浙科版高中生物選修3《現(xiàn)代生物科技專題》教學(xué)案例剖析及體會

1、選修選修3現(xiàn)代生物科技專題現(xiàn)代生物科技專題教教 學(xué)案例剖析及體會學(xué)案例剖析及體會 第一章第一章 基因工程基因工程 本章教材內(nèi)容特點(diǎn)：本專題的內(nèi)容基本上已經(jīng)在人教版必修本章教材內(nèi)容特點(diǎn)：本專題的內(nèi)容基本上已經(jīng)在人教版必修 2中涉及過，本專題主要增加了基因工程誕生的理論基礎(chǔ)和技術(shù)基中涉及過，本專題主要增加了基因工程誕生的理論基礎(chǔ)和技術(shù)基 礎(chǔ)內(nèi)容，目的是使學(xué)生正確認(rèn)識科學(xué)與技術(shù)的關(guān)系；同時在原有礎(chǔ)內(nèi)容，目的是使學(xué)生正確認(rèn)識科學(xué)與技術(shù)的關(guān)系；同時在原有 基因工程的操作步驟內(nèi)容中增加了目的基因的獲取方法、受體細(xì)基因工程的操作步驟內(nèi)容中增加了目的基因的獲取方法、受體細(xì) 胞的篩選等較詳細(xì)的知識。增加了基因工

2、程的發(fā)展前景內(nèi)容，體胞的篩選等較詳細(xì)的知識。增加了基因工程的發(fā)展前景內(nèi)容，體 現(xiàn)了課程的時代性?，F(xiàn)了課程的時代性。 教材處理：本專題的前二節(jié)內(nèi)容是核心，且對學(xué)生來說抽象、教材處理：本專題的前二節(jié)內(nèi)容是核心，且對學(xué)生來說抽象、 微觀。但由于通過人教版必修微觀。但由于通過人教版必修2的學(xué)習(xí)，學(xué)生已形成了學(xué)習(xí)本專題的學(xué)習(xí)，學(xué)生已形成了學(xué)習(xí)本專題 所必需的核心概念，也基本了解有關(guān)基因工程的操作步驟和工具，所必需的核心概念，也基本了解有關(guān)基因工程的操作步驟和工具， 因此可以將前二節(jié)內(nèi)容進(jìn)行重新組合。因此可以將前二節(jié)內(nèi)容進(jìn)行重新組合。 教學(xué)策略：由于教學(xué)目標(biāo)側(cè)重事實(shí)性知識的了解，宜選擇講教學(xué)策略：由于教學(xué)

3、目標(biāo)側(cè)重事實(shí)性知識的了解，宜選擇講 授法進(jìn)行教學(xué)，但基于學(xué)生原有的知識情況和教材特點(diǎn)，教學(xué)設(shè)授法進(jìn)行教學(xué)，但基于學(xué)生原有的知識情況和教材特點(diǎn)，教學(xué)設(shè) 計(jì)時落實(shí)好以下幾個措施計(jì)時落實(shí)好以下幾個措施 1 1、創(chuàng)設(shè)情景，為學(xué)生提供主動參與學(xué)習(xí)的機(jī)會。、創(chuàng)設(shè)情景，為學(xué)生提供主動參與學(xué)習(xí)的機(jī)會。 2 2、充分調(diào)動學(xué)生原有知識，注重引導(dǎo)學(xué)生的思考和討論。、充分調(diào)動學(xué)生原有知識，注重引導(dǎo)學(xué)生的思考和討論。 3、關(guān)注知識的基礎(chǔ)性，密切聯(lián)系社會生活、生產(chǎn)實(shí)際。、關(guān)注知識的基礎(chǔ)性，密切聯(lián)系社會生活、生產(chǎn)實(shí)際。 在太平洋西部的海域，生長著一種能發(fā)光的在太平洋西部的海域，生長著一種能發(fā)光的 水母，研究表明，水母，研究

