高中生物-1.2基因工程的基本操作程序教学设计学情分析教材分析课后反思

教学设计——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》是人教版选修3专题1基因工程中第2节内容，本节是《基因工程》专题的核心，上承《DNA重组技术的基本工具》一节，下接《基因工程的应用》。对于基因工程，学生接触得很少，文字描述中会感到抽象，为此，教材中采用形象化得呈现方式简述了基因工程基本操作程序的四个步骤。例如，基因文库中把基因组文库比作国家图书馆，而把cDNA文库比作某市图书馆，这样便于学生理解和掌握。此外，在教材处理中还呈现主干，割舍枝杈，将非主干内容以《生物技术资料卡》、《拓展视野》等方式呈现，做到有主有次。【学情分析】由于这部分相对来说比较简单，因此在授课过程中基本都采用“讲述与学生练习、讨论相结合”的教学方法，这样既让学生学会知识的，又培养了学生的能力。学生经过上一节的学习已经掌握dna重组技术所需三种基本工具的作用及基因工程载体所需条件等知识，具备学习基因工程的基本操作程序一节的基础；而且经过一年必修教材的学习，学生的生物基础知识较扎实，思维的目的性、连续性和逻辑性已初步建立。但基因工程一节对学生来说难点较多，如果处理不好，会变成简单的死记硬背。因此在教学过程中，应在教师引导下适时加强学生解决问题和运用概念图等生物学语言归纳结论等方面的能力。【教学目标】《基因工程的基本操作程序》是人教版选修3专题1基因工程中第2节内容，本节是《基因工程》专题的核心，上承《DNA重组技术的基本工具》一节，下接《基因工程的应用》。因此本节的教学目标是：1知识目标⑴简述基础理论研究和技术进步催化了基因工程⑵简述基因工程的原理和基本步骤2能力目标⑴学会运用概念图总结基因工程的基本步骤及方法⑵尝试运用基因工程原理，提出解决某一实际问题的方案3情感态度与价值观⑴关注基因工程的发展⑵认同基因工程的应用促进生产力的提高【教学重点和难点】1.基因工程基本操作程序的四个步骤2.从基因文库中获取目的基因3.利用pcr技术扩增目的基因一、教学准备【课前准备】教师调试好多媒体设备，准备好视频、幻灯和多媒体课件。【课时】2课时【新课导入】课件展示思考：由抗虫棉的获得过程，引出新课【教学过程设计】教学环节

教师行为

学生活动

导入新课1）

出示我国有知识产权的转基因抗虫棉的培育图解2）

思考抗虫棉制备过程中用的工具？3）

结合必修二说明转基因抗虫棉培育的四个关键步骤

看图并回答上面三个问题

目的基因的获取

教学环节

目的基因的获取1）

讲解基因结构并由此引出目的基因的相关特点：尤其是大小的等问题，进而引出思考：思考1：

什么是目的基因？思考2：基因文库的分类和区别？思考3：怎样从基因文库中选取目的基因？2）

根据学生回答强调如果已知抗虫基因核苷酸序列且序列较短小，可通过DNA合成仪直接进行人工合成3）

质疑：如果对抗虫基因的碱基序列完全不知，怎样才能得到苏云金芽孢杆菌体内的抗虫基因4）

针对学生回答引出基因文库概念5）

指导学生看图并归纳构建基因文库时的操作条件、应用工具和过程6）

对学生回答给与肯定并强调构建基因组文库时应注意两点：1每个受体菌DNA分子都包含一段不同的外源DNA片段；2本方法适用于获取原核细胞的基因7）

指导学生看书，说出部分基因文库（cDNA）概念8）

教师补充如想知道一种生物在个体发育不同阶段表达基因不同，应构建cDNA文库9）

指导学生看书，质疑：如何构建部分基因文库10）

引出如果已知抗虫基因的一部分，则可通过PCR技术扩增目的基因

教师行为11）

指导学生看书质疑：PCR技术扩增目的基因需要的条件12）

观看PCR过程插图，质疑：PCR扩增的过程13）

列表比较利用PCR技术扩增目的基因与细胞内DNA复制的异同回忆旧知识并回答

看书并回答：从自然界已有的物种中分离和人工合成

思考并回答：先获取苏云金芽孢杆菌的全部基因，再从中提取抗虫基因

思考并回答：操作条件：对目的基因序列未知应用工具：限制性内切酶、DNA连接酶、载体过程：从基因组中提取DNA→酶切、纯化→与载体连接→侵染大肠杆菌→建立基因组文库

