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视频简介:

福建省高中生物优质课比赛人教版高中生物《基因工程的基本操作程序》第1课时

视频标签:基因工程

所属栏目:高中生物优质课视频

视频课题:福建省高中生物优质课比赛人教版高中生物《基因工程的基本操作程序》第1课时

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福建省高中生物优质课比赛人教版高中生物《基因工程的基本操作程序》第1课时

课题名称 人教版高中生物《基因工程的基本操作程序》第1课时
学科 生物 授课班级 K二8 授课时数 1课时
设计者   所属学校  
一、本节(课)教学内容分析
(1)本课的内容是人教版生物选修3专题1基因工程中第2节第1课时内容。主要内容包括:基因工程基本操作程序的第一个步骤——目的基因的获取。
(2)《基因工程的基本操作程序》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》。
(3)在《基因工程的基本操作程序》中,PCR基因扩增技术的发明,又将基因工程提升到一个新阶段,折射出人类创新与发展的光辉;目的基因获取等一系列步骤,把社会需求、基础理论和先进技术融合在一起,体现“科学、技术、社会(STS)”教育思想。紧密联系学生已有的经验、生活阅历,尽量紧密联系必修课中的基础知识,一步步引领学生登上这一科技前沿的舞台,学生们才会心驰神往地投入到学习中来。在本节的教学内容中,结合图文,都提出了一些相应的问题,诱导学生思考,从而把学习的注意力,从简单的死记硬背引导到分析、批判、创新等有利于学生终身发展的能力上来,全面提高学生的科学素养。这一节内容隐含的科学研究的方法与过程,在整个选修课本中处于相当重要的地位,也是培养学生科学研究能力的很好的载体,更是历年高考的热点。        
二、依据课程标准
课程标准:简述基因工程的原理及技术。为了突破难点及培养自学能力,在上节课结束时,布置学生预习本节内容。在上新课时,通过“学案导学” 引导学生分析基因工程基本操作程序的每一步骤的必要性。为什么要有“目的基因的获取”这一步?引导学生复习本专题题图中基因工程的概念,这既是概念,也是原理。通过问题串的设计,加强教学媒体的运用,解决每一程序中的技术难点。通过任务驱动,学生根据教材和博客材料,自主学习、讨论得到正确的答案。教师只需归纳整理,要点特别解释说明即可。
三、本节(课)教学目标
  1. 知识与技能:
(1)简述基因工程的原理。
(2)说出目的基因的概念和获取目的基因的常用方法。
(3)说出基因文库的概念和种类,分析并构建基因文库的操作过程,比较基因组文库与cDNA文库的差别。
(4)简述PCR技术的原理和过程,比较PCR技术与细胞内DNA的复制异同。
(5)分析教学博客呈现各个操作程序的技术和方法,发展分析资料、提取信息,交流表达与发现问题、提出问题、解决问题的能力
(6)通过列表比较,培养比较、归纳能力
(7)通过利用课本以外的资料和网络信息解决学习中发现的问题,培养自主学习的能力。
2、过程与方法:
(1)尝试运用基因工程原理,提出解决某一实际问题的方案
(2)尝试“学案导学”,贯彻“先学后教,当堂训练”的教学模式。
(3)运用博客和PPT等多媒体的直观教学法,引导资料分析,进行启发式教学法
 3、情感态度与价值观:
(1)体验合作学习的快乐。
(2)关注基因工程的发展,提高生物科学素养。
四、学习者特征分析
  1. 一般特征:感性思维能力强、抽象理性思维能力弱、个体间学习能力参差不齐、语言组织能力弱、学习过程易受非智力因素影响。
  2. 初始能力:报刊、杂志、广播、电视等媒体都有基因工程技术的介绍。在现实生活中,转基因生物也来到了人们的身边,这些都是学生学习新知识可联系的经验。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。
  3. 信息素养:学生已经具有的如上网查询、下载、加工等信息素养。
五、知识点学习目标描述
知识点
编  号
学习
目标
具     体     描     述     语     句
选修3.1.2.1 理解 简述基因工程的原理
选修3.1.2.2 理解 理解目的基因的概念和获取目的基因的常用方法
选修3.1.2.3 理解、应
用、分析
理解基因文库的概念和种类,分析并构建基因文库的操作过程,
比较基因组文库与cDNA文库的差别
选修3.1.2.4 理解、
分析
简述PCR技术的原理和过程,比较PCR技术与细胞内DNA的复制异同
选修3.1.2.5 应用 尝试设计某一转基因生物的研制过程
六、教学重点和难点
项    目 内       容 解     决     措     施
教学重点 理解“目的基因的获取”“基因表达载体的构建”
 
