条若干；学生：查阅相关资料，自行准备可以代表dna的物件）；课堂教学时按照“整体-部分-整体”的结构介绍基因工程的各个步骤，且多个步骤采取先观看教学视频或动画，然后教师以问题串的形式层层深入，引导学生突破难点，同时构建了两个生物建模，在师生在共同探究的过程中完成教学目标。七、主要教学方法讲授法、讨论法、多媒体课件展示等八、学法指导（ 1）结构指导法：帮助学生把握基因工程的操作各个步骤的来龙去脉，建立知识的立体结构。（ 2）渗透指导法：在教学过程中，明确要求，引导学生跟着教师的思路，让学生在潜移默化中掌握新的学习方法。比如，重组质粒中启动子，终止子的作用。（ 3）归纳指导法：总结归纳知识体系，学生用已学的知识尝试设计一种转基因食品的过程。九、教学具体过程教学环节教师活动学生活动教学意图展示图片回顾旧知（基因工程操作步骤的整体把握）课件展示众多转基因食品和生物图片，并且播放一段抗虫棉的培育过程视频。问：1.结合视频，概括出抗虫棉的培育过程？课件展示基因工程的操作程序（图1-6），随后对每一个步骤做进一步研究。学生观察、讨论后回答1.学生结合必修2知识，用自己的语言概括出大致过程。师生共同总结：1提取目的基因的2目的基因与运载体结合3将目的基因导入受体细胞4目的基因的检测和表达。增加学生的感性认识，进而引起学生的兴趣，认同转基因产品已经深入到日常生活中。一、目的基因的获取结合上个视频思考：1 .上述部分转基因食品或生物中目的基因分别是什幺基因，归纳目的基因的概念。引导学生对教材进行自学，教师进行实验（教师用准备好的材料做实验：将1m左右的白色纸条随机剪成大小不等的30个片段，随机选取若干个纸条装进任意一个信封（供10个），针对实验提出问题：2 .怎样才能获得目的基因，具体途径有哪些？白色纸条代表什幺？信封代表什幺？不同信封的区别是什幺？什幺是基因文库？什幺是基因组文库？3 .归纳出基因文库的概念（课件显示基因文库的构建简图）4 .课件展示cdna文库构建的过程以及需要用到的酶有哪些？5 .区别胰岛b细胞、胰岛a细胞的基因组文库和cdna文库的异同。6 .观看录像pcr技术，提疑问：（ 1）该过程与之前所学哪种生理过程类似？（ 2）其中哪些是体内复制没有提到的内容？（ 3）其中的引物起什幺作用？（ 4）dna如何解开双螺旋旋。（ 5）回忆并比较体内dna的复制过程与pcr技术的区别。（ 6）多媒体展示通过pcr技术对目的基因进行扩增的过程，学生总结过程？（ 7）若基因比较小，核苷酸序列又基因还可以如何获得？1.像抗虫棉的抗虫基因，与生物药物和保健品相关的基因等等。师生总结：目的基因主要指编码蛋白质的基因，它也可以是一些具有调控作用的因子。2 .目的基因可以从基因文库中获取。纸条代表某种生物的dna，信封代表受体菌，不同信封的区别在于多含有的dna片段不同，每一个信封就代表是基因文库，所有的信封就是基因组文库。3 .基因文库：将含有某种生物不同基因的许多dna片段，导入受体的群体中去储存，则各个受体均分别含有这种生物的不同基因。4 .逆转录酶，核酸酶h，dna聚合酶。5 回忆思考细胞分化的相关内容，回答：十、教学反思本节课主要内容是基因工程的基本操作程序，现将本节课的体会总结如下：（ 1）贯彻新课改理念，落实课标要求。本节课以学生为主体开展的教学，教师通过设置疑问，引导学生观察、阅读相关资料，从而总结出基本概念和基本原理，充分发挥了学生的主观能动性。（ 2）采用多种教学手段，化抽象文字为形象图片，逐个突破难点。教学中多次用到多媒体教学：动画、视频、图片等，增强了学生的感性认识，加强了记忆效果。比如，转基因生物实例，重组质粒的构成等等。（ 3）创设真实情境，促进新旧知识的衔接。上课开始就利用现实生活中抗虫棉的培育过程导入，促进学生回忆已经学过的知识，增强对旧知识的巩固。（ 4）制作生物建模，培养学生的能力。为了使学生更容易理解基因文库的概念，教师用“信封”进行类比，形象生动，同时组织小组学生分工协作，用相关材料构建基因表达载体，培养了学生的动手能力，提高了合作交流的意识。（ 5）反向思维的运用。关于目的基因的检测，教师用“倒序”的方式引导学生反向思考。本节教学也存在需要改进的地方：由于本节课内容交多，在教学的过程中，教师语速稍快快，导致有些学生思路跟不上；小组探究建模的过程中，教师指导不足等等。参考文献：