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視頻標簽：基因工程的,基本原理和技術
所屬欄目：高中生物優質課視頻
視頻課題：北師大版高中生物選修三4.1《基因工程的基本原理和技術》陜西省 - 西安
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《基因工程的基本原理和技術》教學設計
一、教材分析
基因工程屬于生物科技前沿的內容,基因工程的基本原理和技術是基因工程的核心。本課時既是一節復習課,也是一節活動探究課,是在學生已有知識的基礎上,引導學生通過模擬制作以及設想探究等活動,深入理解基因工程的基本原理和技術流程,同時訓練學生分析問題、解決問題的能力，逐步形成科學思維，并落實社會責任。 二、學情分析
學生對基因工程有很大的興趣也有一定的了解和關注，已初步學習了基因工程的基本原理和工具以及基本程序,同時高二的學生具備了一定的分析問題的思維能力，這些若能因勢利導，將十分有利于本節內容的掌握和學生思維的訓練。 三、教學目標：
1、通過模擬制作重組DNA，掌握基因工程的工具，引導學生在動手制作中發現問題、分析問題、解決問題，訓練學生的科學思維
2、通過問題情境的設置，充分激發學生探究，進一步熟悉和掌握基因工程的技術流程，學會具體問題具體分析。
3、通過聯系社會熱點和校園文化，引起共鳴、達成共識，學會正確看待生物新技術，落實 社會責任。 四、教學過程
教學過程 教學內容
教學手段 和方法 預期目標 一、導入
二、小組活動一：模擬制作重組DNA
PPT：視頻播放電影《蜘蛛俠》片斷
師：視頻中的蜘蛛俠是基因工程的產物嗎?請根據你對
基因工程的了解,談談你的看法? 生：回顧基因工程,分析討論
師：引導學生回顧基因工程,共同梳理 一種原理 二種生物 三種工具 四個步驟
生：認同視頻中的蜘蛛俠并不是基因工程的產物，沒
有用到三種工具、四個步驟，沒有基因重組。
師：基因工程中用到的工具是如何起作用的，今天我
們通過自己動手來進行模擬。
PPT：顯示具體活動細則，介紹材料和要求，學生檢查
熟悉材料用具和要求
小組任務：小組分工合作，利用所給材料制作重組DNA 材料用具：剪刀兩把、膠帶一卷、寫有DNA序列的紅色紙帶（含目的基因的DNA片段）和白色紙帶（運載體片段）
活動要求：用剪刀（藍色剪刀代表EcoRⅠ，黑色剪刀代表SmaⅠ）對提供的“DNA”進行“切割”，再用膠帶（DNA連接酶）對被限制酶切割產生的“DNA片段”進
從學生感興趣的熱點入手，激發學生學習興趣
在問題思考中共同回顧梳理基因工程
明確小組活動的要求和目的，學生通過充分討論和動手嘗試思考和理解基因工程的
激發學生興趣 引發思考,加深學生對基因工程的認識
歸納梳理基因工程，構建知識框架。
將肉眼看不見的抽象分子水平操作以模擬制作的形式呈現，有效突破學生在基因工程學習過程中的難點，同時提高學生的思
2
1、模擬制作重組DNA
2、思考分析討論
行“連接”，形成重組DNA 師：展示DNA實物模型，提醒學生注意手中的紙帶模擬的是具有雙螺旋結構的DNA。 學生小組討論交流，動手嘗試操作，教師關注各小組 活動情況，及時引導提醒 學生小組展示制作的“重組DNA”，分享制作過程，其 他小組適時評價 師生交流，點評學生的制作，強調限制酶的作用特點， 關注磷酸二酯鍵和氫鍵的位置，提醒膠帶要短要靠外 側，氫鍵位置不可以貼膠帶等，各小組及時修正 師：各組都已順利完成模擬制作重組DNA，但問題是，真正的基因工程中，我們看不見這些分子，無法進行如此準確的剪切和拼接，一般是將多個含目的基因的片段與限制酶混合加入試管中，另一個試管中則放入多個運載體并加入同種限制酶，處理后兩個試管中的產物混合，再加入DNA連接酶，反應一段時間后，產物會有哪些？