看书并回答：只包含一种生物部分基因的文库

看书并回答：提取某种生物发育某个时期的mRNA→反转录成互补DNA→与载体连接→侵染大肠杆菌→建立部分基因文库

学生活动看书并回答：模板、原料、引物、TaqDNA聚合酶

讨论并回答：变性：90℃—95℃高温下双链DNA解链成单链；退火：55℃—60℃引物结合到互补DNA链；延伸：72℃Taq酶从引物起始进行互补链的合成；第2轮循环

学生独立完成，教师给予指导

基因表达载体的构建

1）

引出基因表达载体的构建是基因工程的核心及构建基因表达载体的意义2）

质疑：将生物的所有DNA直接导入受体细胞是否可行，如果这样做，结果怎样3）

提问：回忆载体需要具备的条件4）

根据学生回答引出基因表达载体也应具备复制原点、标记基因等条件，进一步明确基因表达载体最终要表达出人类所需的蛋白质产物5）

质疑：从cDNA文库中获取的目的基因没有启动子，如果要实现将编码序列导入受体生物中并成功表达，基因表达载体还需哪些元件6）提问：总结基因表达载体构成，并说明各个元件的作用

思考并回答：1该方法针对性差，完全靠运气2不方便检测，无法确定目的基因是否导入受体细胞

讨论并回答：启动子和终止子，它们分别位于目的基因的两侧

思考并回答：复制原点：控制复制起始的位点；抗性基因：检测目的基因是否导入受体细胞；多个限制酶切点：目的基因插入；启动子：位于基因首端；是RNA聚合酶识别和结合位点，驱动基因转录出mRNA，最终获得蛋白质；终止子：转录在所需地方停下来学情分析由于这部分相对来说比较简单，因此在授课过程中基本都采用“讲述与学生练习、讨论相结合”的教学方法，这样既让学生学会知识的，又培养了学生的能力。学生经过上一节的学习已经掌握dna重组技术所需三种基本工具的作用及基因工程载体所需条件等知识，具备学习基因工程的基本操作程序一节的基础；而且经过一年必修教材的学习，学生的生物基础知识较扎实，思维的目的性、连续性和逻辑性已初步建立。但基因工程一节对学生来说难点较多，如果处理不好，会变成简单的死记硬背。因此在教学过程中，应在教师引导下适时加强学生解决问题和运用概念图等生物学语言归纳结论等方面的能力。《基因工程的基本操作程序》-评测练习效果分析《基因工程的基本操作程序》-评测练习的各题通过率题号标准答案通过率abcd1B101002C0.690.130.070.690.113D0.330.110.380.180.334B0.730.040.730.020.25B0.870.020.870.020.09结果分析：从上表可以看出，题目2/3两个个题目做得不理想，这三个题目均为前面所学知识的回顾与检测，从而看出学生对前面所学的知识有所遗忘。总之，通过上表可以看出，对于本节课所学的知识学生掌握状况良好，基本能够掌握所学知识，但是前后知识的联系不够好；结合涉及前面知识的练习题，学生遗忘严重，因此在下一阶段的教学中，要注重前后知识的串联。基因工程的基本操作程序——教学反思本节是选修三第一章基因工程概述的内容，呈上节操作工具，启下节基因工程的成果，在本章中具有重要作用。统览全册，与本节内容有关的章节很多，所以学会学好本节内容直接关系后面的学习。而基因工程内容抽象，知识琐碎，如何在有限的时间让学生充满乐趣搞效的学习是本节内容的主导思想。本节课根据学生目前的学习情况，制定的学习目标如下：1、目的基因的获取，2、基因表达载体的构建。采用了以下教学方式：一、利用抗虫棉引入，激发学生的兴趣。教师抓住教育的契机，引入本节内容基因工程的基本操作程序，学生的兴趣调动了起来，思维之门打开。二、小组讨论培养学生合作探究精神。本节课中学生讨论一共两次，通过讨论可以开阔学生的思维，提高与他人合作的能力。三、联系实际将理论知识形象化。教师适时的将基因工程的科技成果穿插到教学中，开阔学生的视野，增强他们学习积极性，将理论知识生活化，具体化。四、多媒体与板书相结合。随着科技的发展，多媒体在教学中的应用越来越多，但是有些教师完全依赖多媒体，这样的效果不是很好，板书不能丢，板书的设计也是教师基本功的一项，多媒体是用来补充板书不能体现的内容，一种辅助的手段。在教学过程中一些相关的图片，动画通过多媒体的演示可以帮助学生理解内容，但是切忌太过于花哨，应该突出实质性的东西。板书可以将课本的重点和内容完整的体现，给学生一个完整的印象

