《復(fù)習(xí)與測(cè)試》教學(xué)設(shè)計(jì)(福建省市級(jí)優(yōu)課)x-生物教案

基因工程復(fù)習(xí)課之限制酶的選擇和篩選方法（教案）教材分析本節(jié)課內(nèi)容是人教版生物選修三專(zhuān)題1基因工程1.2基本操作程序的內(nèi)容。主要復(fù)習(xí)內(nèi)容：基因工程的工具、基因工程的基本操作程序，重點(diǎn)突破基因工程核心步驟基因表達(dá)載體構(gòu)建過(guò)程中限制酶的選擇以及轉(zhuǎn)化之后如何篩選含有目的基因的受體細(xì)胞。基因表達(dá)載體的構(gòu)建是基因工程基本操作程序一個(gè)核心步驟，其地位更是由《課程標(biāo)準(zhǔn)》上的了解層次上升為《考試說(shuō)明》上的理解層次，其重要性顯而易見(jiàn)。由于基因工程是在分子水平上進(jìn)行的生物工程，在高中階段不可能直接讓學(xué)生進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)和操作，所以教師應(yīng)在備課時(shí)作充分準(zhǔn)備，如準(zhǔn)備相關(guān)的課件通過(guò)電腦動(dòng)畫(huà)來(lái)表現(xiàn)這一動(dòng)態(tài)過(guò)程。本節(jié)課以基因工程操作步驟為主線(xiàn)，穿插基因工具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和功能，通過(guò)啟發(fā)式的提問(wèn)，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣以及思維。學(xué)情分析學(xué)生通過(guò)前面的學(xué)習(xí)已經(jīng)掌握了基因工程基本內(nèi)容，且具備關(guān)于糖尿病及其治療手段的知識(shí)基礎(chǔ)，因此通過(guò)世界糖尿病日的宣傳勾起學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，并通過(guò)一系列的問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生思考，通過(guò)小組競(jìng)爭(zhēng)PK的手段，大大激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情。教學(xué)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)簡(jiǎn)述基因工程基本原理（概念、工具、步驟）；根據(jù)質(zhì)粒圖和目的基因圖，選擇合適的限制酶并闡述理由；根據(jù)所選限制酶，制定合理的篩選含有目的基因的方法。能力目標(biāo)1.通過(guò)對(duì)學(xué)案上目的基因所在DNA分子和質(zhì)粒分子分析如何選擇限制酶的過(guò)程，學(xué)會(huì)科學(xué)的觀察方法，分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。情感態(tài)度與價(jià)值觀1.通過(guò)學(xué)習(xí)了解糖尿病的現(xiàn)狀，明白糖尿病患病的原因，樹(shù)立健康生活熱愛(ài)生活的決定。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)：（1）基因表達(dá)載體的構(gòu)建過(guò)程中限制酶的選擇；（2）篩選含有目的基因的受體細(xì)胞；難點(diǎn)：（1）基因表達(dá)載體的構(gòu)建過(guò)程中限制酶的選擇；課時(shí)1個(gè)課時(shí)（45分鐘）教具多媒體、ppt課件、動(dòng)畫(huà)、高中生物必修二教材、剪刀、固體膠、質(zhì)粒紙片和目的基因紙片。教學(xué)方法多媒體教學(xué)直觀教學(xué)法小組討論法教學(xué)過(guò)程階段教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖視頻引入新課2分鐘播放世界糖尿病日的宣傳視頻觀看視頻通過(guò)視頻引入新課激發(fā)學(xué)生興趣回顧復(fù)習(xí)基因工程的工具與基本步驟8分鐘通過(guò)PPT，引導(dǎo)學(xué)生回顧基因工程的工具及其主要特點(diǎn)：1．基因工程使用到限制酶，其來(lái)源、作用特點(diǎn)和結(jié)果；2．基因工程使用DNA連接酶，其作用和分類(lèi)；及其不同DNA連接酶的不同點(diǎn)3.基因工程使用載體，常用載體及表達(dá)載體應(yīng)具備哪些條件？（目的基因、標(biāo)記基因、啟動(dòng)子和終止子）表達(dá)載體應(yīng)具有啟動(dòng)子、終止子和標(biāo)記基因的原因是什么？4.基因工程的基本操作程序是什么？核心步驟？5.重點(diǎn)回顧如何構(gòu)建重組表達(dá)載體跟隨教師的引導(dǎo)，回顧基因工程所需基本工具的使用方法和特點(diǎn)讓學(xué)生通過(guò)教師引導(dǎo)和自己的聯(lián)想，回顧復(fù)習(xí)基因工程基本工具的使用方法。通過(guò)小組交流討論思考學(xué)案上關(guān)于限制酶選擇的系列問(wèn)題（5分鐘）設(shè)計(jì)好問(wèn)題，并引導(dǎo)學(xué)生識(shí)質(zhì)粒圖和目的基因圖；通過(guò)問(wèn)題層層引導(dǎo)學(xué)生思考，如何選擇限制酶，哪些位點(diǎn)是絕對(duì)不能選的小組交流討論，共同思考學(xué)案上的系列問(wèn)題:對(duì)于目的基因如何從所在的DNA分子從切下來(lái)？如何才不會(huì)破壞基因？對(duì)于質(zhì)粒如何選擇限制酶才不會(huì)破壞質(zhì)粒的結(jié)構(gòu)？