1、通过“学案导学” 引导学生分析基因工程基本操作程序的每一步骤的必要性。
2、通过问题串的设计,同时利用信息技术的媒体资源引导学生解决每一程序中的技术难点
教学难点 ⑴从基因文库中获取目的基因
⑵利用PCR技术扩增目的基因
 
1、通过任务驱动,学生根据教材和博客材料,自主学习、讨论得到正确的答案。教师只需归纳整理,要点特别解释说明即可。
 
七、教学环境设计
1、学习环境:web教室和internet
博客必须具备以下几个因素:界面友好,交互便利且便于操作;材料丰富充实且充分兼容,便于学生的多向思维;结构完整且每个模块指向明确等。
2、创设教学情境:问题情境、资源情境、自主探究情境和合作学习情境。引发学生思考。体验“提出问题→分析问题→解决问题”的科学探究过程。以老师为主导,学生为主体,共同探索的总结性学习
八、教学媒体(资源)选择(依据“经验之塔”P42,确认有助于教学)
知识点
编  号
学习
目标
媒体
类型
媒体内容要点 教学
作用
使用
方式
所 得 结 论 占用
时间
媒体
来源
(1) 应用 文本
图片
尝试设计转基因蓝玫瑰的研制过程 B B 基因工程的基本操作程序主要包括四个步骤 2分钟 自制PPT课件
(2) 理解 文本
 
基因工程为什么要分这四个步骤? G B 理解基因工程的原理并分析每一步骤的必要性 3分钟 自制PPT课件
(3) 理解 文本
图片
从基因文库中获取目的基因 AEFG BI 创设阶梯式问题,情境分层设难置疑,引发思辨,体验从基因文库中获取目的基因的过程和方法 12分钟 自制PPT课件、博客
(4) 理解 文本
图片动画视频
PCR技术扩增目的基因 AEFGJ BI 创设阶梯式问题,情境分层设难置疑,引发思辨,体验PCR技术能够获取和扩增目的基因 13分钟 自制PPT课件、博客
①媒体在教学中的作用分为:A.提供事实,建立经验;B.创设情境,引发动机;C.举例验证,建立概念;D.提供示范,正确操作;E.呈现过程,形成表象;F.演绎原理,启发思维;G.设难置疑,引起思辨;H.展示事例,开阔视野;I.欣赏审美,陶冶情操;J.归纳总结,复习巩固;K.自定义。
②媒体的使用方式包括:A.设疑—演示—讲解;B.设疑—演示—讨论;C.讲解—演示—概括;D.讲解—演示—举例;E.演示—提问—讲解;F.演示—讨论—总结;G.边演示、边讲解;H. 边演示、边议论;I.学习者自己操作媒体进行学习;J.自定义。
博客网址:http://www.yangzheng.com.cn/blog/user1/LLp7577/index.html
九、板书设计
1.2基因工程的基本操作程序
一、目的基因的获取
1、目的基因:主要指的是编码蛋白质的结构基因,也可以是一些具有调控作用的因子。
2、获取方法:
(1)从基因文库中获取目的基因;
(2)利用PCR技术扩增目的基因;
(3)通过DNA合成仪用化学方法直接人工合成
 
