3.1 重组DNA技术的基本工具（教学设计）高二生物同步备课系列（人教版2019选择性必修3）

3.1重组DNA技术的基本工具（教学设计）高二生物同步备课系列（人教版2019选择性必修3）授课内容授课时数授课班级授课人数授课地点授课时间课程基本信息1.课程名称：重组DNA技术的基本工具

2.教学年级和班级：高二（1）班

3.授课时间：2023年2月24日上午第1节

4.教学时数：1课时（45分钟）

二、教学目标

1.知识与技能：掌握重组DNA技术的概念、原理和应用，理解其基本工具的作用和操作方法。

2.过程与方法：通过实验操作，培养学生的观察能力、实验操作能力和团队合作精神。

3.情感态度与价值观：激发学生对生命科学领域的兴趣，培养科学思维和创新意识。

三、教学内容

1.重组DNA技术的概念和原理

2.基本工具的作用和操作方法

3.重组DNA技术的应用

四、教学过程

1.导入：通过提问方式引导学生回顾DNA的结构和功能，引出重组DNA技术的概念。

2.讲解：详细讲解重组DNA技术的原理，介绍其基本工具的作用和操作方法。

3.实验：安排学生进行实验操作，亲身体验重组DNA技术的应用过程。

4.总结：引导学生总结本节课的重点内容，强调重组DNA技术在生命科学领域的应用价值。

五、教学评价

1.课堂提问：检查学生对重组DNA技术的基本概念和原理的理解程度。

2.实验操作：观察学生在实验过程中的表现，评估其操作能力和团队合作精神。

3.课后作业：布置相关的课后作业，检验学生对课程内容的掌握程度。核心素养目标1.培养学生的科学探究能力：通过学习重组DNA技术的原理和操作方法，培养学生提出问题、设计实验、分析数据、得出结论的科学探究能力。

2.增强学生的生命科学素养：使学生了解生命科学领域的最新进展，培养对生命科学领域的兴趣和热爱，提高生命科学素养。

3.培养学生的团队合作精神：通过实验操作，培养学生的团队协作能力，使学生在合作中共同完成任务，提高团队协作能力。

4.培养学生的科学思维和创新意识：通过学习重组DNA技术的应用，激发学生的创新思维，培养学生的科学思维和创新意识。学情分析1.学生层次分析：本节课的教学对象为高二（1）班的学生，他们已经完成了高中生物课程的前两个模块的学习，对生物学的基本概念和原理有一定的了解。在知识层次上，他们对DNA的结构和功能有了一定的认识，但可能对重组DNA技术的具体操作和应用还不够熟悉。在能力层次上，他们具备一定的观察能力、实验操作能力和数据分析能力，但可能需要进一步培养团队合作和科学探究的能力。在素质层次上，他们对生命科学领域有一定的兴趣，但可能需要更多的启发和引导，以提高他们的生命科学素养和创新意识。

2.知识、能力、素质方面的分析：学生在知识方面对DNA的结构和功能有一定的了解，但可能对重组DNA技术的具体操作和应用还不够熟悉。在能力方面，他们具备一定的观察能力、实验操作能力和数据分析能力，但可能需要进一步培养团队合作和科学探究的能力。在素质方面，他们对生命科学领域有一定的兴趣，但可能需要更多的启发和引导，以提高他们的生命科学素养和创新意识。

3.行为习惯分析：学生在课堂上表现积极，能够认真听讲，但可能需要更多的互动和参与。在实验操作方面，他们能够按照要求完成实验，但可能需要更多的指导和监督。在团队合作方面，他们能够参与讨论和合作，但可能需要更多的鼓励和引导。

4.对课程学习的影响：学生的知识层次和能力层次对课程学习有一定的影响，他们需要更多的指导和启发，以加深对重组DNA技术的理解和应用。学生的行为习惯和素质层次也对课程学习有一定的影响，他们需要更多的互动和参与，以提高对生命科学领域的兴趣和创新意识。教学资源准备1.教材：确保每位学生都有本节课所需的教材或学习资料。教材包括人教版2019选择性必修3的《生物学》课本，以及相关的学习指导书和实验指导书。

