2019-2020年高中生物 1.2《基因工程的基本操作程序》教學(xué)設(shè)計(jì) 新人教版選修3.doc
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2019-2020年高中生物 1.2《基因工程的基本操作程序》教學(xué)設(shè)計(jì) 新人教版選修3.doc
2019-2020年高中生物 1.2《基因工程的基本操作程序》教學(xué)設(shè)計(jì) 新人教版選修3
一、 教學(xué)目標(biāo)
1.簡(jiǎn)述基因工程原理及基本操作程序。
2.嘗試設(shè)計(jì)某一轉(zhuǎn)基因生物的研制過(guò)程。
二、 教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)
1.教學(xué)重點(diǎn)
基因工程基本操作程序的四個(gè)步驟。
2.教學(xué)難點(diǎn)
(1)從基因文庫(kù)中獲取目的基因。
(2)利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因。
三、 教學(xué)過(guò)程
本節(jié)是《基因工程》專題的核心,上承《DNA重組技術(shù)的基本工具》一節(jié),下接《基因工程的應(yīng)用》。本節(jié)教學(xué)難點(diǎn)多,學(xué)生學(xué)習(xí)有一定的困難,因此采取化整為零、各個(gè)擊破的教學(xué)過(guò)程。
1.加強(qiáng)預(yù)習(xí)環(huán)節(jié),先解決為什么要分四個(gè)步驟的問(wèn)題,然后解決每一步驟的技術(shù)方法問(wèn)題。
為了突破難點(diǎn)及培養(yǎng)自學(xué)能力,在上節(jié)課結(jié)束時(shí),可布置學(xué)生預(yù)習(xí)本節(jié)內(nèi)容。在上新課時(shí),首先解決基因工程的基本操作程序?yàn)槭裁匆炙膫€(gè)步驟,即分析每一步驟的必要性。
為什么要有“目的基因的獲取”這一步?引導(dǎo)學(xué)生看本專題題圖中基因工程的概念:“基因工程是指按照人們的愿望,進(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)計(jì),通過(guò)體外DNA重組和轉(zhuǎn)基因等技術(shù),賦予生物以新的遺傳特性,創(chuàng)造出更符合人們需要的新的生物類型和生物產(chǎn)品。”可以說(shuō)這既是概念,也是原理。這里所說(shuō)的“更符合人們需要”,就是目的,那么更符合人們需要的那個(gè)基因就是目的基因了。有了目的基因,我們才能賦予一種生物以另一種生物的遺傳特性。
為什么要有“表達(dá)載體的構(gòu)建”這一步?單獨(dú)的DNA片段──目的基因是不能穩(wěn)定遺傳的。課文中談到構(gòu)建表達(dá)載體的目的是為了使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在,并且可以遺傳給下一代,同時(shí)使目的基因能表達(dá)和發(fā)揮作用。
為什么要有“目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞”這一步?教材指出含有目的基因的表達(dá)載體只有進(jìn)入受體細(xì)胞,并且維持穩(wěn)定和表達(dá),才能實(shí)現(xiàn)一種生物的基因在另一種生物中的轉(zhuǎn)化。
為什么要有“目的基因的檢測(cè)與鑒定”這一步?這是因?yàn)槟康幕蚴欠裾嬲迦胧荏w細(xì)胞的DNA中,是否能夠在受體細(xì)胞中穩(wěn)定遺傳和正確表達(dá),只有通過(guò)檢測(cè)、鑒定才能得知。
在解決上述為什么基因工程操作程序分四個(gè)步驟的基礎(chǔ)上,進(jìn)入每一程序的有關(guān)技術(shù)和方法的學(xué)習(xí)。
2.加強(qiáng)教學(xué)媒體的運(yùn)用,解決每一程序中的技術(shù)難點(diǎn)。
在各個(gè)操作程序中都有一些技術(shù)和方法層面上的難點(diǎn)不好理解,成為學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程的攔路虎。形象化是解決這一難題的好辦法。例如,在目的基因獲取的常用方法中有“從基因文庫(kù)中獲得目的基因”的說(shuō)法。盡管課文中運(yùn)用了比喻的方法,但語(yǔ)言文字仍顯抽象。應(yīng)盡可能在教學(xué)中編制軟件、繪制投影片或利用掛圖來(lái)解決這一難點(diǎn)。讓學(xué)生了解有了基因文庫(kù),就可隨時(shí)從中提取所需要的目的基因,引入受體細(xì)胞使之表達(dá)。而有關(guān)PCR擴(kuò)增技術(shù),則可結(jié)合書(shū)中插圖,明示出文字中概括出的變性、退火、延伸、多次重復(fù)等四個(gè)過(guò)程。
又如,在學(xué)習(xí)基因表達(dá)載體的構(gòu)建方法時(shí),可結(jié)合插圖,說(shuō)明插入必要的元件──目的基因、啟動(dòng)子、終止子和標(biāo)記基因的位置及其作用。
再如,學(xué)習(xí)目的基因?qū)敕椒〞r(shí),可借用目的基因?qū)胫参锛?xì)胞的方法──農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法以及相關(guān)的圖,講清具體方法。攻破一點(diǎn)后,再擴(kuò)展到其他導(dǎo)入方法。
3.通過(guò)設(shè)計(jì)某一轉(zhuǎn)基因生物,將基因工程的操作程序有機(jī)地串聯(lián)起來(lái)。
本節(jié)學(xué)習(xí)的基因工程的基本操作程序和方法是對(duì)轉(zhuǎn)基因植物、動(dòng)物、微生物的概括。如果在本課將要結(jié)束時(shí),做個(gè)練習(xí),帶領(lǐng)學(xué)生結(jié)合設(shè)計(jì)某一轉(zhuǎn)基因生物的具體過(guò)程,可將基因工程操作程序有機(jī)地串起來(lái),從而加深對(duì)這一程序的認(rèn)識(shí)。例如,煙草是人類健康的“殺手”。如果讓它生產(chǎn)出人類需要的藥物蛋白,應(yīng)如何操作?通過(guò)這一實(shí)例引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合目的基因從何而來(lái),表達(dá)載體如何構(gòu)建,如何導(dǎo)入煙草,如何檢測(cè)藥物蛋白產(chǎn)生與否等問(wèn)題加以設(shè)計(jì)??杉由顚W(xué)生對(duì)基因工程原理的理解。不同學(xué)生會(huì)有不同的方法,讓學(xué)生通過(guò)相互比較,相互借鑒,達(dá)到相互學(xué)習(xí)的目的。學(xué)生在課下還可查閱《科學(xué)》雜志等參考讀物,了解科學(xué)家成功的做法。