3.1 重組DNA技術(shù)的基本工具（教學(xué)設(shè)計(jì)）高二生物同步備課系列（人教版2019選擇性必修3）

3.1重組DNA技術(shù)的基本工具（教學(xué)設(shè)計(jì)）高二生物同步備課系列（人教版2019選擇性必修3）授課內(nèi)容授課時(shí)數(shù)授課班級(jí)授課人數(shù)授課地點(diǎn)授課時(shí)間課程基本信息1.課程名稱：重組DNA技術(shù)的基本工具

2.教學(xué)年級(jí)和班級(jí)：高二（1）班

3.授課時(shí)間：2023年2月24日上午第1節(jié)

4.教學(xué)時(shí)數(shù)：1課時(shí)（45分鐘）

二、教學(xué)目標(biāo)

1.知識(shí)與技能：掌握重組DNA技術(shù)的概念、原理和應(yīng)用，理解其基本工具的作用和操作方法。

2.過程與方法：通過實(shí)驗(yàn)操作，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、實(shí)驗(yàn)操作能力和團(tuán)隊(duì)合作精神。

3.情感態(tài)度與價(jià)值觀：激發(fā)學(xué)生對(duì)生命科學(xué)領(lǐng)域的興趣，培養(yǎng)科學(xué)思維和創(chuàng)新意識(shí)。

三、教學(xué)內(nèi)容

1.重組DNA技術(shù)的概念和原理

2.基本工具的作用和操作方法

3.重組DNA技術(shù)的應(yīng)用

四、教學(xué)過程

1.導(dǎo)入：通過提問方式引導(dǎo)學(xué)生回顧DNA的結(jié)構(gòu)和功能，引出重組DNA技術(shù)的概念。

2.講解：詳細(xì)講解重組DNA技術(shù)的原理，介紹其基本工具的作用和操作方法。

3.實(shí)驗(yàn)：安排學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，親身體驗(yàn)重組DNA技術(shù)的應(yīng)用過程。

4.總結(jié)：引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)本節(jié)課的重點(diǎn)內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)重組DNA技術(shù)在生命科學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用價(jià)值。

五、教學(xué)評(píng)價(jià)

1.課堂提問：檢查學(xué)生對(duì)重組DNA技術(shù)的基本概念和原理的理解程度。

2.實(shí)驗(yàn)操作：觀察學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中的表現(xiàn)，評(píng)估其操作能力和團(tuán)隊(duì)合作精神。

3.課后作業(yè)：布置相關(guān)的課后作業(yè)，檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容的掌握程度。核心素養(yǎng)目標(biāo)1.培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力：通過學(xué)習(xí)重組DNA技術(shù)的原理和操作方法，培養(yǎng)學(xué)生提出問題、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、分析數(shù)據(jù)、得出結(jié)論的科學(xué)探究能力。

2.增強(qiáng)學(xué)生的生命科學(xué)素養(yǎng)：使學(xué)生了解生命科學(xué)領(lǐng)域的最新進(jìn)展，培養(yǎng)對(duì)生命科學(xué)領(lǐng)域的興趣和熱愛，提高生命科學(xué)素養(yǎng)。

3.培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神：通過實(shí)驗(yàn)操作，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，使學(xué)生在合作中共同完成任務(wù)，提高團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

4.培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和創(chuàng)新意識(shí)：通過學(xué)習(xí)重組DNA技術(shù)的應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和創(chuàng)新意識(shí)。學(xué)情分析1.學(xué)生層次分析：本節(jié)課的教學(xué)對(duì)象為高二（1）班的學(xué)生，他們已經(jīng)完成了高中生物課程的前兩個(gè)模塊的學(xué)習(xí)，對(duì)生物學(xué)的基本概念和原理有一定的了解。在知識(shí)層次上，他們對(duì)DNA的結(jié)構(gòu)和功能有了一定的認(rèn)識(shí)，但可能對(duì)重組DNA技術(shù)的具體操作和應(yīng)用還不夠熟悉。在能力層次上，他們具備一定的觀察能力、實(shí)驗(yàn)操作能力和數(shù)據(jù)分析能力，但可能需要進(jìn)一步培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作和科學(xué)探究的能力。在素質(zhì)層次上，他們對(duì)生命科學(xué)領(lǐng)域有一定的興趣，但可能需要更多的啟發(fā)和引導(dǎo)，以提高他們的生命科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新意識(shí)。