十、关于教学策略选择的阐述
设计理念:通过创设情景,培养学生自主合作探究意识,通过引导生生交流、师生评价,获取知识。“创设情境现象-发现提出问题-合作探究、合作发现-释疑-归纳-反馈-应用”为施教方法,完成目标。
针对策略:   
主要采用自主探究策略,并辅以创设情景、当堂操练策略。
1、创设情景策略:多媒体展示转基因蓝玫瑰,自然地引入课题。
2、自主探究策略:问题诱导-启发讨论-探索结果,充分发挥学生的主体作用和教师的主导作用。
3、当堂操练策略:教师一方面设计两道经典题进行讨论、一方面设计几道有层次性、针对性的练习供学生当堂训练,并进行点评,以及时检测教学目标的落实情况。
十一、课堂教学过程结构设计
教学
环节
教师的活动 学生的活动 教学媒体(资源) 设计意图、依据
创设情景,引入
课题
 
问题情境:2008年11月1日闭幕的东京国际花卉博览会上,全球首批真正的蓝玫瑰首次在公众面前亮相。这种蓝玫瑰是转基因玫瑰,被植入三色紫罗兰所含一种能刺激蓝色素产生的基因,花瓣因而自然呈现蓝色。
请大家回忆必修二《基因工程及其应用》的知识讨论回答问题:你知道这种转基因蓝玫瑰培育有几个关键步骤吗?
PPT展示转基因蓝玫瑰的培育图解
根据学生回答引出基因工程的四部曲,由此可见基因工程的基本操作程序主要包括四个步骤:目的基因的获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。
学生在教师的引导下回顾必修二相关知识,共同回答问题。 类型:文本、图片
来源:
自制ppt课件
激发学习兴趣,导入主题

提取某种生物的某器官或特定发育时期的     
 

讲授新课
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
     
 
 
 
 
 
 
一、目的基因的获取
 
 
 
       
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
二、基因表达载体的构建
布置第一阶段任务:请带着问题课前预习课本《基因工程的基本操作程序》,并回忆必修二《基因工程及其应用》的相关知识讨论回答问题:
为什么要分这四个步骤?哪些环节必不可少?哪些环节可有可无?为什么?
 
学生展开讨论,选派几个代表发表见解,最后教师解释
【转折】通过刚才的讨论,我们已经解决了为什么基因工程操作程序要分四个步骤,下面进入第一个程序有关技术和方法的学习。
一、目的基因的获取
(一)、说出目的基因的概念
(二)、获取目的基因总的来说有哪些方式
1、从基因文库中获取目的基因
布置第二阶段任务:请带着问题阅读课本和浏览“从基因文库中获取目的基因”相关日志,并讨论回答问题
1、说出基因文库的概念和种类,辨析基因文库和基因库
2、用示意图的形式归纳构建基因组文库和cDNA文库的过程

提取某种生物的     DNA
 
 
 

 

用适当的      酶切                         

一定大小的      片段
 

 
将DNA片段与     连接              

重组       
 

 

基因组文库
 
导入    菌中储存                           
 
 
                                                 

 
 
 
 

                        酶                                            

 
 
杂交双链
 
 

核酸酶

 
 
 
 

                        酶

 
 
 
 

与      连接

 
 
 
 

导入受体菌中储存

 
 
cDNA文库
 
 
 

学生分析,在学案中完成示意图,教师利用PPT讲评
3、比较基因组文库和cDNA文库,为什么cDNA文库没有启动子和内含子?
4、浏览“基因文库”日志简略了解怎样从基因文库中得到我们所需的目的基因
 
【转折】如果我们已经有了蓝色素基因,就可通过PCR技术扩增目的基因
2、利用PCR技术扩增目的基因
布置第三阶段任务:课前复习DNA制过程,请带着问题阅读课本和浏览“PCR技术扩增目的基因” 相关日志、视频,并讨论回答以下问题
1、利用PCR技术能否获取目的基因?若能,要经过几次循环?
教师播放FLASH演示其过程,利用动画帮助学生理解PCR技术是能够获取目的基因
  1. 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
 
  PCR技术 DNA复制
相同点 原理  
原料  
条件  
 
不同点
解旋方式    
场所    
   
结果    
3、人工合成法
利用课件讲解人工合成目的基因
【转折】如果我们已经有了蓝色素基因,将目的基因直接导入受体细胞不是更简便吗?如果这么做,结果会怎样?
 
 
第四阶段:完成讨论题,并发帖讨论。
讨论1、为什么要构建基因文库?直接从含有目的基因的生物体内提取不行吗?
2、作为基因工程表达载体,只需含有目的基因就可以完成任务吗?为什么?
 
