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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 一、 教學(xué)目標(biāo) 1.簡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步驟。 2.教學(xué)難點(diǎn) （1）從基因文庫中獲取目的基因。 （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、各個擊破的教學(xué)過程。 1.加強(qiáng)預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)，先解決為什么要分四個步驟的問題，然后解決每一步驟的技術(shù)方法問題。 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，可布置學(xué)生預(yù)習(xí)本節(jié)內(nèi)容。在上新課時，首先解決基因工程的基本操作程序?yàn)槭裁匆炙膫€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?！笨梢哉f這既是概念，也是原理。這里所說的“更符合人們需要”，就是目的，那么更符合人們需要的那個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)，只有通過檢測、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“從基因文庫中獲得目的基因”的說法。盡管課文中運(yùn)用了比喻的方法，但語言文字仍顯抽象。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解決這一難點(diǎn)。讓學(xué)生了解有了基因文庫，就可隨時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)等四個過程。 又如，在學(xué)習(xí)基因表達(dá)載體的構(gòu)建方法時，可結(jié)合插圖，說明插入必要的元件──目的基因、啟動子、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，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。 本節(jié)學(xué)習(xí)的基因工程的基本操作程序和方法是對轉(zhuǎn)基因植物、動物、微生物的概括。如果在本課將要結(jié)束時，做個練習(xí)，帶領(lǐng)學(xué)生結(jié)合設(shè)計(jì)某一轉(zhuǎn)基因生物的具體過程，可將基因工程操作程序有機(jī)地串起來，從而加深對這一程序的認(rèn)識。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？通過這一實(shí)例引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合目的基因從何而來，表達(dá)載體如何構(gòu)建，如何導(dǎo)入煙草，如何檢測藥物蛋白產(chǎn)生與否等問題加以設(shè)計(jì)。可加深學(xué)生對基因工程原理的理解。不同學(xué)生會有不同的方法，讓學(xué)生通過相互比較，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。