視頻標簽:DNA重組技術(shù)
所屬欄目:高中生物優(yōu)質(zhì)課視頻
視頻課題:人教版生物選修三1.1DNA重組技術(shù)的基本工具_黑龍江 - 七臺河
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人教版生物選修三1.1DNA重組技術(shù)的基本工具_黑龍江 - 七臺河
DNA重組技術(shù)基本工具的教學(xué)設(shè)計
七臺河市第一中學(xué) 生物 全維麗 設(shè)計思路
1.教學(xué)模式:《1235教學(xué)模式》一即一個核心,以學(xué)習(xí)目標為核心,二即二個轉(zhuǎn)變,轉(zhuǎn)變教師教學(xué)行為,轉(zhuǎn)變學(xué)生學(xué)習(xí)方式,三即三個體現(xiàn),課堂體現(xiàn)目標引領(lǐng),體現(xiàn)任務(wù)驅(qū)動,體現(xiàn)效果評價。把學(xué)習(xí)目標落實到課堂每一個過程中,全程循序漸進、有效調(diào)控,五即五個環(huán)節(jié),它們分別是導(dǎo)、讀、研、評、拓。
2.理論依據(jù):多給學(xué)生權(quán)利讓學(xué)生自主去選擇,多給學(xué)生機會讓學(xué)生自己去體驗多給學(xué)生困難讓學(xué)生想辦法去解決,多給學(xué)生條件讓她們體驗創(chuàng)造的樂趣,模擬探究教學(xué)法;問題生成法。
3.設(shè)計特色:針對重點難點對教學(xué)內(nèi)容進行結(jié)構(gòu)化處理,并與基因工程的實際操作練習(xí)起來;在模擬探究的過程中不斷生成問題,引導(dǎo)學(xué)生依據(jù)載體的特點,按照相似性原理,選擇和建立模型,進而對模型進行“剪”與“連”等操作,并分析操作結(jié)果。
教學(xué)分析 1.教材分析
重點:DNA重組技術(shù)的三種基本工具 難點:載體的特點及應(yīng)用 2.學(xué)情分析
DNA重組技術(shù)基本工具在實際應(yīng)用中如何發(fā)揮作用,是非常抽象的內(nèi)容,僅僅靠學(xué)生的想象,很難真正理解并融會貫通;同時,中學(xué)生的心理發(fā)育特點,決定了他們更樂于通過實際動手操作來解決遇到的問題,同時對自己新發(fā)現(xiàn)的問題有更加強烈的探究欲望。
3.教學(xué)條件分析
對于本節(jié)課的教學(xué)設(shè)計而言,需要如下教學(xué)條件:電腦,投影儀,彩色復(fù)印紙,剪刀,雙面膠。幾乎所有省市級示范高中學(xué)校的教學(xué)條件都可以滿足本節(jié)課的要求
教學(xué)目標
1.了解基因工程的基本概念,能夠用自己的話清楚表述。
2.清楚基因操作的工具,能夠說出每一種操作工具的特點及用途。 通過動手操作、小組合作,提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)及合作探究的能力。 教學(xué)策略與手段
教學(xué)模式:探究式教學(xué),通過創(chuàng)設(shè)問題情境,在分析問題、解決問題的過程中不斷生成一系列新的問題,培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力,以及探究和思維能力。
教學(xué)策略:利用教學(xué)多媒體,自制教具,使抽象的問題形象化,引導(dǎo)學(xué)生自主動手操作,解決每一程序中的技術(shù)難點和重點。
教學(xué)手段:PPT,自制教具,投影儀等綜合教學(xué)輔助工具。本節(jié)課模擬探究的是載體與目的基因的連接,所以將教材提供的堿基序列加以調(diào)整,用彩色打印紙打印
教學(xué)過程:
(一)回顧舊知,引入新課
教師的組織和引導(dǎo)
學(xué)生活動
教學(xué)意圖
(一)導(dǎo)入新課:利用多媒體播放新聞聯(lián)播(轉(zhuǎn)基因三文魚上餐桌)。
(二)出示學(xué)習(xí)目標及重難點
