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視頻標簽：基因工程
所屬欄目：高中生物優質課視頻
視頻課題：蘇教版高中生物必修2第四章第四節第三課時“基因工程及其應用”甘肅省 - 酒泉
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“基因工程及其應用”教學設計
一 教材分析
本節是蘇教版2003課標版高中生物必修2第四章第四節第三課時的內容，主要包括三個方面：基因工程的原理、基因工程的應用、轉基因生物和轉基因食品安全性。本節是對雜交育種和誘變育種內容的補充，是即貼近實際又遠離生活的微觀內容。學習這一內容，既有助于學生了解前沿科技，也能對科學、技術、社會三者的關系有更深入的理解，還能為學生的人生規劃和發展提供新的視角。 二 學情分析
經過必修1的學習，學生的生物基礎知識較扎實，思維邏輯性已初步建立，由于基因工程是在分子水平上進行的操作，操作過程細微、抽象，實驗現象看不見也摸不著，只憑教師講述是很枯燥的，學生也難以理解，因此在教學過程中，通過動畫演示、觀看微課、模型構建、模擬實驗來教學，采用小組合作學習與模型建構有機結合的方法來開展自主探究，充分體現學生在課堂中的主體地位，發揮教師的主導作用，通過教師的重點指引和難點突破，幫助學生完成從對知識的初步認識和理解。 三 教法與學法分析
學法分析：本節課的學習主要采用自主、合作、探究學習法與模型建構法結合的方式。在探究活動中采用小組討論的方式來合作解決問題；通過動手操作加深對基因工程操作步驟的理解，從而在獲取新知的同時，達到能力的提升和學科素養的提高。
教法分析：本節課在新課程倡導的探究性學習理念的指導下，采用探究式教學法。由于學生對基因工程不甚了解，設計教學時，對建模指導提供了相關的背景材料和必要的說明，目的是便于學生形成比較嚴謹的方案。此外，還貫穿有多媒體演示法，講授法等，以便使學生獲得更形象、全面的認識。 四 教學目標
1通過自主構建模型物理，理解基因工程的基本操作步驟，培養學生獲取新知識的能力、分析問題和解決問題的能力能力及交流與合作的能力。
2通過科學探究，培養小組合作意識，樹立實事求是的科學態度和用于探索的科學精神。 3通過學生閱讀教材，了解基因工程的應用。 五 教學重點
1 基因工程的工具。 2基因工程的基本步驟。
解決策略：課前通過學生自主學習，填寫預習學案，掌握基因工程的基本內容。課堂采用小組合作學習與模型建構有機結合的方法，在探究活動中采用小組討論的方式來合作解決疑難問題；通過學生親自動手操作、上講臺展示、動畫演示、觀看微課、利用電子白板的圖片拖動等方法將微觀內容直觀化，加深對基因工程操作步驟的理解，突出重點，從而在獲取新知的同時，提升能力和學科素養。 六 教學難點
基因工程的工具。
解決策略：課前準備DNA分子片段模型，通過模擬限制酶的剪切和DNA連接酶的連接，并利用利用電子白板的圖片拖動、出現分別展示兩種酶的剪切和鏈接過程，將抽象的內容直觀形象化，發現兩種酶的作用特點；通過觀看flash動畫、觀看微課、現場實物演示等方法，突破難點，以便使學生獲得更形象、全面的認識。
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七 教學過程 教學程序 教師組織引導 學生活動 多媒體應用 教學意圖
展示圖片，導入新課 教師白板展示圖片，組織學生找出葉片的不同（蟲洞和棉鈴蟲的數量）。
教師組織學生學習教學目標。 教師簡潔地強調教學目標。
抗蟲棉就是以普通棉為材料，通過基因工程的方法獲得，本節課學習基因工程及其應用。 找茬活動：觀看白板展示的圖片，容易看到：普通棉的葉片被棉鈴蟲大量啃食。
齊聲朗讀教學目標。
利用白板展示抗蟲棉和普通棉葉片的圖片。
利用白板筆的功能標注教學目標。
激發學習興趣，提升求知欲望。
引起學生注意 引入新課 過渡
解析概念，掌握原理
教師以問題的形式逐步引導學生分析基因工程的概念， 在引導學生思考基因工程與雜交育種在原理上的區別，幫助學生理解基因工程的概念。
朗讀基因工程的概念。
思考并回答以下問題： 基因工程的原理、優點、操作對象、操作水平、操作環境。
利用白板筆的功能標注注意點。
利用白板蒙層功能逐步展示答案。
熟悉概念
在師生互動中分析、理解概念，培養學生知識遷移的能力，也起到過渡的作用。 模擬演示，熟知工具
