人教版 (2019)选择性必修3重组DNA技术的基本工具教案及反思

这是一份人教版 (2019)选择性必修3重组DNA技术的基本工具教案及反思，文件包含云南省2026届高三下学期4月联考数学答案pdf、云南省2026届高三下学期4月联考数学pdf等2份试卷配套教学资源，其中试卷共8页， 欢迎下载使用。
学校
课题
重组 DNA 技术的基本工具
年级
高二年级
学科
高中生物
教材分析
（一）课标分析
本节选自 2019 年版人教版普通高中教科书生物学选择性必修 3《生物技术与工程》第 3 章“基因工程”第一节“重组 DNA 技术的基本工具”，对应课标大概念中的“概念 5：基因工程赋予生物新的遗传特性”，具体对应的是“5.1 基因工程是一种重组 DNA 技术”。课程标准对本节的具体要求是“概述基因工程是在遗传学、微生物学、生物化学和分子生物学等学科的基础上发展而来的，阐明 DNA 重组技术的实现需要利用限制酶、DNA 连接酶和载体三种基本工具”。
（二）教材分析
本节内容包括重组 DNA 技术的基本工具、三种工具之间的关系等内容。鉴于课时内容地位要让学生正确理解基因工程的三大基本工具的原理及运用，为后面的学习打下一个坚实的基础。同时，本课时的内容也与现实生活紧密联系，即学生应能够将知识应用于现实中，解决实际问题，应用所学知识理解转基因动植物等，将知识应用于生活、生产中。
学情分析
重组 DNA 技术的基本工具是学生学习基因工程的重要基础。学生在必修二中已经学习了 DNA 分子的基本结构，此节课程建立在这部分内容的基础上。然而学生并不了解基因工程的整个过程，基因工程所需的三种工具对于学生而言较为抽象，这需要教师采取适当的教学策略，引导学生在思考、探究、讨论和分析中充分理解和掌握三种基本工具的作用和特点。但学生毕竟有着基础和其他方面非智力因素的差异，从疑问的设置，到问题的回答要适合不同层次的学生，问题的指向性要明确，从基础知识的掌握，再到能力的培养，要对不同层次的学生进行相应点拨和指导。
教学目标
1.通过讨论分析 DNA 分子的结构特点，阐明重组 DNA 技术所需的三种基本工具的作用，说出基因工程载体具备的条件，锻炼科学思维。
2.通过模拟 DNA 分子的剪切和拼接过程，在质疑、交流、讨论中生成深层问题，运用概括归纳、批判性思维等方法，尝试归纳构建载体时酶切的要点，提升科学探究能力。
3.通过阐明重组 DNA 技术所需的三种基本工具的作用，建立生物学结构与功能相适应的生命观念。
4.通过科学史的分析，认同基因工程的诞生和发展离不开理论研究和技术创新。通过讨论基因工程产品在日常生活中的应用，认同基因工程在生产与生活中的重要价值和可能的危害，能够用所学知识提供有价值的建议。
教学
重难点
1.基因工程的概念
2.重组DNA技术所需的三种基本工具的作用
3.基因工程载体需要具备的条件
教学准备
1.调查基因工程科学史的课前小组活动
2.构建模型，解释基因工程三大工具的作用
3.知识评价表、模拟实验操作评价表
4.课堂视频的剪辑、平板任务的发布
教学环节
教学内容
教师活动
学生活动
智慧课堂应用及分析
1.功能选择
2.应用价值
3.评价体现
时长
任务一
理解基因
工程的概念
1.通过学生对于基因工程发展史的资料分享，引入基因工程的概念。
2.由学生身边的日常用品引入转基因耐高温水稻，并通过视频介绍我国自主研发转基因超级水稻的背景。
3.引导学生谈一谈对基因工程概念的理解，板书总结基因工程的概念。
1.小组讨论、抢答
2.听讲、思考
3.回答：
基因工程概念的理解
1.功能选择：投屏展示、抢答、视频展示
2.应用价值：利用真实情境、平板投屏展示、问题情境和小组抢答，让学生意识到基因工程作为一项重要的生物技术，激发学生的学习兴趣。
3.评价体现：课堂观察（学生目光是否追随老师，积极回答）
提问（学生是否逻辑清晰）
6 分钟
任务二
核心概念的构建：
1.三大工具
1.我们知道自然界的各种细胞生物的遗传物质都是
DNA，它们的遗传信息的表达都遵循中心法则，所以理论上细菌中的抗虫基因可以在植物细胞中表达，那么在操作上如何实现
呢？
2.在学生回答的基础上，引出“ 目的基因 ”、“ 受体细胞 ”的概念，分析工具 1--对目的基因的 DNA 分子进行“切割 ”，工具
2--将目的基因
“运输 ”导入受体细胞，工具 3--将目的基因与工具 2
1.学生表述自己的理解
2.学生听讲、思考、理解
1.功能选择：相关内容投屏展示
2.应用价值：通过课件内容展示，引导学生自主表述，开展启发式教学，培养学生分析能力和语言表达能力。
3.评价体现：课堂观察（学生分析是否科学合理、语言表达是否有逻辑、流利）
提问（学生是否正确回答）
6 分钟
2. 工具 1--限制酶
3. 工具 2--载体
进行“连接 ”的必要性。
3.课件展示限制酶EcRI 的发现相关资料，引导学生进行小组活动：下列纸条表示具有特定核苷酸序列的 DNA片段，剪刀表示
EcRI，请以小组为单位，模拟
EcRI 酶切的过
