高中生物人教版 (新课标)选修3《现代生物科技专题》DNA重组技术的基本工具表格教案

这是一份高中生物人教版 (新课标)选修3《现代生物科技专题》DNA重组技术的基本工具表格教案，共7页。教案主要包含了教学目标，教材分析，学情分析，教学重等内容，欢迎下载使用。
一、教学目标
1.通过阅读本章首页基因工程概念，画出分析关键词，辨析关键词之间的关系，概述出基因工程的概念。
2.通过构建、演示和模拟实验，理解DNA重组技术中限制酶和DNA连接酶的作用过程，明晰二者作用特点、结果及关系。
3.通过构建数学模型和模拟“剪切和拼接”过程，培养学生动手操作、发现问题和解决问题的能力，训练思考问题的理性思维的形成。
4.通过搜集整理基因工程相关素材，感受基因工程与我们生活的密切联系，切实感悟到基因工程的发展离不开理论的支持和操作工具的突破。
二、教材分析
本节是人教版高中生物选修III专题一第一节第1课时，主要介绍了两个关键词，即基因工程的概念和DNA重组技术的基本工具，这两个方面的内容是开启本章《基因工程》的基础知识。通过温习“基因、DNA与遗传物质的关系、遗传信息的复制与表达”等知识，适时给予小结，顺势推出基因工程的理论基础，以此推进得出基因工程的概念，随后，介绍DNA重组技术的基本工具，其中重点阐述了两种工具酶，为下一节“基因工程的操作程序”的学习奠定基础。同时，结合生活实例，呈现了一些社会问题，引导学生形成正确的生活认识和生态观念，促进学生探究问题思想的形成，提高学生的认知水平和应用能力，为其自身发展奠定基础。
三、学情分析
学生已经学过DNA是主要的遗传物质、基因是DNA上有遗传功能的片段、DNA是双螺旋构型，碱基遵循互补配对原则、DNA半保留复制方式等内容，为基因工程研究的理论奠定了认知基础，而且高二学生具有自主探究问题的驱动意识，动手操作和处理信息技术操作的能力。作为本节内容的第一课时，主要的任务就是让学生概述出基因工程研究的理论基础，能阐述限制酶和DNA连接酶作用过程，理解限制酶是基因工程的DNA“分子手术刀”、DNA连接酶是“分子缝纫针”。但是，基因工程是分子水平的操作，学生对限制酶和DNA连接酶作用过程理解困难，因为知识过于抽象，没有相应的直观情景不好想象，对学生的理解造成困扰。在课时中我们重点采用信息技术与学科知识整合的方式，通过有效引导，可充分发挥学生的自主性，使得课堂学生学法更显高效。
四、教学重、难点
重点：DNA重组技术中限制酶的作用和特点、DNA连接酶的种类和作用。
难点：DNA重组技术中限制酶的作用过程。
解决策略：首先，课前布置2项任务：第一，由生物实践活动小组成员（5人）上网搜集基因工程为人类带来的福音，即基因工程应用方面的资料；第二，安排每位学生用A4白纸绘制出两条DNA分子；其次，课堂上教师利用交互式电子白板的隐藏、遮盖、拖放等功能安排教学环节，采用了微课、动画和模拟等方式将基因工程的基本原理和操作技术给予解读，其中运用模型构建回忆DNA分子的基础知识；运用模拟探究，对模型进行“剪”与“连”等操作，分析DNA分子操作的结果和结论；运用类比法，分析不同限制酶作用特点；运用讲练结合的方式，巩固与限制酶相关的混淆概念。在整个学习、建构和思考的过程中，因势利导，环环相扣，让学生主动发现问题、解决问题。最后，以层层推进的方式，在潜移默化中突破重难点知识，提高课堂教学的实效性。
教学流程图
教学过程
教师组织和引导
学生活动
数字化资源使用及意图
创设情境引新课
1.展示新闻视频：转基因抗虫棉。
问题：你们看后，用一句话概况你的想法？这说明了什么？
2.展示调查报告：糖尿病的相关知识。
过渡：基因工程是我们的福音。
观看视频，回答问题，明确基因工程就在我们身边，应用于我们的生活。
汇报、解读调查报告内容。
通过视频播放节选新闻，汇报调查报告，插入白板百度功能的展示，调动学习基因工程的兴趣，认识基因工程与我们的生活密切联系、导入课题。
互动环节探新知
一、基因工程的概念
阅读：课本基因工程的概念。
问题：1.学生阅读后，画出关键词有哪些？关键词说明了什么？
问题：2.关键词之间的联系还能说明什么？
过渡：基因工程程序的实施，需要理论和工具的支持。
二、基因工程的理论基础
1.问题：通过互动，总结DNA的基础知识。
2.构建DNA分子空间结构模型。
3.梳理“理论基础”层次：
DNA分子提取与改组、重组与扩增、基因转移和表达。
三、基因工程操作基本工具
（一）限制酶---“分子手术刀”
1.学习发现史（微课）。
问题：限制酶的名称、种类、来源。
2.探讨作用特点：
第一步：阅读提炼：阅读课本，提炼出限制酶的作用特点。