2.辅助材料：准备与教学内容相关的图片、图表、视频等多媒体资源。这些辅助材料将帮助学生更直观地理解重组DNA技术的概念和原理，以及基本工具的作用和操作方法。例如，准备DNA双螺旋结构的图片，重组DNA技术的原理图，以及基本工具如限制酶、DNA连接酶和质粒载体的图片。

3.实验器材：如果涉及实验，确保实验器材的完整性和安全性。实验器材包括DNA样品、限制酶、DNA连接酶、质粒载体、PCR仪、电泳仪等。同时，确保实验器材的清洁和无菌，以保证实验结果的准确性和安全性。

4.教室布置：根据教学需要，布置教室环境，如分组讨论区、实验操作台等。在教室的一角设置分组讨论区，供学生进行小组讨论和合作学习。在教室的另一角设置实验操作台，供学生进行实验操作。同时，确保教室的照明和通风良好，以保证学生的学习环境和实验操作的安全性。教学过程设计1.导入新课（5分钟）

目标：激发学生的兴趣，引出本节课的主题。

过程：通过展示DNA双螺旋结构的图片，引导学生回顾DNA的基本结构。然后，通过提问方式引出重组DNA技术的概念，激发学生的好奇心和探究欲望。

2.讲解重组DNA技术的原理（10分钟）

目标：使学生了解重组DNA技术的原理和基本工具的作用。

过程：通过PPT展示重组DNA技术的原理图，详细讲解重组DNA技术的概念和基本工具的作用。同时，通过实例展示重组DNA技术在生命科学领域的应用，使学生更好地理解和掌握重组DNA技术的原理和应用。

3.实验操作（20分钟）

目标：培养学生的实验操作能力和团队合作精神。

过程：将学生分成小组，每组进行一次重组DNA技术的实验操作。实验内容包括DNA样品处理、限制酶切、DNA连接、转化等步骤。在实验过程中，教师巡回指导，解答学生的疑问，确保实验的顺利进行。实验结束后，各小组进行实验结果的分析和讨论，培养学生的观察能力和数据分析能力。

4.学生小组讨论（10分钟）

目标：培养学生的团队合作能力和科学探究能力。

过程：学生分成小组，就重组DNA技术的应用和未来发展进行讨论。讨论内容包括重组DNA技术在医学、农业、环境保护等领域的应用，以及可能带来的伦理和社会问题。讨论过程中，教师参与学生的讨论，给予指导和鼓励，培养学生的团队合作能力和科学探究能力。

5.课堂展示与点评（15分钟）

目标：培养学生的表达能力和批判性思维。

过程：各小组代表进行课堂展示，分享他们的讨论成果。其他小组进行点评，提出意见和建议。教师对各小组的表现进行点评，强调重组DNA技术的重要性和应用前景，同时指出存在的问题和不足，培养学生的表达能力和批判性思维。

6.课堂小结（5分钟）

目标：总结本节课的重点内容，强调重组DNA技术的应用价值。

过程：教师对本节课的重点内容进行总结，强调重组DNA技术的概念、原理和基本工具的作用。同时，强调重组DNA技术在生命科学领域的应用价值，激发学生对生命科学领域的兴趣和热爱。知识点梳理1.重组DNA技术的概念：重组DNA技术是指通过人工方法将目的基因插入到载体DNA中，从而在宿主细胞中表达目的基因的技术。

2.重组DNA技术的原理：重组DNA技术基于DNA分子的双螺旋结构和碱基互补配对原则，通过特定的工具（如限制酶、DNA连接酶等）将目的基因插入到载体DNA中，实现基因的转移和表达。

3.重组DNA技术的应用：重组DNA技术在医学、农业、环境保护等领域具有广泛的应用。例如，在医学领域，重组DNA技术可以用于生产疫苗、药物和基因治疗等；在农业领域，重组DNA技术可以用于改良作物品种、提高作物的产量和抗病能力等；在环境保护领域，重组DNA技术可以用于生物降解污染物质、净化环境等。

