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视频标签：DNA重组技术
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视频课题：人教版生物选修三1.1DNA重组技术的基本工具_黑龙江 - 七台河
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人教版生物选修三1.1DNA重组技术的基本工具_黑龙江 - 七台河
DNA重组技术基本工具的教学设计
七台河市第一中学 生物 全维丽 设计思路
1．教学模式：《1235教学模式》一即一个核心，以学习目标为核心，二即二个转变，转变教师教学行为，转变学生学习方式，三即三个体现，课堂体现目标引领，体现任务驱动，体现效果评价。把学习目标落实到课堂每一个过程中，全程循序渐进、有效调控，五即五个环节，它们分别是导、读、研、评、拓。
2．理论依据：多给学生权利让学生自主去选择,多给学生机会让学生自己去体验多给学生困难让学生想办法去解决,多给学生条件让她们体验创造的乐趣,模拟探究教学法；问题生成法。
3.设计特色：针对重点难点对教学内容进行结构化处理，并与基因工程的实际操作练习起来；在模拟探究的过程中不断生成问题，引导学生依据载体的特点，按照相似性原理，选择和建立模型，进而对模型进行“剪”与“连”等操作，并分析操作结果。
教学分析 1．教材分析
重点：DNA重组技术的三种基本工具 难点：载体的特点及应用 2．学情分析
DNA重组技术基本工具在实际应用中如何发挥作用，是非常抽象的内容，仅仅靠学生的想象，很难真正理解并融会贯通；同时，中学生的心理发育特点，决定了他们更乐于通过实际动手操作来解决遇到的问题，同时对自己新发现的问题有更加强烈的探究欲望。
3．教学条件分析
对于本节课的教学设计而言，需要如下教学条件：电脑，投影仪，彩色复印纸，剪刀，双面胶。几乎所有省市级示范高中学校的教学条件都可以满足本节课的要求
教学目标
1.了解基因工程的基本概念，能够用自己的话清楚表述。
2.清楚基因操作的工具，能够说出每一种操作工具的特点及用途。 通过动手操作、小组合作，提高学生自主学习及合作探究的能力。 教学策略与手段
教学模式：探究式教学，通过创设问题情境，在分析问题、解决问题的过程中不断生成一系列新的问题，培养学生的自学能力，以及探究和思维能力。
教学策略：利用教学多媒体，自制教具，使抽象的问题形象化，引导学生自主动手操作，解决每一程序中的技术难点和重点。
教学手段：PPT，自制教具，投影仪等综合教学辅助工具。本节课模拟探究的是载体与目的基因的连接，所以将教材提供的碱基序列加以调整，用彩色打印纸打印
教学过程：
（一）回顾旧知，引入新课
教师的组织和引导
学生活动
教学意图
（一）导入新课：利用多媒体播放新闻联播(转基因三文鱼上餐桌)。
（二）出示学习目标及重难点
（三）通过自主学习让学生检测预习情况：
1. 基因工程的概念及其要点？(识记) 2. 基因工程中分子手术刀的名称？有多
少种？这类酶主要来源于哪里？切割哪种化学键？（识记）
3. 限制酶的作用结果是什么？识别序列
有什么特点？（应用）
4. 基因针线或分子缝合针的名称？常见
的有哪几种？作用上的区别？（识记） 5. 质粒是什么？质粒做载体必须满足哪
些条件？（理解）
6. 基因工程常用的运载体有哪些？（阐
明）
学生独立完成问题1和问题2后教师拓展补充：限制酶的识别序列及作用结果及强调学案上易错内容。
活动一：用剪刀动手剪切给定的限制酶的识别序列总结酶识别序列的特点
通过活动总结限制酶的识别序列特点完成问题3
拓展：DNA连接酶与DNA聚合酶的区别与联系？ 活动二：模拟制作——重组DNA的构建
利用PPT给学生分别呈现限制性核酸内切酶EcoRI，BamHI识别的碱基序列和酶切位点，酶切过程以及DNA连接酶的作用位点。
给学生分发教具：每组发四个带碱基序列的环状DNA，两张链状DNA，（且四
个DNA上仅有EcoRI的酶切位点），剪刀，胶带。
学生首先动手模拟得到EcoRI酶切后的载体和目的基因。
让学生观察并思考：如果条件充分，
学生阅读
学生阅读教材思考并回答
教材有的学案有的学生独立完成，学生答得不完全的其他学生补充，教师适当点拨
学生观看动画理解限制酶的作用特点
学生独立动手
引导学生总结限制酶的识别序列特点及回文序列
学生结合教材独立完成问题4 学生依据所给表格完成，学生答补全的教师适当点拨
学生结合教材独立完成问题5