4、表明，水母之所以會發(fā)光，是因?yàn)樗钢詴l(fā)光，是因?yàn)?其含有一種綠色熒光蛋白。這種蛋白在紫外線其含有一種綠色熒光蛋白。這種蛋白在紫外線 的照射下，處于激發(fā)狀態(tài)，能把從紫外線吸收的照射下，處于激發(fā)狀態(tài)，能把從紫外線吸收 的光子釋放出來，發(fā)出波長較長的光，即綠光。的光子釋放出來，發(fā)出波長較長的光，即綠光。 2001年，美國生物學(xué)家利用這種水母的年，美國生物學(xué)家利用這種水母的 綠色熒光蛋白基因綠色熒光蛋白基因，培育出也能發(fā)，培育出也能發(fā)綠色熒光綠色熒光的的 實(shí)驗(yàn)鼠。實(shí)驗(yàn)鼠。 2006年年12月月22日，東北農(nóng)業(yè)大學(xué)傳出喜訊，日，東北農(nóng)業(yè)大學(xué)傳出喜訊， 我國繼美國、韓國和日本之后，首例我國繼美國、韓

5、國和日本之后，首例3頭含綠色頭含綠色 熒光蛋白的轉(zhuǎn)基因豬降生。熒光蛋白的轉(zhuǎn)基因豬降生。 討論討論1：水母為何能表現(xiàn)出發(fā)光性狀？：水母為何能表現(xiàn)出發(fā)光性狀？ 其根本原因是什么？其根本原因是什么？ 綠色熒光蛋白基因綠色熒光蛋白基因 綠色熒光蛋白綠色熒光蛋白發(fā)綠光發(fā)綠光 上述實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了哪種生物的什么性狀在另外生物中表達(dá)？上述實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了哪種生物的什么性狀在另外生物中表達(dá)？ 討論討論2：人們利用了什么技術(shù)：人們利用了什么技術(shù)使使實(shí)驗(yàn)鼠也產(chǎn)生與水母同樣的性狀？實(shí)驗(yàn)鼠也產(chǎn)生與水母同樣的性狀？ 參閱課本參閱課本p5-p7簡要概括操作程序。簡要概括操作程序。 1 1、從水母中獲得、從水母中獲得熒光蛋白基因（熒光

6、蛋白基因（目的基因目的基因） 2 2、將、將熒光蛋白基因與運(yùn)載體結(jié)合，形成熒光蛋白基因與運(yùn)載體結(jié)合，形成重組重組dnadna分子分子 3 3、將、將重組重組dnadna分子導(dǎo)入小鼠細(xì)胞（分子導(dǎo)入小鼠細(xì)胞（受體細(xì)胞）受體細(xì)胞） 4 4、篩選含目的基因的受體細(xì)胞、篩選含目的基因的受體細(xì)胞 5 5、使目的基因表達(dá)、使目的基因表達(dá) 概括基因工程的原理概括基因工程的原理 討論討論3：在利用基因工程技術(shù)：在利用基因工程技術(shù) 培育發(fā)光鼠過程中，哪些步驟培育發(fā)光鼠過程中，哪些步驟 最關(guān)鍵？最關(guān)鍵？ 從水母細(xì)胞中獲取從水母細(xì)胞中獲取熒光蛋白基因熒光蛋白基因 熒光蛋白基因熒光蛋白基因與運(yùn)載體的重組與運(yùn)載體的重組

7、熒光蛋白基因熒光蛋白基因?qū)雽?shí)驗(yàn)鼠的細(xì)胞中導(dǎo)入實(shí)驗(yàn)鼠的細(xì)胞中 討論討論4：實(shí)現(xiàn)上述步驟的難點(diǎn)在哪里？又是如何得到解決的？：實(shí)現(xiàn)上述步驟的難點(diǎn)在哪里？又是如何得到解決的？ “剪、切、導(dǎo)剪、切、導(dǎo)” 提取目的基因提取目的基因 目的基因與運(yùn)載體結(jié)合目的基因與運(yùn)載體結(jié)合 將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞 限制性內(nèi)切酶限制性內(nèi)切酶 限制性內(nèi)切酶限制性內(nèi)切酶 dna連接酶連接酶 運(yùn)載體運(yùn)載體 運(yùn)載體運(yùn)載體 限制性內(nèi)切酶限制性內(nèi)切酶-dna分子手術(shù)刀分子手術(shù)刀 討論討論5、關(guān)于這種酶你了解多少？、關(guān)于這種酶你了解多少？ （2）作用特點(diǎn)：識別專一、切點(diǎn)專一）作用特點(diǎn)：識別專一、切點(diǎn)專一 （1）人們