都是我們想要的目的基因-運載體重組DNA嗎？ 學生分析討論，利用手中的材料嘗試模擬操作 生：目的基因有可能和目的基因拼接 生：運載體有可能和運載體拼接 生：還有可能目的基因自身環化或者運載體自身環化 生：還有可能目的基因與運載體反向拼接，導致目的基因無法準確表達 師： 如何將目的基因定向插入運載體，盡可能避免目的基因和載體的自身環化和任意拼接？ 學生思考、分析、討論，嘗試解決問題 師生交流，通過板書模型進行模擬操作，形成共識， 認同雙酶法切割可以有效避免目的基因和載體的自身 環化和任意拼接。 師：通過我們自己動手模擬操作，我們對基因工程的工具有了更清晰的認識，那么基因工程的四個步驟你又掌握的如何呢？ 工具如何作用
各小組在展示交流過程中進一步發現問題，分析問題，修正制作過程，真正掌握基因工程的工具。
挖掘新的問題，引發學生思考，有利于學生思維的訓練 學生通過思 考討論和模 擬操作發現 產物多樣，并 不一定都是 我們想要的
目的基因-運 載體重組DNA
問題層層深入，學生在思考、討論、模擬中訓練思維和解決問題的能力
設置了四個
維能力和動手
能力。
通過小組展示交流，培養學生表達能力、評價能力和反思能力
通過模擬制作與實際操作對比，引發新的矛盾和問題，鼓勵學生分析討論，有效訓練思維 .
學生在分析討論中發散思維，加深對限制酶和DNA連接酶的認識和理解，同時培養學生分析問題和解決問題的能力
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二、小組活動二：分析討論,設計合理方案
三、小結與練習
PPT：顯示小組活動二，討論分析 設想一：如何培育抗蟲棉？
設想二：如何讓小鼠發出海蜇的熒光？
設想三：如何讓大腸桿菌產生出人的胰島素？ 設想四：能否制造出真正的蜘蛛俠？
師：來看我們今天的第二個小組活動，大屏幕上展示
了四個科研任務，咱們仍然以小組為單位，請選擇你們感興趣的研究課題，根據自己所學設計合理方案，研究成功的小組召開新聞發布會，給大家展示講解下你們的設計思路。
各小組交流研究情況，闡述操作思路和流程
師生交流，強調具體問題具體分析，關注目的基因的 來源，構建基因表達載體的要求、不同轉化方法以及 如何檢測等問題，加深理解
師：如果通過基因工程制造出真正的蜘蛛俠，培養成
功之后，他一定是我們想要的俠嗎？
學生思考、分析、討論
師生討論交流，關注社會熱點，例如賀建奎基因編輯 事件引發的爭議和質疑等，引導學生關注生物新技術 的安全性和倫理問題
師：雖然我們成不了蜘蛛俠，但是只要我們有責任心、
有擔當、心懷天下，大家一樣可以成為優秀的高新俠！
PPT：顯示課后延伸內容，鼓勵學生繼續研究，課后查閱資料了解基因工程的安全性和倫理問題，關注生物學新技術的發展
總之，基因工程的研究仍在繼續深入，還有許多問題需要解決。期待在不遠的將來，基因工程能更好地造福于人類。
PPT顯示課堂練習，學生鞏固強化本節知識 問題，各小組選擇自己感興趣的內容討論研究。四個問題分別代表了四個方面，轉基因植物、轉基因動物、轉基因微生物等，通過小組活動熟悉基因工程操作步驟，同時認同具體問題需要具體分析
通過具體問題情境，引導學生正確認識生物新技術，關注安全性和倫理問題，落實社會責任
與導入相呼應，學生在解決具體問題的過程中加深對知識的理解和應用
總結本節內容，鼓勵學生課后查閱更多資料，關注社會、關注科學新技術
通過情境設置，充分調動學生的積極性，關注學生表達能力和具體分析問題解決問題的能力培養學生開放性思維
認同科學是把雙刃劍，關注新的技術帶來的影響
關注社會熱點，聯系校園文化，進一步落實社會責任
通過練習，加深理解，培養學生知識應用能力
視頻來源：優質課網 www.jjlqy.cn