第二步：动画演示限制酶的作用过程。
问题：限制酶作用过程中如何体现其“眼睛”和“剪刀”的功能？
第三步：实例演练。
1.问题：学生讲解两种限制酶的作用过程。EcRⅠ和SmaⅠ限制酶。
2.概念介绍：平末端与黏性末端
3.巩固练习
（1）连线题：(见导学案) 归纳：被同种限制酶切开的黏性末端是相同的。
（2）判断题：（见导学案）
归纳出限制酶常考知识点。
第四步：模拟探究实验。
要求：绘制2条DNA分子，其中之一需要含GAATTC序列。 模拟课题：
1.体验EcRI限制酶的作用特点。
2.体验同种限制酶作用不同的DNA分子(包括环式DNA分子)后，产生的黏性末端是相同的。
3.尝试拼接被EcRI限制酶切开的不同DNA分子片段，会有哪些情况出现？
展示：将模拟课题的1、2、3课题分别给予展示和交流。
（二）DNA连接酶——“分子缝合针”
1.师生互动讲解知识。
2.巩固练习：（见导学案）
（1）：判断各种酶作用的化学键。
（2）：观察图示各生理过程，分析图中的A、B、C、D、E酶是什么
阅读、提炼关键词；一学生白板上标注自己选出的关键词，分析关键词。
思考，分析。讲出关键词之间的联系能说明基因工程的操作程序。
独立思考，回答问题。
动手、动脑，相互协作，构建模型，一人展示，依据模型，讲解DNA分子的相关知识点。
观看微课，独立思考，简答：限制酶的全称、种类和来源。
阅读、分析；提炼答案。
带着问题，观看动画，体会限制酶的作用过程。
白板操作，实例讲解，阐述酶的作用过程。
独立思考，辨析DNA片段间的关系，划线标注、连线。
独立思考，阐述见解。
选用材料，动手操作，体验酶的作用过程，观察末端情况。
交流展示课题3。
观察思考回答：
1.作用部位：磷酸二酯键；
2.种类和作用。
思考，讨论，观察比较。分析问题，得出结论。
运用白板的标注、隐藏、复制、拖动、缩放等功能，剖析概念中的关键词，降低讲解难度，有助于概念的深层理解，并引出下一环节。
应用软件翻版和链接工具、DNA分子构建模具，温故探新。
帮助学生归纳整理以往学习过的知识点，随后顺势带出课本素材，小结基因工程研究的理论基础。
将课本和网络中大量的限制酶“发现史”整合、梳理，制作出微课，以清晰的层次关系将“发现史”呈现给学生，可缩短阅读时间，降低分析难度。
观察动画。将静态的文字
介绍转化为直观的动态的过程。加强学生的理解。
应用白板动画效果，演示学生对该知识点的理解情况，同时，进一步探寻学生的疑惑点，并给予处理。
应用白板标注和拖拉、照相功能，剖析、突破重难点“被酶切开的DNA分子黏性末端特点”。
通过动手书写、模拟操作，思考和讨论，使所学知识逐步深入，准确理解切割部位及末端特点。
应用自制教具，讲解课题，为后面“基因工程的操作程序”讲解给予铺设。
运用白板遮盖、隐藏、闪烁和编辑软件，采用类比教法，讲解内容，可培养学生对相似概念的辨析能力，切实几种生物酶的作用特点。
归纳整理研拓展 白板展示：
1.本课时知识框架图。
概述：基因工程的概念、理论基础和操作技术。
2.布置作业：
（1）继续模拟实验：经EcRI酶切割的不同DNA分子片段混合后，在DNA连接酶的作用下，会有哪些种连接情况？
思考，认知，体会各知识点间的脉络关系，树立构建知识框架意识。
观察、思考、连接各DNA片段。
通过归纳总结加深对理解，帮助学生建构知识体系，明晰课时目标。
为下一课时“目的基因与运载体的连接”讲解做好铺垫。
本节亮点
1.利用电子白板功能，如复制、拖放、标注、照相等等，能直观、形象、灵动的表达抽象微观的理论知识；运用插入视频、动画、微课、软件工具等方式，生动、具体、完整的表达复杂过程，适宜的选择信息技术应用功能，不仅培养了学生运用信息技术的能力，还能改变教师的教法，不仅能激发学生理想思维的构建，还能实现高效学习。
2.在教材处理上，采用微课，拓展了学生对“限制酶的发现史”的理解，可使教学内容在知识体系上更显层次分明、体系完整，针对重难点“限制酶的作用特定”，采用整理内容、动画演示、问题互动、模拟实验四个环节，环环相扣，层层深入，逐级升华的方式突破，以此模式呈现给学生，不仅领学生对知识点有一种“豁然开朗”的感觉，还能借助史料，开展品德素质教育。
3.努力创建了学生认知情景，注重课堂的生成过程。如通过新闻视频和调查报告，让学生实际认识基因工程的价值；通过动画演示，让学生直观认识酶的作用过程；通过构建DNA分子模型、DNA分子切割和连接的模拟实验，可以升华教学重难点知识的理解。通过给学生呈现解决问题的情景，对问题的分析和判断就会少走弯路，有助于对学生创造性思维的形成和问题的探究、解决能力的培养。