4.基本工具的作用和操作方法：

a.限制酶：限制酶是一种能够识别特定的DNA序列并将其切割成特定片段的酶。在重组DNA技术中，限制酶用于切割载体DNA和目的基因，生成平末端或粘末端，以便连接。

b.DNA连接酶：DNA连接酶是一种能够将两个DNA片段连接起来的酶。在重组DNA技术中，DNA连接酶用于连接载体DNA和目的基因，形成重组DNA分子。

c.载体DNA：载体DNA是一种能够携带目的基因进入宿主细胞的DNA分子。在重组DNA技术中，载体DNA可以是质粒、病毒载体等。

d.转化：转化是指将重组DNA分子导入宿主细胞的过程。在重组DNA技术中，转化可以通过电击、化学处理等方式实现。

5.DNA样品处理：在重组DNA技术中，需要对DNA样品进行适当的处理，以获取所需的DNA片段。处理方法包括DNA提取、DNA纯化、DNA定量等。

6.PCR技术：PCR技术是一种用于快速扩增特定DNA片段的技术。在重组DNA技术中，PCR技术可以用于制备目的基因和载体DNA的模板DNA，以便进行重组。

7.电泳技术：电泳技术是一种用于分离和分析DNA分子的技术。在重组DNA技术中，电泳技术可以用于检测DNA分子的片段大小和纯度。

8.转化和筛选：在重组DNA技术中，转化是指将重组DNA分子导入宿主细胞的过程，而筛选是指通过特定的方法筛选出含有重组DNA分子的宿主细胞。

9.表达和检测：在重组DNA技术中，表达是指在宿主细胞中表达目的基因，而检测是指通过特定的方法检测目的基因的表达产物。

10.伦理和社会问题：重组DNA技术在带来巨大利益的同时，也引发了一系列伦理和社会问题。例如，基因改造食品的安全性、基因治疗的风险、基因技术的滥用等。教学反思与总结在本节课的教学中，我采用了讲解、实验操作和小组讨论等多种教学方法，旨在激发学生的兴趣，提高他们的参与度和积极性。在讲解重组DNA技术的原理时，我通过PPT展示原理图，结合实例进行讲解，帮助学生更好地理解和掌握重组DNA技术的概念和基本工具的作用。在实验操作环节，我安排学生进行分组实验，培养他们的实验操作能力和团队合作精神。在小组讨论环节，我鼓励学生积极发表自己的观点，培养他们的科学探究能力和批判性思维。

然而，在教学过程中，我也发现了一些不足之处。例如，在实验操作环节，部分学生对实验操作的细节掌握不够熟练，影响了实验的顺利进行。在小组讨论环节，个别小组的讨论较为散漫，没有形成有效的讨论和合作。

2.教学总结：

总体来说，本节课的教学效果较好。学生对重组DNA技术的概念和原理有了较为清晰的认识，能够理解和掌握基本工具的作用和操作方法。通过实验操作和小组讨论，学生的实验操作能力和团队合作精神得到了锻炼和提高。同时，学生在讨论和分享中表达了自己的观点，展现了科学探究能力和批判性思维。

然而，在教学过程中，仍存在一些问题和不足。例如，部分学生的实验操作不够熟练，需要进一步加强实验技能的训练。在小组讨论环节，个别小组的讨论效果不佳，需要进一步引导和激发学生的讨论兴趣和积极性。

针对以上问题和不足，我提出以下改进措施和建议：

1.在实验操作环节，可以增加实验前的预习和讲解，帮助学生更好地理解和掌握实验操作的细节。

2.在小组讨论环节，可以提前设定讨论的主题和问题，引导学生进行有目的的讨论，提高讨论的针对性和有效性。

3.在课堂教学中，可以增加更多的互动和参与环节，激发学生的学习兴趣和积极性，提高他们的参与度和参与度。板书设计1.重组DNA技术的概念

-定义：通过人工方法将目的基因插入到载体DNA中，在宿主细胞中表达目的基因的技术。

2.重组DNA技术的原理

-基于DNA分子的双螺旋结构和碱基互补配对原则。

-通过特定的工具（如限制酶、DNA连接酶等）实现基因的转移和表达。

3.重组DNA技术的应用

-医学：疫苗、药物、基因治疗等。

-农业：改良作物品种、提高产量、抗病能力等。

-环境保护：生物降解污染物质、净化环境等。

4.基本工具的作用和操作方法

-限制酶：切割载体DNA和目的基因，生成平末端或粘末端，