2.知識(shí)、能力、素質(zhì)方面的分析：學(xué)生在知識(shí)方面對(duì)DNA的結(jié)構(gòu)和功能有一定的了解，但可能對(duì)重組DNA技術(shù)的具體操作和應(yīng)用還不夠熟悉。在能力方面，他們具備一定的觀察能力、實(shí)驗(yàn)操作能力和數(shù)據(jù)分析能力，但可能需要進(jìn)一步培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作和科學(xué)探究的能力。在素質(zhì)方面，他們對(duì)生命科學(xué)領(lǐng)域有一定的興趣，但可能需要更多的啟發(fā)和引導(dǎo)，以提高他們的生命科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新意識(shí)。

3.行為習(xí)慣分析：學(xué)生在課堂上表現(xiàn)積極，能夠認(rèn)真聽講，但可能需要更多的互動(dòng)和參與。在實(shí)驗(yàn)操作方面，他們能夠按照要求完成實(shí)驗(yàn)，但可能需要更多的指導(dǎo)和監(jiān)督。在團(tuán)隊(duì)合作方面，他們能夠參與討論和合作，但可能需要更多的鼓勵(lì)和引導(dǎo)。

4.對(duì)課程學(xué)習(xí)的影響：學(xué)生的知識(shí)層次和能力層次對(duì)課程學(xué)習(xí)有一定的影響，他們需要更多的指導(dǎo)和啟發(fā)，以加深對(duì)重組DNA技術(shù)的理解和應(yīng)用。學(xué)生的行為習(xí)慣和素質(zhì)層次也對(duì)課程學(xué)習(xí)有一定的影響，他們需要更多的互動(dòng)和參與，以提高對(duì)生命科學(xué)領(lǐng)域的興趣和創(chuàng)新意識(shí)。教學(xué)資源準(zhǔn)備1.教材：確保每位學(xué)生都有本節(jié)課所需的教材或?qū)W習(xí)資料。教材包括人教版2019選擇性必修3的《生物學(xué)》課本，以及相關(guān)的學(xué)習(xí)指導(dǎo)書和實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書。

2.輔助材料：準(zhǔn)備與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的圖片、圖表、視頻等多媒體資源。這些輔助材料將幫助學(xué)生更直觀地理解重組DNA技術(shù)的概念和原理，以及基本工具的作用和操作方法。例如，準(zhǔn)備DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的圖片，重組DNA技術(shù)的原理圖，以及基本工具如限制酶、DNA連接酶和質(zhì)粒載體的圖片。

3.實(shí)驗(yàn)器材：如果涉及實(shí)驗(yàn)，確保實(shí)驗(yàn)器材的完整性和安全性。實(shí)驗(yàn)器材包括DNA樣品、限制酶、DNA連接酶、質(zhì)粒載體、PCR儀、電泳儀等。同時(shí)，確保實(shí)驗(yàn)器材的清潔和無菌，以保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和安全性。

4.教室布置：根據(jù)教學(xué)需要，布置教室環(huán)境，如分組討論區(qū)、實(shí)驗(yàn)操作臺(tái)等。在教室的一角設(shè)置分組討論區(qū)，供學(xué)生進(jìn)行小組討論和合作學(xué)習(xí)。在教室的另一角設(shè)置實(shí)驗(yàn)操作臺(tái)，供學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。同時(shí)，確保教室的照明和通風(fēng)良好，以保證學(xué)生的學(xué)習(xí)環(huán)境和實(shí)驗(yàn)操作的安全性。教學(xué)過程設(shè)計(jì)1.導(dǎo)入新課（5分鐘）