8、是如何尋找這種酶的？）人們是如何尋找這種酶的？ （3）作用結(jié)果）作用結(jié)果 試一試：限制性內(nèi)切酶試一試：限制性內(nèi)切酶i的識別序列和切點(diǎn)是的識別序列和切點(diǎn)是ggatcc， 限制性內(nèi)切酶限制性內(nèi)切酶ii的識別序列和切點(diǎn)是的識別序列和切點(diǎn)是gatc。下圖表示含有。下圖表示含有 某目的基因的某目的基因的dna。 （1）若想將目的基因剪切下來，應(yīng)選擇何種限制性內(nèi)切酶）若想將目的基因剪切下來，應(yīng)選擇何種限制性內(nèi)切酶。 （2）請畫出）請畫出目的基因兩側(cè)被限制酶切割后所形成的黏性末端。目的基因兩側(cè)被限制酶切割后所形成的黏性末端。 （3 3）該）該dnadna分子上是否有可能存在多個分子上是否有可能存在多個限制性

9、內(nèi)切酶限制性內(nèi)切酶ii的識別序的識別序 列和切點(diǎn)？列和切點(diǎn)？ 存在存在 于微于微 生物生物 中中 一種限制酶只能一種限制酶只能 識別一種特定的識別一種特定的 核苷酸序列，并核苷酸序列，并 且能在特定的切且能在特定的切 點(diǎn)上切割點(diǎn)上切割dna分分 子子 可用于目可用于目 的基因及的基因及 運(yùn)載體的運(yùn)載體的 切割切割 切割切割 dna分分 子后可子后可 產(chǎn)生黏產(chǎn)生黏 性末端性末端 “分子手術(shù)刀分子手術(shù)刀”dna限制性內(nèi)切酶（簡稱限制酶）限制性內(nèi)切酶（簡稱限制酶） 討論討論6、你認(rèn)為限制性內(nèi)切酶的發(fā)現(xiàn)對基因工程有什么、你認(rèn)為限制性內(nèi)切酶的發(fā)現(xiàn)對基因工程有什么 意義？意義？ 對對dna分子的準(zhǔn)確切割成

10、為可能，為目的基因的獲取和分子的準(zhǔn)確切割成為可能，為目的基因的獲取和 dna分子的重組提供了技術(shù)支持分子的重組提供了技術(shù)支持 dna連接酶連接酶-dna分子的縫合針分子的縫合針 討論討論7、該酶與、該酶與dna復(fù)制過程的復(fù)制過程的dna聚合酶作用一樣嗎？聚合酶作用一樣嗎？ 根據(jù)討論，概括根據(jù)討論，概括dna連接酶的作用連接酶的作用 討論討論8、該酶的發(fā)現(xiàn)對基因工程的意義是什么？、該酶的發(fā)現(xiàn)對基因工程的意義是什么？ 運(yùn)載體運(yùn)載體-dna分子的運(yùn)輸車分子的運(yùn)輸車 討論討論9：基因工程中最常用的運(yùn)載體是什么？其本質(zhì)是什么？：基因工程中最常用的運(yùn)載體是什么？其本質(zhì)是什么？ 討論討論10：質(zhì)粒為什么能作

11、為目的基因的運(yùn)載體？：質(zhì)粒為什么能作為目的基因的運(yùn)載體？ （1）具有進(jìn)入受體細(xì)胞的能力）具有進(jìn)入受體細(xì)胞的能力 （2）具有特定限制性內(nèi)切酶的切割位點(diǎn)）具有特定限制性內(nèi)切酶的切割位點(diǎn) （3）能穩(wěn)定存在于受體細(xì)胞中，并能自我復(fù)制）能穩(wěn)定存在于受體細(xì)胞中，并能自我復(fù)制 （4）有標(biāo)志基因）有標(biāo)志基因 （5）對受體細(xì)胞無害、易分離）對受體細(xì)胞無害、易分離 討論討論11：除了質(zhì)粒，還有什么可以作為運(yùn)載體？：除了質(zhì)粒，還有什么可以作為運(yùn)載體？ 討論討論12：運(yùn)載體的發(fā)現(xiàn)對基因工程的誕生有何意義？：運(yùn)載體的發(fā)現(xiàn)對基因工程的誕生有何意義？ 動植物病毒、噬菌體動植物病毒、噬菌體 目前的轉(zhuǎn)基因方法還有哪些？目前的轉(zhuǎn)