1.基因的“剪刀”——限制酶 熟悉限制酶的特點。
理解限制酶的特點。
提問：要求學生分析EcoRI限制酶作用DNA分子片段后的結果。
（注意：教師引導學生分析過程中強調識別“特定的”核苷酸序列，在“特定的切點”上切割DNA分子。）
引導學生找出磷酸二酯鍵，畫出切割部位。
引導學生觀察切割形成的末端，并說明為什么叫粘性末端。
學生活動：朗讀限制酶的特點。
學生活動：學生上講臺，模擬EcoRI限制酶的切割過程。
（學生說錯后，其他學生上講臺改正）
在DNA平面結構圖上，學生找出磷酸二酯鍵，畫出切割部位。
白板展示限制酶的特點。
白板展示DNA分子片段模型。
利用白板展示DNA平面結構圖，在白板中拖動、旋轉DNA片段，
用白板筆的功能找出磷酸二酯鍵并畫出切割部位。
讓學生熟悉限制酶的特點。 讓學生演示切割過程以及切割后形成的粘性末端，將抽象內容直觀形象地展示，便于學生理解限制酶的作用部位和作用特點。
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模擬演示，熟知工具
2.基因的“針線”──DNA連接酶
以兩種DNA分子片段模型為材料。
提問1：要求學生分析EcoRI限制酶作用后的結果分別是什么。
提問2：同種EcoRI限制酶切割后的粘性末端是怎樣的？ 教師展示出兩個粘性末端。 提問3：這樣的兩個粘性末端連接后“縫隙”個如何縫合？ 教師組織觀看視頻，引導學生思考DNA連接酶的作用、連接部位。
學生回答出切割后形成的粘性末端。
再將切割形成的末端放在一起，學生觀察、分析得出：同種限制酶切割產生的末端相同。 學生觀看放大部位。
學生觀看flash動畫，看見：DNA連接酶能連接2個相同的粘性末端，并且DNA連接酶建立
了磷酸二酯鍵。
白板展示兩種DNA分子片段模型。
白板展示限制酶切割后的粘性末端。
利用白板的放大鏡功能，放大“縫隙”
在白板中插入flash動畫，讓學生觀察到DNA連接酶的連接部位，清晰直觀。
白板展示出兩個粘性末端，易于發現規律，為基因工程的第2個步驟做鋪墊。
讓學生發現，“縫隙”是真實存在的。
清楚認識DNA連接酶的作用。 3. 基因的運輸工具——運載體
教師引導學生說出運載體的作用、種類。
教師以質粒為例，引導學生分析、總結運載體的分布、化學本質和特點（含標記基因）。
學生根據導學案，回答運載體的作用、種類。 學生回答質粒的問題： 1.運載體的分布、化學本質是什么？
2.作為運載體必須具備哪些條件？
白板展示大腸桿菌的質粒模式圖，
培養注重課本的意識。
培養學生觀察能力，熟悉知識。
合作探究，熟練操 作
設置問題
了解一些名詞
設計思路：組織學生合作探究，幫助學生理解基因工程在操作時基本工具的使用和操作注意事項。
思考：利用這三種工具，如何培育抗蟲棉？ 原料：蘇云金桿菌（含抗蟲基因）、普通棉 舉例說明：什么是供體細胞、目的基因、受體細胞。
白板展示問題
過渡
明確一些名詞
培養學生合作學習、探究學習的能力。
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合作探究，熟練操 作
合作探究一：提取目的基因 在電子白板中導入材料： 1紅色紙條：模擬含目的基因的DNA片段
2 剪 刀：模擬限制酶EcoRl（能夠專一識別GAATTC序列，并在G和A之間切開。）
教師組織學生合作探究。 組織學生交流。
展示學生剪取得目的基因。
了解學情
學生小組討論（3分鐘）：
從含目的基因的DNA片段中如何剪取獲得目的基因。
小組合作探究 學生上講臺交流、分析過程。 學生觀察、分析圖片。
觀察、分析圖片
利用白板中計時器，設置時間。 利用白板展示DNA片段，提供相關信息。
利用電子白板圖片蒙層，顯示正確答案。
利用白板筆的功能畫出切割部位。 利用白板的授課助手功能，通過掃描二維碼，將白板課件和手機連接起來。 將手機拍攝的圖片上傳到白板。 顯示時間，增強學生時間觀念。
體驗限制酶發揮的作用和切割的位點。
培養學生合作學習、探究學習的能力。
隨時了解學生對
知識的掌握情
況，以便及時補充。 合作探究二：目的基因與運載體結合
在電子白板中導入材料： 1紅色紙條：模擬目的基因 2白色圓環：模擬質粒 3膠 帶： 模擬DNA連接酶
4剪 刀：模擬限制酶EcoRl（能夠專一識別GAATTC序列，并在G和A之間切開。）
學生活動：
1學生上講臺展示、分析限制酶EcoR處理質粒的過程。