学生观察。
学生动手操作，模拟重组DNA，探究载体的特点。
思考，讨论，得出结论。 思考，讨论，动手操作，得出
结论。
学生们除得到载体与目的基因之间的连接外，还有载体与载体之间的连接，目的基因与目的基因
之间的连接，以及载体自身环化，通过观看新闻联播，调动学生的学习兴趣，导入课题。 （体现1235教学模式的导）
明确目标及重难点
以问题串的形式层层递进学生阅读教材独立完成
（体现1235教学模式的读）
探究式教学，通过创设问题情境，在分析问题、解决问题的过程中不断生成一系列新的问题，培养学生的自学能力，以及探究和思维能力。
培养学生独立思考能力和动手能力
引出本节课的重难点：DNA重组技术的模拟操作。
让学生准确理解切割或连接部位。
在实际动手操作的过程中发现问题，解决问题。
通过动手模拟操作，以及思考和讨论，使所学知识逐步深
入，并把记忆中的知
此时我们得到的目的基因和载体是否能够成功连接？
继续提出问题：
将多个EcoRI酶切后的载体与目的基因混合后，加入DNA连接酶，其连接产物可能有哪些种？请大家尝试操作。
提出第二个问题：为什么会出现这么多种连接产物呢？
各小组挑出本组制作的载体与目的基因连接后的重组DNA，互相观察并比较是否有不同。
提出第三个问题：我们如何解决目的基因定向插入这个问题呢？
在这个过程中提醒学生：载体的特点之一是有多个不同的酶切位点。 分发另一套材料，每组两个环状DNA，两个链状DNA（都带EcoRI，BamHI两种酶切序列），让学生再次模拟操作。
给学生展示PPT，通过图片和视频使学生发现载体的特点中除有多个酶切位点外，还携带有标记基因（如氨苄青霉素抗性基因），标记基因可以参与鉴别受体细胞中是否含有目的基因。
提出第四个问题：前面操作中，载体与载体重组得到的DNA，载体与目的基因重组得到的DNA上都有标记基因（如氨苄青霉素抗性基因），如何筛选出含目的基因的重组DNA呢？（这个问题难度较高，适合能力较强的同学）
如果学生未得到准确的结论，提示他们：在基因工程的实际操作中，科学家选择的载体往往含两个或更多的标记基因。 利用PPT呈现：环状DNA载体以及上面的两个标记基因。 学生独立完成问题6后教师拓展延伸： 基因工程得以实现的理论基础？ 教师引导学生思考后得出1.ＤＮＡ分子结构相似2．所有生物共用一套密码子 目标回馈总结：出示目标 和目的基因自身环化等。其中载体及目的基因的自身环化是干扰重组的常见因素。
思考，讨论。学生们观察，讨
论后提出，一种限制性核酸内切酶切割后产生的黏性末端只有一种，相同的黏性末端之间可以任意连接。
在这些连接产物中，我们需要的是载体与目的基因连接而成的重组DNA。
观察比较。 学生讨论。 模拟操作。
剪切后，学生们观察发现，两种限制酶切割产生的黏性末端是
不同的，虽然载体与载体间，目的基因与目的基因间仍会连接，但载体及目的基因自身环化问题得到解决，根据碱基互补配对原则，目的基因与载体连接的方向是唯一的。这样，通过模拟操作，学生们解决了刚才所提出的问题，得出结论：载体上含有多个酶切位点，利用双酶切的方法，可以保证目的基因的定向插入，同时还避免了载体及目的基因的自身环化，提高DNA重组率，实现目的基因的正确转录
和表达。
观察，思考。
学生通过讨论，设计，提出如果将一个标记基因放在目的基因的插入位置，当目的基因插入时，这个标记基因将被破坏而无法表达，从而达到筛选的目的。
学生阅读教材独立完成问题6
学生思考后回答
学生结合目标画出思维导图
识转变为实际中的能力。
学生通过比较，能够发现有的小组目
的基因插入方向与别组有不同，从而发现目的基因不同的插入方向将导致出现不同的基因产物。
通过思考，部分学生能够提出用两种限制酶切割载体，从而使切口处的黏性末端不同的思路。
通过层层深入的问题，逐步突出重点，突破难点，学生们发现科学实践的过程远非理论记忆那么简单。课堂上的模拟重组可以大大降低空间想象的难度，使抽象的内容直观化。
利用具体直观的信息媒体使学生对抽
象的内容直观化。
引导学生从基因工程的整体思考问
题。
学生通过类比发现：多个酶切位点，多个标记基因，插入失活
的筛选方法是基因工程中的重要设计思
路，理解了基因工程中使用的载体往往是人工合成的，并真正懂得了实践是检验真理的唯一标准 检验目标完成情况
高考链接 图片结课
学生完成学案上2013年高考题
课后反思
1．强化了知识传授的同时，更注重了对学生能力的培养。