第五阶段:练一练,你可以自信地步入《在线测试》
通过课前预习并回忆必修二《基因工程及其应用》的相关知识完成第一价段任务:为什么基因工程操作程序要分四个步骤
 
 
 
 
 
 
 
 
 
完成第二价段任务:请带着问题阅读课本和浏览“从基因文库中获取目的基因”相关日志,并讨论回答问题
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
完成第三阶段任务:课前复习DNA复制过程,请带着问题阅读课本和浏览“PCR技术扩增目的基因” 相关日志、视频,并讨论回答以下问题
类型:文本、图片
来源:
自制ppt课件
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
类型:文本、图片
来源:
自制ppt课件,网络(博客材料)
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
类型:文本、图片、动画
来源:
自制ppt课件,网络(博客材料)
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
类型:文本、图片
来源:
自制ppt课件,网络(博客材料)
 
回顾必修2中基因工程的概念,分析操作水平、操作对象、最终结果,加深对概念的理解。锻炼学生自主学习的能力。
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
利用博客中形象的图片解决“从基因文库中获取目的基因”这一难点;学生自己构建示意图,训练了学生对所学知识的整合能力。
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
利用形象的动画演示,增加知识的直观性、生动化,训练了学生读图、识图;利用表格辅助教学,训练学生对所学知识的整合能力,以加深对重难点知识的理解,达到本节的教学目标。
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
通过讨论区交流探讨并且及时在线测试,不但能检测反馈学生对知识的理解、掌握程度,而且还能培养学生的分析问题,解决问题及协作讨论的能力。
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
十二、教学流程图

               
   
 
   
  文本框: 网络
 
 
   
 
   
流程图: 可选过程: 开始
说明学习任务,提出学习要求,提供讨论主题
 
 
创设问题情境
引导与启发思维
学生发表讨论结果
引导与启发思维
说明学习任务,提出学习要求,提供讨论主题
 
 
创设问题情境
文本框: 协作讨论,发表意见、看法
引导与启发思维
 
归纳总结,形成结论
说明学习任务,提出学习要求,提供讨论主题
 
 
创设问题情境

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 


 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

           
  文本框: 网络
   
 
 
   

 
 
 


学生发表讨论结果
                                 
 
 
 
 
 
 
 
 


教师进行逻辑判断
学生的
活  动
媒体的
应  用
教学内容和
教师的活动
流程图: 可选过程: 结束
十三、个性化教学
布置学生预习本节内容,设置问题后,教师退居组织者、指导者、信息资料提供者位置,学生成为课堂的主人;在形式上也从纸质教材和黑板的组合完成了向投影和网络等多媒体平台的转变,但在学习的本质上没有发生应有的变化。从博客的制作、课堂问题的设计和引导,到学生学习过程中协作程度和思维走向的引导等方面,都把体现学生的学习主体作用放在首要环节来考虑。他们运用课本知识展开互动的讨论,相互启发,互相补充,解疑去惑,获取知识,锻炼能力。
博客网址:http://www.yangzheng.com.cn/blog/user1/LLp7577/index.html
 
十四、形成性检测
1. 正确表示基因工程顺序操作的四个步骤的是    (    )
A.获取目的基因→将目的基因导入受体细胞→基因表达载体的构建→目的基因的检测与鉴定
B.目的基因的检测与鉴定→获取目的基因→基因表达载体的构建→将目的基因导入受体细胞
C.获取目的基因→基因表达载体的构建→将目的基因导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定 
D.基因表达载体的构建→获取目的基因→将目的基因导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定 
2. PCR技术扩增DNA,需要的条件是(  )
①目的基因 ②ATP ③四种脱氧核苷酸 ④DNA聚合酶等 ⑤mRNA ⑥核糖体 
A.①②③④                            B.②③④⑤
C.①③④⑤                            D.①②③⑥
3、在已知某小片段基因碱基序列的情况下,获得该基因的最佳方法是(     )
A.用mRNA为模板逆转录合成DNA
B.以4种脱氧核苷酸为原料人工合成
C.将供体DNA片段转入受体细胞中,再进一步筛选
D.由蛋白质的氨基酸序列推测mRNA
4、有关PCR技术的说法,不正确的是(   )