(三)通過自主學(xué)習(xí)讓學(xué)生檢測預(yù)習(xí)情況:
1. 基因工程的概念及其要點?(識記) 2. 基因工程中分子手術(shù)刀的名稱?有多
少種?這類酶主要來源于哪里?切割哪種化學(xué)鍵?(識記)
3. 限制酶的作用結(jié)果是什么?識別序列
有什么特點?(應(yīng)用)
4. 基因針線或分子縫合針的名稱?常見
的有哪幾種?作用上的區(qū)別?(識記) 5. 質(zhì)粒是什么?質(zhì)粒做載體必須滿足哪
些條件?(理解)
6. 基因工程常用的運載體有哪些?(闡
明)
學(xué)生獨立完成問題1和問題2后教師拓展補充:限制酶的識別序列及作用結(jié)果及強調(diào)學(xué)案上易錯內(nèi)容。
活動一:用剪刀動手剪切給定的限制酶的識別序列總結(jié)酶識別序列的特點
通過活動總結(jié)限制酶的識別序列特點完成問題3
拓展:DNA連接酶與DNA聚合酶的區(qū)別與聯(lián)系? 活動二:模擬制作——重組DNA的構(gòu)建
利用PPT給學(xué)生分別呈現(xiàn)限制性核酸內(nèi)切酶EcoRI,BamHI識別的堿基序列和酶切位點,酶切過程以及DNA連接酶的作用位點。
給學(xué)生分發(fā)教具:每組發(fā)四個帶堿基序列的環(huán)狀DNA,兩張鏈狀DNA,(且四
個DNA上僅有EcoRI的酶切位點),剪刀,膠帶。
學(xué)生首先動手模擬得到EcoRI酶切后的載體和目的基因。
讓學(xué)生觀察并思考:如果條件充分,
學(xué)生閱讀
學(xué)生閱讀教材思考并回答
教材有的學(xué)案有的學(xué)生獨立完成,學(xué)生答得不完全的其他學(xué)生補充,教師適當(dāng)點撥
學(xué)生觀看動畫理解限制酶的作用特點
學(xué)生獨立動手
引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)限制酶的識別序列特點及回文序列
學(xué)生結(jié)合教材獨立完成問題4 學(xué)生依據(jù)所給表格完成,學(xué)生答補全的教師適當(dāng)點撥
學(xué)生結(jié)合教材獨立完成問題5
學(xué)生觀察。
學(xué)生動手操作,模擬重組DNA,探究載體的特點。
思考,討論,得出結(jié)論。 思考,討論,動手操作,得出
結(jié)論。
學(xué)生們除得到載體與目的基因之間的連接外,還有載體與載體之間的連接,目的基因與目的基因
之間的連接,以及載體自身環(huán)化,通過觀看新聞聯(lián)播,調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,導(dǎo)入課題。 (體現(xiàn)1235教學(xué)模式的導(dǎo))
明確目標及重難點
以問題串的形式層層遞進學(xué)生閱讀教材獨立完成
(體現(xiàn)1235教學(xué)模式的讀)
探究式教學(xué),通過創(chuàng)設(shè)問題情境,在分析問題、解決問題的過程中不斷生成一系列新的問題,培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力,以及探究和思維能力。
培養(yǎng)學(xué)生獨立思考能力和動手能力
引出本節(jié)課的重難點:DNA重組技術(shù)的模擬操作。
讓學(xué)生準確理解切割或連接部位。
在實際動手操作的過程中發(fā)現(xiàn)問題,解決問題。
通過動手模擬操作,以及思考和討論,使所學(xué)知識逐步深
入,并把記憶中的知
此時我們得到的目的基因和載體是否能夠成功連接?
繼續(xù)提出問題:
將多個EcoRI酶切后的載體與目的基因混合后,加入DNA連接酶,其連接產(chǎn)物可能有哪些種?請大家嘗試操作。
提出第二個問題:為什么會出現(xiàn)這么多種連接產(chǎn)物呢?
各小組挑出本組制作的載體與目的基因連接后的重組DNA,互相觀察并比較是否有不同。
提出第三個問題:我們?nèi)绾谓鉀Q目的基因定向插入這個問題呢?