問(wèn)題層層引導(dǎo)，幫助學(xué)生化繁為簡(jiǎn)，從原則性角度思考如何選擇限制酶才能達(dá)到將目的基因正確插入受體細(xì)胞的目的；小組間PK既可以增強(qiáng)小組內(nèi)的凝聚力，又可以進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生思考的積極性。教師點(diǎn)評(píng)小組討論的答案及引導(dǎo)總結(jié)限制酶選擇的一些原則（8分子）1.點(diǎn)評(píng)學(xué)生的答案，正確的給予證明褒獎(jiǎng)，不夠全面或者不正確的給予適當(dāng)?shù)奶嵝呀處煹狞c(diǎn)評(píng)加強(qiáng)學(xué)生的印象小組合作，共同完成酶切產(chǎn)物連接（15分鐘）的活動(dòng)活動(dòng)前教師先詳細(xì)介紹桌面教具的意義，并且提醒學(xué)生DNA分子之間的連接是無(wú)意識(shí)的，只要末端相同都可以連接成新DNA片段通過(guò)小組內(nèi)點(diǎn)評(píng)檢查小組結(jié)果，提醒學(xué)生一定要主要連接時(shí)的一些細(xì)節(jié)，教導(dǎo)學(xué)生做事情不能只追求速度，更要注意準(zhǔn)度小組合作，思考三種酶切DNA片段之間可以形成幾種連接產(chǎn)物通過(guò)教具，親自動(dòng)手，直觀感受，增強(qiáng)印象，有利于理解分子層面上一些較為抽象的問(wèn)題小組間PK可以非常有效的激勵(lì)學(xué)生思考積極性和參與性通過(guò)PPT上的幾個(gè)問(wèn)題，總結(jié)本節(jié)課的問(wèn)題（6分鐘）總結(jié)本節(jié)課的內(nèi)容：限制酶的選擇原則跟著教師的思路，對(duì)本節(jié)課的內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)，突出重點(diǎn)難點(diǎn)通過(guò)兩個(gè)活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生思考限制酶選擇的問(wèn)題和連接產(chǎn)物種類(lèi)的計(jì)算，最后經(jīng)教師引導(dǎo)突出重難點(diǎn)，掌握限制酶選擇的原則九、本節(jié)課堂教學(xué)效果評(píng)價(jià)檢測(cè)1、轉(zhuǎn)基因抗病香蕉的培育過(guò)程如圖1所示，圖2表示PstⅠ、SmaⅠ、EcoRⅠ和ApaⅠ四種限制酶的識(shí)別序列及酶切位點(diǎn)。請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題：（1）圖中限制酶切割DNA時(shí)破壞的是兩個(gè)_____________之間的化學(xué)鍵。（2）在構(gòu)建圖1中的重組質(zhì)粒時(shí)要保證目的基因被連接在質(zhì)粒上特定的______和終止子之間才能保證目的基因在受體細(xì)胞中被成功________。（3）將抗病基因從含抗病基因的DNA中切割下來(lái)，使用的限制酶是______________，同時(shí)也應(yīng)該用相同的酶對(duì)質(zhì)粒進(jìn)行切割，這樣處理的原因是________________________________。（4）轉(zhuǎn)基因抗病香蕉的培育是否發(fā)生了可遺傳變異？______________。藥物A會(huì)抑制香蕉愈傷組織細(xì)胞的生長(zhǎng)，根據(jù)這一原理可以利用含藥物A的培養(yǎng)基篩選已導(dǎo)入重組質(zhì)粒的香蕉細(xì)胞。由此推斷，重組質(zhì)粒中應(yīng)含有________________基因作為標(biāo)記基因。2、大腸桿菌pUC18質(zhì)粒是基因工程中常用的運(yùn)載體。某限制酶在此質(zhì)粒上的唯一酶切位點(diǎn)位于LacZ基因中，如果沒(méi)有插入外源基因，LacZ基因便可表達(dá)出β－半乳糖苷酶。當(dāng)培養(yǎng)基中含有IPTG和X－gal時(shí)，X－gal便會(huì)被β－半乳糖苷酶水解成藍(lán)色，大腸桿菌將形成藍(lán)色菌落。反之，則形成白色菌落。下圖表示利用此質(zhì)粒實(shí)施基因工程的主要流程。請(qǐng)分析并回答：(1)其中目的基因的獲取可以通過(guò)、、。(2)目的基因插入質(zhì)粒構(gòu)建重組質(zhì)粒的過(guò)程中，需要DNA連接酶恢復(fù)________鍵。(3)將試管Ⅰ中的物質(zhì)和大腸桿菌共同置于試管Ⅱ的目的是_________________________；大腸桿菌需事先用Ca2＋進(jìn)行處理，目的是____________________________________。將試管Ⅱ中的菌液接種于選擇培養(yǎng)基上培養(yǎng)，培養(yǎng)基中應(yīng)含有大腸桿菌必需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)碳源、氮源、無(wú)機(jī)鹽、水和生長(zhǎng)因子，還應(yīng)加入IPTG、X－gal以及，其中加入氨芐青霉素的作用是篩選出__________________________。若觀察到培養(yǎng)基上出現(xiàn)______色菌落，則說(shuō)明大腸桿菌中已成功導(dǎo)入了重組質(zhì)粒。如果作為受體細(xì)胞的大腸桿菌也含有LacZ基因，則不利于重組質(zhì)粒的篩選，原因是_____________________________________________________________________________。十、板書(shū)設(shè)計(jì)選修三現(xiàn)代生物技術(shù)專(zhuān)題1基因工程限制酶