本节课优点：1、讲与练相结合，及时复习巩固所学知识，学习目标能很好解决。不足之处：1、“原位印影”概念没有很好的解释好，学生掌握情况不好；2、学生语言描述未能给予强化。这些有待弥补和改善。《基因工程的基本操作程序》的教材分析【教材分析】《基因工程的基本操作程序》是人教版选修3专题1基因工程中第2节内容，本节是《基因工程》专题的核心，上承《DNA重组技术的基本工具》一节，下接《基因工程的应用》。对于基因工程，学生接触得很少，文字描述中会感到抽象，为此，教材中采用形象化得呈现方式简述了基因工程基本操作程序的四个步骤。例如，基因文库中把基因组文库比作国家图书馆，而把cDNA文库比作某市图书馆，这样便于学生理解和掌握。此外，在教材处理中还呈现主干，割舍枝杈，将非主干内容以《生物技术资料卡》、《拓展视野》等方式呈现，做到有主有次。【学情分析】由于这部分相对来说比较简单，因此在授课过程中基本都采用“讲述与学生练习、讨论相结合”的教学方法，这样既让学生学会知识的，又培养了学生的能力。学生经过上一节的学习已经掌握dna重组技术所需三种基本工具的作用及基因工程载体所需条件等知识，具备学习基因工程的基本操作程序一节的基础；而且经过一年必修教材的学习，学生的生物基础知识较扎实，思维的目的性、连续性和逻辑性已初步建立。但基因工程一节对学生来说难点较多，如果处理不好，会变成简单的死记硬背。因此在教学过程中，应在教师引导下适时加强学生解决问题和运用概念图等生物学语言归纳结论等方面的能力。基因工程的基本操作程序评测练习一、选择题1.下列关于基因工程的叙述中,正确的是()A.DNA连接酶和RNA聚合酶催化生成的化学键相同B.DNA连接酶对“缝合”序列不进行特异性识别,无专一性催化特点C.受体细菌若能表达质粒载体上抗性基因,即表明重组质粒成功导入D.培育转基因油菜,需对受体细胞进行氯化钙处理2.从某海洋动物中获得一基因,其表达产物为一种抗菌性和溶血性均较强的多肽P1。目前在P1的基础上研发抗菌性强但溶血性弱的多肽药物,首先要做的是()A.合成编码目的肽的DNA片段B.构建含目的肽DNA片段的表达载体C.依据P1氨基酸序列设计多条模拟肽D.筛选出具有优良活性的模拟肽作为目的肽3.如图表示蛋白质工程的操作过程,下列说法不正确的是()A.蛋白质工程中对蛋白质分子结构的了解是非常关键的工作B.蛋白质工程是完全摆脱基因工程技术的一项全新的生物工程技术C.a、b过程分别是转录、翻译D.蛋白质工程中可能构建出一种全新的基因4.MseⅠ、PstⅠ、EcoRⅠ三种限制酶的识别序列及切割位点分别是:GAAT↓TAATTC,C↓TGCAG,G↓AATTC,下图1、图2中箭头表示相关限制酶的酶切点。若要用上图质粒和外源DNA构建重组质粒,需要对质粒进行改造,构建新的限制酶切位点。在构建新的限制酶切位点的过程中需要使用的酶是()A.限制酶PstⅠ、DNA连接酶、DNA聚合酶B.限制酶EcoRⅠ、DNA连接酶、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连接酶5.番茄叶片受害虫损伤后,叶肉细胞迅速合成蛋白酶抑制剂,抑制害虫的消化作用。人们尝试将番茄的蛋白酶抑制剂基因导入玉米,以对付猖獗的玉米螟。下图为培育转基因抗虫玉米的流程图,下列描述正确的是()A.可利用限制性核酸内切酶从番茄的基因库中获取蛋白酶抑制剂基因B.用氯化钙处理玉米受体细胞,有利于含目的基因的重组质粒导入C.重组Ti质粒应有RNA聚合酶识别和结合的部位,以启动蛋白酶抑制剂基因的转录D.若将目的基因导入玉米花粉细胞,通过花药离体培养可获得稳定遗传的转基因玉米《基因工程的基本操作程序》的课标分析《基因工程的基本操