在這個過程中提醒學(xué)生:載體的特點之一是有多個不同的酶切位點。 分發(fā)另一套材料,每組兩個環(huán)狀DNA,兩個鏈狀DNA(都帶EcoRI,BamHI兩種酶切序列),讓學(xué)生再次模擬操作。
給學(xué)生展示PPT,通過圖片和視頻使學(xué)生發(fā)現(xiàn)載體的特點中除有多個酶切位點外,還攜帶有標記基因(如氨芐青霉素抗性基因),標記基因可以參與鑒別受體細胞中是否含有目的基因。
提出第四個問題:前面操作中,載體與載體重組得到的DNA,載體與目的基因重組得到的DNA上都有標記基因(如氨芐青霉素抗性基因),如何篩選出含目的基因的重組DNA呢?(這個問題難度較高,適合能力較強的同學(xué))
如果學(xué)生未得到準確的結(jié)論,提示他們:在基因工程的實際操作中,科學(xué)家選擇的載體往往含兩個或更多的標記基因。 利用PPT呈現(xiàn):環(huán)狀DNA載體以及上面的兩個標記基因。 學(xué)生獨立完成問題6后教師拓展延伸: 基因工程得以實現(xiàn)的理論基礎(chǔ)? 教師引導(dǎo)學(xué)生思考后得出1.DNA分子結(jié)構(gòu)相似2.所有生物共用一套密碼子 目標回饋總結(jié):出示目標 和目的基因自身環(huán)化等。其中載體及目的基因的自身環(huán)化是干擾重組的常見因素。
思考,討論。學(xué)生們觀察,討
論后提出,一種限制性核酸內(nèi)切酶切割后產(chǎn)生的黏性末端只有一種,相同的黏性末端之間可以任意連接。
在這些連接產(chǎn)物中,我們需要的是載體與目的基因連接而成的重組DNA。
觀察比較。 學(xué)生討論。 模擬操作。
剪切后,學(xué)生們觀察發(fā)現(xiàn),兩種限制酶切割產(chǎn)生的黏性末端是
不同的,雖然載體與載體間,目的基因與目的基因間仍會連接,但載體及目的基因自身環(huán)化問題得到解決,根據(jù)堿基互補配對原則,目的基因與載體連接的方向是唯一的。這樣,通過模擬操作,學(xué)生們解決了剛才所提出的問題,得出結(jié)論:載體上含有多個酶切位點,利用雙酶切的方法,可以保證目的基因的定向插入,同時還避免了載體及目的基因的自身環(huán)化,提高DNA重組率,實現(xiàn)目的基因的正確轉(zhuǎn)錄
和表達。
觀察,思考。
學(xué)生通過討論,設(shè)計,提出如果將一個標記基因放在目的基因的插入位置,當(dāng)目的基因插入時,這個標記基因?qū)⒈黄茐亩鵁o法表達,從而達到篩選的目的。
學(xué)生閱讀教材獨立完成問題6
學(xué)生思考后回答
學(xué)生結(jié)合目標畫出思維導(dǎo)圖
識轉(zhuǎn)變?yōu)閷嶋H中的能力。
學(xué)生通過比較,能夠發(fā)現(xiàn)有的小組目
的基因插入方向與別組有不同,從而發(fā)現(xiàn)目的基因不同的插入方向?qū)?dǎo)致出現(xiàn)不同的基因產(chǎn)物。
通過思考,部分學(xué)生能夠提出用兩種限制酶切割載體,從而使切口處的黏性末端不同的思路。
通過層層深入的問題,逐步突出重點,突破難點,學(xué)生們發(fā)現(xiàn)科學(xué)實踐的過程遠非理論記憶那么簡單。課堂上的模擬重組可以大大降低空間想象的難度,使抽象的內(nèi)容直觀化。
利用具體直觀的信息媒體使學(xué)生對抽
象的內(nèi)容直觀化。
引導(dǎo)學(xué)生從基因工程的整體思考問
題。
學(xué)生通過類比發(fā)現(xiàn):多個酶切位點,多個標記基因,插入失活
的篩選方法是基因工程中的重要設(shè)計思
路,理解了基因工程中使用的載體往往是人工合成的,并真正懂得了實踐是檢驗真理的唯一標準 檢驗?zāi)繕送瓿汕闆r
高考鏈接 圖片結(jié)課
學(xué)生完成學(xué)案上2013年高考題
課后反思
1.強化了知識傳授的同時,更注重了對學(xué)生能力的培養(yǎng)。
在強化了核心概念和基本原理知識傳授的同時,更注重了對學(xué)生能力的培養(yǎng)。如通過學(xué)案導(dǎo)學(xué),布置學(xué)生帶著任務(wù)自學(xué)教材等方式培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力;通過閱讀教材以及學(xué)案上的材料,培養(yǎng)學(xué)生獲取信息的能力;通過模型構(gòu)建,培養(yǎng)學(xué)生動手能力、交流合作能力;通過動畫、圖片等直觀教學(xué)手段,培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力以及對圖形的分析、描述能力。
2.對教材內(nèi)容進行了適當(dāng)?shù)?ldquo;調(diào)序”和“改進”。