12、基因方法還有哪些？ 討論討論13：有了上述的工具保證，人們：有了上述的工具保證，人們實(shí)現(xiàn)不同生物之間的基實(shí)現(xiàn)不同生物之間的基 因轉(zhuǎn)移，從而對生物進(jìn)行定向改造，但為什么目的基因離開因轉(zhuǎn)移，從而對生物進(jìn)行定向改造，但為什么目的基因離開 原來的生物，在新的細(xì)胞或生物體內(nèi)能夠表達(dá)出相同的性狀？原來的生物，在新的細(xì)胞或生物體內(nèi)能夠表達(dá)出相同的性狀？ 基因工程的理論基礎(chǔ)：基因工程的理論基礎(chǔ)： 1 1、基因是控制性狀的基本單位、基因是控制性狀的基本單位 2 2、基因是、基因是dnadna片段，片段，dnadna是生物的遺傳物質(zhì)是生物的遺傳物質(zhì) 3 3、基因在不同在生物中的表達(dá)規(guī)則是相同的、基因在不同在生物中

13、的表達(dá)規(guī)則是相同的 討論討論14：前不久，有科學(xué)家想利用基因工程技術(shù)，讓鴕鳥長出：前不久，有科學(xué)家想利用基因工程技術(shù)，讓鴕鳥長出 某種恐龍的尾，試推測他們是如何獲得恐龍的基因的？某種恐龍的尾，試推測他們是如何獲得恐龍的基因的？ 討論討論15：質(zhì)粒是：質(zhì)粒是dna分子，如何保證含目的基因的重組分子，如何保證含目的基因的重組 質(zhì)粒能順利進(jìn)入受體細(xì)胞？質(zhì)粒能順利進(jìn)入受體細(xì)胞？ 討論討論16：如何知道受體細(xì)胞接納了重組質(zhì)粒？：如何知道受體細(xì)胞接納了重組質(zhì)粒？ 感受和體會：感受和體會： 一、選修一、選修3與必修與必修 1、選修3中如果涉及必修的內(nèi)容，就應(yīng)該好好把握，充分利用 兩者的聯(lián)系，挖掘教材，及時復(fù)

14、習(xí)，比如以問題的形式貫穿課 堂， 盡可能把選修課上成必修的復(fù)習(xí)課，既可以檢查學(xué)生原有 的知識儲備情況，又可以落實(shí)新知識，節(jié)省高三復(fù)習(xí)總時間。 2、因?yàn)榘姹静煌瑑烧咴谀承└拍畹拿Q上不同，比如基因工 程中的運(yùn)載體與載體，讓學(xué)生知道這兩個名稱都是正確的，但 要求用前者。 二、選修二、選修3與選修與選修2 1、兩者很多內(nèi)容有重復(fù)，從教材處理上，應(yīng)該先上選修3， 再上選修2，因?yàn)檫x修2中有很多生產(chǎn)實(shí)踐應(yīng)用的內(nèi)容，它們 的有些理論基礎(chǔ)知識就在選修3，這樣兩者既可以有機(jī)地聯(lián) 系起來，避免重復(fù)，又可以及時復(fù)習(xí)，節(jié)省時間。 2、選修3不作要求，選修2作要求的內(nèi)容，比如單克隆抗體的 制備等；或選修3作要求，選修2不作要求的內(nèi)容，比如基因 治療等。我們在備課上充分利用這兩本書，哪里先出現(xiàn)，那 里就先上。 三、選修三、選修3與老人教版選修全一冊與老人教版選修全一冊 主要是在概念的定義上有很大的差異，比如原代培養(yǎng)和傳代 培養(yǎng)，細(xì)胞株和細(xì)胞系，我們當(dāng)然按照選修3教材上的說法 去講解。 四、選修四、選修3出現(xiàn)很多新概念，概念中有些是包含與被出現(xiàn)很多新概念，概念中有些是包含與被 包含關(guān)系，但書中很含糊、凌亂、不明確，教師事先包含關(guān)系，但書中很含糊、凌亂、不明確，教師事