目標(biāo)：激發(fā)學(xué)生的興趣，引出本節(jié)課的主題。

過程：通過展示DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的圖片，引導(dǎo)學(xué)生回顧DNA的基本結(jié)構(gòu)。然后，通過提問方式引出重組DNA技術(shù)的概念，激發(fā)學(xué)生的好奇心和探究欲望。

2.講解重組DNA技術(shù)的原理（10分鐘）

目標(biāo)：使學(xué)生了解重組DNA技術(shù)的原理和基本工具的作用。

過程：通過PPT展示重組DNA技術(shù)的原理圖，詳細(xì)講解重組DNA技術(shù)的概念和基本工具的作用。同時(shí)，通過實(shí)例展示重組DNA技術(shù)在生命科學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用，使學(xué)生更好地理解和掌握重組DNA技術(shù)的原理和應(yīng)用。

3.實(shí)驗(yàn)操作（20分鐘）

目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力和團(tuán)隊(duì)合作精神。

過程：將學(xué)生分成小組，每組進(jìn)行一次重組DNA技術(shù)的實(shí)驗(yàn)操作。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括DNA樣品處理、限制酶切、DNA連接、轉(zhuǎn)化等步驟。在實(shí)驗(yàn)過程中，教師巡回指導(dǎo)，解答學(xué)生的疑問，確保實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，各小組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析和討論，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和數(shù)據(jù)分析能力。

4.學(xué)生小組討論（10分鐘）

目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作能力和科學(xué)探究能力。

過程：學(xué)生分成小組，就重組DNA技術(shù)的應(yīng)用和未來發(fā)展進(jìn)行討論。討論內(nèi)容包括重組DNA技術(shù)在醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域的應(yīng)用，以及可能帶來的倫理和社會(huì)問題。討論過程中，教師參與學(xué)生的討論，給予指導(dǎo)和鼓勵(lì)，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作能力和科學(xué)探究能力。

5.課堂展示與點(diǎn)評(píng)（15分鐘）

目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生的表達(dá)能力和批判性思維。

過程：各小組代表進(jìn)行課堂展示，分享他們的討論成果。其他小組進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，提出意見和建議。教師對(duì)各小組的表現(xiàn)進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，強(qiáng)調(diào)重組DNA技術(shù)的重要性和應(yīng)用前景，同時(shí)指出存在的問題和不足，培養(yǎng)學(xué)生的表達(dá)能力和批判性思維。

6.課堂小結(jié)（5分鐘）

目標(biāo)：總結(jié)本節(jié)課的重點(diǎn)內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)重組DNA技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值。

過程：教師對(duì)本節(jié)課的重點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)，強(qiáng)調(diào)重組DNA技術(shù)的概念、原理和基本工具的作用。同時(shí)，強(qiáng)調(diào)重組DNA技術(shù)在生命科學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用價(jià)值，激發(fā)學(xué)生對(duì)生命科學(xué)領(lǐng)域的興趣和熱愛。知識(shí)點(diǎn)梳理1.重組DNA技術(shù)的概念：重組DNA技術(shù)是指通過人工方法將目的基因插入到載體DNA中，從而在宿主細(xì)胞中表達(dá)目的基因的技術(shù)。

2.重組DNA技術(shù)的原理：重組DNA技術(shù)基于DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)和堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，通過特定的工具（如限制酶、DNA連接酶等）將目的基因插入到載體DNA中，實(shí)現(xiàn)基因的轉(zhuǎn)移和表達(dá)。

3.重組DNA技術(shù)的應(yīng)用：重組DNA技術(shù)在醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。例如，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，重組DNA技術(shù)可以用于生產(chǎn)疫苗、藥物和基因治療等；在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，重組DNA技術(shù)可以用于改良作物品種、提高作物的產(chǎn)量和抗病能力等；在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域，重組DNA技術(shù)可以用于生物降解污染物質(zhì)、凈化環(huán)境等。