新課程改革要求教師從“教教材”走向“用教材教”。這節(jié)課中,根據(jù)學(xué)生的實際情況對教材部分內(nèi)容進行了“調(diào)序”和“改進”。首先筆者將三種基因工程工具的呈現(xiàn)先后順序進行了調(diào)整,將“基因載體”和“DNA連接酶”的順序進行了調(diào)換,這樣更符合邏輯關(guān)系,也更容易為學(xué)生所接受;另外筆者將重組DNA模擬制作的材料進行了改進,將紅綠兩色的硬紙板更換為紅白兩色的紙條,并將紅色紙條兩端用固體膠連接起來,形成一個紙環(huán)。如此改進有以下優(yōu)點:質(zhì)粒是最常用的基因載體,用紙環(huán)來代表質(zhì)粒,既簡單形象又緊貼教材;兩色紙張比紙板容易得到,而且更易用剪刀剪裁。
3.直觀教學(xué)手段、模型構(gòu)建,有效的突破了重難點。
本節(jié)課中,將限制酶切割DNA、DNA連接酶將基因載體和目的基因連接起來等抽象的、微觀的過程通過動畫和圖片展現(xiàn)出來,減輕了學(xué)生掌握這些知識的阻力,激發(fā)了學(xué)習(xí)積極性,使學(xué)生在輕松愉快的氛圍中突破了重難點;通過重組DNA的模擬制作,鞏固了本節(jié)課中所學(xué)的內(nèi)容,使學(xué)生對基因工程的三種工具的功能特點有更深層次的理解,同時還培養(yǎng)了學(xué)生的動手能力,強化了交流合作意識。
4.以問誘思,任務(wù)驅(qū)動。
在本節(jié)課的每一個環(huán)節(jié)中,都通過學(xué)案設(shè)置了問題串,使學(xué)生帶著任務(wù)自學(xué)教材,提高了學(xué)習(xí)效率;這些問題的設(shè)置也能使得教學(xué)過程銜接和過渡順暢自然,問題設(shè)置依據(jù)了學(xué)生的認知規(guī)律和原有的知識掌握情況,并且問題設(shè)置難度呈階梯型特點,符合學(xué)生“最近發(fā)展區(qū)”,真正“面對每一位學(xué)生”,讓每一位學(xué)生都能體驗和享受成功的愉悅;另外通過情境引導(dǎo)學(xué)生自己提出問題,并自己嘗試解決,讓學(xué)生親身體驗和感受科學(xué)探究過程,最終提高生物科學(xué)素養(yǎng)。
5.強化了新舊知識的融合,及時更新了學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)。
構(gòu)建主義理論認為,教師的作用不是簡單的將書本上的知識傳遞給學(xué)生,而應(yīng)該創(chuàng)設(shè)相應(yīng)的學(xué)習(xí)情境,使學(xué)生能夠?qū)W會自己開展探究活動,建構(gòu)知識,并能將知識與自己原有的知識經(jīng)驗融合,納入已有的知識結(jié)構(gòu)中。必修中學(xué)習(xí)過的很多知識與本節(jié)內(nèi)容有密切關(guān)系,如DNA的結(jié)構(gòu)、酶的專一性、基因操作的三種工具的基本知識。在教學(xué)過程中,筆者通過設(shè)置問題情境激活學(xué)生已有的知識經(jīng)驗,并引導(dǎo)學(xué)生對新舊知識之間的同異進行分析比較,通過抽象和概括以形成新概念,從而使新舊知識融合為知識的體系。
6.反思不足,及時改進。
在本節(jié)課的教學(xué)中,還存在一些不足之處。例如,由于時間分配不合理,導(dǎo)致在某些問題上,學(xué)生自學(xué)、討論不很充分;課前預(yù)習(xí)完成不好,部分學(xué)生難以跟上老師的節(jié)奏;重組DNA的模擬制作是本節(jié)課的一大亮點,學(xué)生活動效果也比較好,但是筆者對學(xué)生活動的評價還顯得不夠深入。因此,如何解決上述問題,打造真正的高效課堂是今后要著重思考的問題。
高二生物學(xué)案
選修三第一章第一節(jié) DNA重組技術(shù)的基本工具—探究案
【學(xué)習(xí)目標】1.了解基因工程的概念并掌握其要點 2.區(qū)別各種限制酶和DNA連接酶的種類及作用
3.概述基因工程中運載體的種類并理解其必須具備的條件
【學(xué)習(xí)課時】1課時
【學(xué)習(xí)過程】
一、限制性核酸內(nèi)切酶——“分子手術(shù)刀”
(一)溫故知新——DNA的結(jié)構(gòu)
請根據(jù)所學(xué)的知識,完善DNA分子的結(jié)構(gòu)圖:

(二)重難點突破1——合作探究限制酶的作用
結(jié)合給定限制酶的識別序列及其切割位點,并嘗試模擬限制酶將DNA片段切開,并記錄切割結(jié)果探究。
提示:1. 大家認真觀察幾個未被限制酶切割的DNA片段結(jié)構(gòu),你能從中得到怎樣的結(jié)論?
2. 大家認真觀察幾個DNA片段被對應(yīng)限制酶切割后的結(jié)構(gòu),你能從中得到怎樣的結(jié)論?
二、DNA連接酶——“分子縫合針”
(一)基本知識框架
(二)DNA連接酶與DNA聚合酶的作用比較
| 比較項目 | DNA連接酶 | DNA聚合酶 | |
| 相同點 | |||
| 不同點 | 是否需要模板 | ||
| 作用對象 | |||
| 作用結(jié)果 | |||
| 用途 | |||
三、基因進入受體細胞的載體——“分子運輸車”
視頻來源:優(yōu)質(zhì)課網(wǎng) www.m.fsyixinda.com
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