利用白板展示DNA片段，提供相關信息。
利用白板筆的功能，在質粒上畫出限制酶作用時斷裂的化學鍵、切割部位。
再次體驗限制酶的作用，為目的基因與運載體結合做鋪墊。。
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合作探究，熟練操作
教師組織學生合作探究。 問題：
1質粒用限制酶EcoRl處理后結果如何？
2用限制酶EcoRl處理后質粒的粘性末端能與目的基因結合嗎？
教師強調難點切點、切割后的末端、末端的連接、重組質粒的標記基因、目的基因。
2學生先觀看視頻，后動手操作。
（由于理解和操作難度大，因此，采用此法。）
3學生觀察視頻抓拍圖，并聽教師的講解分析。
利用白板筆的多媒體功能導入微課，播放微課。
利用視頻的抓拍功能抓拍關鍵時刻圖片。
由于該部分難度很高，讓學生先觀看視頻學習，后動手操作，直觀形象，深刻理解DNA連接酶的作用特點。 利用播放器的抓拍功能，對重點、難點抓拍，通過學生觀察視頻抓拍圖和聽教師的講解分析，突出重點、突破難點，加強學生理解知識。
合作探究三 將目的基因導入受體細胞
在電子白板中導入材料： 大燒杯：模擬受體細胞，重組質粒
教師實物演示，組織學生探究
學生觀看實物演示： 看到1個燒杯中導入了重組質粒，2個燒杯中沒有導入重組質粒。
利用白板展示相關信息。
通過觀看實物演示，直觀形象，深刻理解目得的基因導入受體細胞的場景。
合作探究四 目的基因的檢測與鑒定
以實物演示為素材，引導學生理解目的基因的檢測與鑒定的作用和方法。
在實物演示基礎上，思考并回答問題：
1. 目的基因導入受體細胞了嗎？檢測的作用和方法分別是什么？
2. 目的基因導入受體細胞之后一定會表達嗎？鑒定的作用和方法分別是什么？
利用白板拖動放大功能，放大圖。
利用白板蒙層功能逐步檫出答案。
通過設置問題串，深刻理解目的基因的檢測與鑒定的作用和方法。
教師組織學生小結基因工程的基本步驟。
學生上講臺小結基因工程的基本步驟。
利用白板對圖的拖動放大功能，組合圖； 利用白板筆的功能進行標記。
小結基因工程的基本步驟，突出學生的主體的地位。
6
應用
組織學生閱讀課本，學習基因工程的應用。
教師的講解分析。
學生限時閱讀課本（3分鐘），回答下列問題： 1、在作物育種方面，通過基因工程獲得了_____、_____、________、_____的農作物。
2、在藥物研制方面，通過基因工程研制出的藥物與傳統藥物比較，有什么優點？
利用白板中計時器，設置時間。
利用白板展示問題。
利用白板對圖的拖動放大功能。 利用白板中計時器，顯示時間，增強學生時間觀念。
通過學生閱讀課本，回答問題，自主學習。
通過講解，理解知識。 安全性
展示圖片信息，組織學生回答對基因工程安全性的看法。
學生自主發言，表明自己的觀點：敢吃和不敢吃的原因。
利用白板導入圖片。
激發學生的興趣。
通過學生自主發言，提高學生的語言表達能力。
歸納總結
引導總結本節課內容。
思考回答問題
利用白板展示知識框架
課堂總結
鞏固練習 引導學生完成練習。 學生對課堂檢測題進行講解分析。
利用白板展示練習題，利用白板蒙層功能檫出答案。
鞏固所學內容，知識反饋。 板書設計
基因工程及其應用
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亮點與不足
亮點 1采取了建模的活動讓學生切身體驗基因工程，教學探究式學習，整體上了解基因工程的四個步驟，師生在探究活動中相輔相成，老師利用學生自己的思路來不斷推進課堂，學生的思路又能反過來調整老師的引導方式，使整個過程有序、有效進行，有效的突破了重難點。 2借助觀看視頻、實物演示進行過程演示，將微觀內容形象化，幫助學生理解。 3充分利用交互式電子白板的圖形拖動等功能，組織學生構建基因工程的流程。 4組織學生小組討論、合作學習并展示成果，培養學生團隊合作能力和探究能力。
不足
1.由于本節課容量較大，加上對教材內容做出的大膽變型，使之成為一堂探究課，必然需要較多時間，因此在時間的把握上應該做到把握節奏。
2.本節課是一節創新課，探索的樂趣大部分還是教師自身體會，只是給學生提供了材料，這就大大降低了難度，局限了思維。如果時間允許，教師應不斷以問題啟發、引導，從而讓學生真正成為學習的主人，自己想辦法改進，培養學生對生物學的興趣，提高學生的學科素養。
視頻來源：優質課網 www.jjlqy.cn