程，拍照展示并阐述理由
4.在模拟活动的基础上，用难度进阶的系列问题引导学生自主学习限制酶的作用。在小组内讨论和组间交流学习的基础上，通过课件资料引导学生归纳出限制酶识别序列和作用部位的特异性、粘性末端与平末端的区别以及限制酶在原核生物中的作用。
问题串：
（1）限制酶的作用有什么特点？
（2）限制酶切出末端的类型有几种？分别是？
（3）限制酶主要存在于哪种生物？推测限制酶存在其中的主要作用
教师针对性总结，并拓展限制酶的命名。
5.在获得“杀虫基因 ”后，为了使其在水稻细胞中稳定存在并能进行复
3.学生小组合作讨论，共同完成模拟活
动，拍照记录并对过程进行分析
4.学生在模拟活动的基础上对限制酶相关的问题串进行分析、归纳、总结
5.学生小组讨论、抢答、分析
1.功能选择：相关内容投屏展示、拍照展示、抢答
2.应用价值：结合模拟活动和拍照展示，加深学生对限制酶特点和作用的理解，在模拟活动的基础上通过问题串引导学生进行深入思考、概括
3.评价体现：课堂观察（学生小组合作学习气氛是否热烈，模拟活动是否科学，展示环节是否逻辑清晰）
提问（学生是否正确回答）
1.功能选择：相关内容投屏展示、拍照展示、抢答
6 分钟
8 分钟
4.工具 3-- DNA 连接酶
5.学以致用
制、转录和翻译就需要载体。引导学生小组讨论作为基因工程的载体需要具备哪些条件？
6.在学生分析的基础上，总结常用载体质粒的组成特
点，拓展标记基因作用和类型。
7.引导学生将理论知识用于模拟活
动：桌面上有 1 个含有目的基因的
DNA 片段、3 种质粒、2 把分别代表EcRI、BamHI 的剪刀，选择合适的剪刀和质粒，切割得到目的基因，并将其与质粒连接，引导学生分组拍照展示模拟成果，并进行阐述。
8.在学生阐述的基础上，引出分子缝合针--DNA 连接
酶，结合 DNA 分子的结构分析 DNA 连接酶作用的机理。
9.利用动画演示
E.cli DNA 连接酶和 T4 DNA 连接酶连接粘性末端和平末端的过程，引导学生比较两种
DNA 连接酶的区 别，在此基础上，提出问题：
DNA 聚合酶和 DNA连接酶有什么区别？
10.设置问题串，并引导学生抢答：
（1）在前面的模拟活动中，各组得到的重组 DNA 分子
6.学生听讲、思考、总结
7.分组讨论、模拟、拍照展示、阐述
8.学生听讲、思考、总结
9.学生观看、理解、分析、回答
10.学生小组讨论、分析、回答
2.应用价值：在小组分析的基础上，通过问题串层层递进，通过模拟构建和展示分析，引发更深层次思考，培养学生理性思维和理论联系实际的能力
3.评价体现：课堂观察（学生目光是否追随老师，积极回答，模拟活动是否相互合作学习，汇报是否流畅）
提问（学生是否正确回答）
1.功能选择：投屏展示、动画、随机回答
2.应用价值：通过问题串和视频层层递进，加深学生对不同类型 DNA 连接酶的理解，并结合已经学习过的 DNA复制相关知识进行分析，加深对知识的理解
3.评价体现：课堂观察（学生目光是否追随老师，积极回答）
提问（学生是否正确回答）
1.功能选择：投屏展示、随机回答
2.应用价值：通过问题串引导学生进行深入思考和理
6 分钟
4 分钟
是否唯一？
（2）用同种限制酶处理目的基因和质粒可能存在哪些问题？
（3）如何确保目的基因和质粒的正确连接？
11.在学生回答的基础上，总结限制酶的选择依据
解，并提出解决问题的方案
3.评价体现：课堂观察（学生小组合作讨论气氛是否热烈）
提问（学生是否正确回答）
任务三
课堂小结
师：今天我们一起在分子水平上探讨了如何进行 DNA 重组，了解了基因工程三大工具的必要性、本质和作用机理，希望大家像这节课一样，保持探究的热情，继续探讨基因工程的知
识。
师：请大家小组合作，观看视频，尝试分析本节重难
点，并构建本节课的概念图。
学生思考、听讲
学生自由表
述、总结、
构建概念图并展示
1.功能选择：投屏展示、随机回答
2.应用价值：在学生表达的基础上，总结本节课研究的内容，引导学生深入思考基因工程的相关内容，鼓励学生继续保持探究的热情
3.评价体现：课堂观察（学生目光是否追随老师，表达是否具有概括性、重难点、概念图构建是否科学）
4 分钟
任务四
作业布置
完成校本作业中课标基础相关习题，有兴趣的同学可以继续完成能力拓展部分习题
学生选择完成相关习题
分层作业、巩固训练、加深理解
板书设计
第一节 重组 DNA 技术的基本工具（第一课时）
一、基因工程的概念
二、基因工程的三大工具
1.分子手术刀--限制酶
2.分子运输车--载体
3.分子缝合针--DNA 连接酶
教学反思
本节课倡导学生自主合作参与模拟过程，感知基因工程的三大工具及其作用原理，理解生物学核心概念。课堂上通过小组模拟活动、抢答、视频资料和问题串，提升了学生的兴趣与主动性，通过模拟 DNA 重组过程和资料分析也培养了学生的科学思维，并将概念运用于实例分析中，关注知识的迁移和转化，遗憾之处在于课堂容量有限，对于限制酶的选择依据没有给学生留有足够的思考时间和讨论时间，并进行总结。