在强化了核心概念和基本原理知识传授的同时，更注重了对学生能力的培养。如通过学案导学，布置学生带着任务自学教材等方式培养学生自主学习能力；通过阅读教材以及学案上的材料，培养学生获取信息的能力；通过模型构建，培养学生动手能力、交流合作能力；通过动画、图片等直观教学手段，培养学生的观察能力以及对图形的分析、描述能力。
2．对教材内容进行了适当的“调序”和“改进”。
新课程改革要求教师从“教教材”走向“用教材教”。这节课中，根据学生的实际情况对教材部分内容进行了“调序”和“改进”。首先笔者将三种基因工程工具的呈现先后顺序进行了调整，将“基因载体”和“DNA连接酶”的顺序进行了调换，这样更符合逻辑关系，也更容易为学生所接受；另外笔者将重组DNA模拟制作的材料进行了改进，将红绿两色的硬纸板更换为红白两色的纸条，并将红色纸条两端用固体胶连接起来，形成一个纸环。如此改进有以下优点：质粒是最常用的基因载体，用纸环来代表质粒，既简单形象又紧贴教材；两色纸张比纸板容易得到，而且更易用剪刀剪裁。
3．直观教学手段、模型构建，有效的突破了重难点。
本节课中，将限制酶切割DNA、DNA连接酶将基因载体和目的基因连接起来等抽象的、微观的过程通过动画和图片展现出来，减轻了学生掌握这些知识的阻力，激发了学习积极性，使学生在轻松愉快的氛围中突破了重难点；通过重组DNA的模拟制作，巩固了本节课中所学的内容，使学生对基因工程的三种工具的功能特点有更深层次的理解，同时还培养了学生的动手能力，强化了交流合作意识。
4．以问诱思，任务驱动。
在本节课的每一个环节中，都通过学案设置了问题串，使学生带着任务自学教材，提高了学习效率；这些问题的设置也能使得教学过程衔接和过渡顺畅自然，问题设置依据了学生的认知规律和原有的知识掌握情况，并且问题设置难度呈阶梯型特点，符合学生“最近发展区”，真正“面对每一位学生”，让每一位学生都能体验和享受成功的愉悦；另外通过情境引导学生自己提出问题，并自己尝试解决，让学生亲身体验和感受科学探究过程，最终提高生物科学素养。
5．强化了新旧知识的融合，及时更新了学生的知识结构。
构建主义理论认为，教师的作用不是简单的将书本上的知识传递给学生，而应该创设相应的学习情境，使学生能够学会自己开展探究活动，建构知识，并能将知识与自己原有的知识经验融合，纳入已有的知识结构中。必修中学习过的很多知识与本节内容有密切关系，如DNA的结构、酶的专一性、基因操作的三种工具的基本知识。在教学过程中，笔者通过设置问题情境激活学生已有的知识经验，并引导学生对新旧知识之间的同异进行分析比较，通过抽象和概括以形成新概念，从而使新旧知识融合为知识的体系。
6．反思不足，及时改进。
在本节课的教学中，还存在一些不足之处。例如，由于时间分配不合理，导致在某些问题上，学生自学、讨论不很充分；课前预习完成不好，部分学生难以跟上老师的节奏；重组DNA的模拟制作是本节课的一大亮点，学生活动效果也比较好，但是笔者对学生活动的评价还显得不够深入。因此，如何解决上述问题，打造真正的高效课堂是今后要着重思考的问题。
高二生物学案
选修三第一章第一节 DNA重组技术的基本工具—探究案
【学习目标】1.了解基因工程的概念并掌握其要点 2.区别各种限制酶和DNA连接酶的种类及作用
3.概述基因工程中运载体的种类并理解其必须具备的条件
【学习课时】1课时
【学习过程】
一、限制性核酸内切酶——“分子手术刀”
（一）温故知新——DNA的结构
请根据所学的知识，完善DNA分子的结构图：
（二）重难点突破1——合作探究限制酶的作用
结合给定限制酶的识别序列及其切割位点，并尝试模拟限制酶将DNA片段切开，并记录切割结果探究。
提示:1. 大家认真观察几个未被限制酶切割的DNA片段结构，你能从中得到怎样的结论？
2. 大家认真观察几个DNA片段被对应限制酶切割后的结构，你能从中得到怎样的结论？
二、DNA连接酶——“分子缝合针”
（一）基本知识框架
（二）DNA连接酶与DNA聚合酶的作用比较
| 比较项目 | DNA连接酶 | DNA聚合酶 | |
| 相同点 | |||
| 不同点 | 是否需要模板 | ||
| 作用对象 | |||
| 作用结果 | |||
| 用途 | |||
三、基因进入受体细胞的载体——“分子运输车” 
（一）载体种类 1、质粒 质粒是一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核DNA之外，具有 能力的很小的 状DNA分子。 
DNA连接酶。
DNA连接酶只能将 连接起来，不能将双链DNA片段平末端之间进行连接。
视频来源：优质课网 www.youzhik.com