A.PCR是一项在生物体外复制特定的DNA片段的核酸合成技术
B.PCR技术的原理是DNA双链复制
C.利用PCR技术获取目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列
D.PCR扩增中必须有解旋酶才能解开双链DNA
5、下图是利用基因工程技术生产人胰岛素的操作过程示意图,有关的叙述中错误的是(   )

A.基因工程的核心是基因表达载体的构建
B.可以利用人的皮肤细胞来完成①过程
C.过程②必需的酶是逆转录酶,过程③必需的酶是解旋酶
D.在利用AB获得C的过程中,必须用同一种限制性内切酶切割A和B,使它们产生相同的黏性末端
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
十五、评价量表(教学功能、诊断功能、调控功能、激励功能)
 
学校                班级           姓名         
评价
内容
评  价  参  考 自我评价 同学评价 教师评价












知识
技能
尝试设计转基因蓝玫瑰的研制过程                        
理解基因工程的原理并分析每一步骤的必要性                        
说出目的基因的概念和获取方法                        
简述从基因文库中获取目的基因                        
简述PCR技术扩增目的基因                        
学习
状态
生物科的学习兴趣增强,求知欲强
积极主动参与,学习目标明确
                       
发言
情况
积极发言表达,并有自己的见解                        
探究
意识
  通过尝试设计转基因蓝玫瑰的研制过程理解基因工程的基本操作程序
思维活跃,有创新意识。
                       
合作
意识
共享资源,在互动探讨中学习。遇到困难能主动和同学或老师探讨。                        
情感
态度
利用PCR发明过程了解科学史,能够关注生活现象,体验科学发现之美,形成积极探索、勇于进取的求知精神和追求真理的良好意志品质。                        







如:学习本节课后你最大的收获是什么?与之前相比有何差异?对于本节课的学习过程、学习方式你有更好的想法吗?
备注:同学们填写后上交。
 
十六、形成性评价
教学评价要以教学目标为依据, 其次,教学评价需要采用一些有效的技术手段。再次,教学评价要对教学的过程和结果进行评价。教学评价,不仅仅是评价教学的结果,更要对教学的过程,对教学中的方方面面进行评价。
十七、教学反思、总结
1、以问题串引导学生思考,逐层深入揭示问题的内在本质,使学生能步步深入理解概念、掌握知识。
2、在上课之前就让学生“动起来”,让学生完成学案中的“自主学习”,很多同学不仅完成了学案中的“自主学习”,而且尝试回答了学案中“教学过程”的问题,预习非常充分,这为整个课堂教学过程的顺利进行和教学任务的有效完成打下了坚实的基础。课堂上通过问题导入,让学生用示意图的形式归纳构建基因组文库和cDNA文库的过程,再通过讨论修改补充,而老师不直接说出正确答案,让学生在听完讲解后,自己更正错误,最后归纳总结,全过程使学生在经历自己独立思考后,带着问题学习,寻找答案,这样充分调动起学生的学习积极性,使其注意力更集中,对问题的理解更深入,提高了学生的听课效率。
3、利用PCR发明过程科学史,能够关注生活现象,体验科学发现之美,形成积极探索、勇于进取的求知精神和追求真理的良好意志品质。
4、在整个课堂教学过程中,还是暴露出教师讲解多,留给学生思考和讨论的时间少,网络课的优势还未充分展现。
5、由于教材内容和参考资料的发散性,学生在学习过程中也不可避免地出现思维过于分散的现象,教师一步步启发学生理出所有分散的知识点的线索,从而建构起整个完整的知识体系。为师者必须始终关注着学生的思维走向和学习进程,及时发现学习过程中的问题并予以疏导,从而体现出本课堂教学研究中“学生为主体,教师为主导”的指导思想。
十八、感谢、其他
1、感谢养正中学生物组的协助与指导!
2、感谢我校同事的诚心指导意见。
3、感谢此次参赛成员的互相帮助与提高。
4、感谢各级领导提供这么宝贵的学习机会,让我可以进一步完善自我、提高自我。
                                   
 
 

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