4.基本工具的作用和操作方法：

a.限制酶：限制酶是一種能夠識(shí)別特定的DNA序列并將其切割成特定片段的酶。在重組DNA技術(shù)中，限制酶用于切割載體DNA和目的基因，生成平末端或粘末端，以便連接。

b.DNA連接酶：DNA連接酶是一種能夠?qū)蓚€(gè)DNA片段連接起來的酶。在重組DNA技術(shù)中，DNA連接酶用于連接載體DNA和目的基因，形成重組DNA分子。

c.載體DNA：載體DNA是一種能夠攜帶目的基因進(jìn)入宿主細(xì)胞的DNA分子。在重組DNA技術(shù)中，載體DNA可以是質(zhì)粒、病毒載體等。

d.轉(zhuǎn)化：轉(zhuǎn)化是指將重組DNA分子導(dǎo)入宿主細(xì)胞的過程。在重組DNA技術(shù)中，轉(zhuǎn)化可以通過電擊、化學(xué)處理等方式實(shí)現(xiàn)。

5.DNA樣品處理：在重組DNA技術(shù)中，需要對(duì)DNA樣品進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚?，以獲取所需的DNA片段。處理方法包括DNA提取、DNA純化、DNA定量等。

6.PCR技術(shù)：PCR技術(shù)是一種用于快速擴(kuò)增特定DNA片段的技術(shù)。在重組DNA技術(shù)中，PCR技術(shù)可以用于制備目的基因和載體DNA的模板DNA，以便進(jìn)行重組。

7.電泳技術(shù)：電泳技術(shù)是一種用于分離和分析DNA分子的技術(shù)。在重組DNA技術(shù)中，電泳技術(shù)可以用于檢測(cè)DNA分子的片段大小和純度。

8.轉(zhuǎn)化和篩選：在重組DNA技術(shù)中，轉(zhuǎn)化是指將重組DNA分子導(dǎo)入宿主細(xì)胞的過程，而篩選是指通過特定的方法篩選出含有重組DNA分子的宿主細(xì)胞。

9.表達(dá)和檢測(cè)：在重組DNA技術(shù)中，表達(dá)是指在宿主細(xì)胞中表達(dá)目的基因，而檢測(cè)是指通過特定的方法檢測(cè)目的基因的表達(dá)產(chǎn)物。

10.倫理和社會(huì)問題：重組DNA技術(shù)在帶來巨大利益的同時(shí)，也引發(fā)了一系列倫理和社會(huì)問題。例如，基因改造食品的安全性、基因治療的風(fēng)險(xiǎn)、基因技術(shù)的濫用等。教學(xué)反思與總結(jié)在本節(jié)課的教學(xué)中，我采用了講解、實(shí)驗(yàn)操作和小組討論等多種教學(xué)方法，旨在激發(fā)學(xué)生的興趣，提高他們的參與度和積極性。在講解重組DNA技術(shù)的原理時(shí)，我通過PPT展示原理圖，結(jié)合實(shí)例進(jìn)行講解，幫助學(xué)生更好地理解和掌握重組DNA技術(shù)的概念和基本工具的作用。在實(shí)驗(yàn)操作環(huán)節(jié)，我安排學(xué)生進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)他們的實(shí)驗(yàn)操作能力和團(tuán)隊(duì)合作精神。在小組討論環(huán)節(jié)，我鼓勵(lì)學(xué)生積極發(fā)表自己的觀點(diǎn)，培養(yǎng)他們的科學(xué)探究能力和批判性思維。

然而，在教學(xué)過程中，我也發(fā)現(xiàn)了一些不足之處。例如，在實(shí)驗(yàn)操作環(huán)節(jié)，部分學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)操作的細(xì)節(jié)掌握不夠熟練，影響了實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行。在小組討論環(huán)節(jié)，個(gè)別小組的討論較為散漫，沒有形成有效的討論和合作。

2.教學(xué)總結(jié)：

總體來說，本節(jié)課的教學(xué)效果較好。學(xué)生對(duì)重組DNA技術(shù)的概念和原理有了較為清晰的認(rèn)識(shí)，能夠理解和掌握基本工具的作用和操作方法。通過實(shí)驗(yàn)操作和小組討論，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力和團(tuán)隊(duì)合作精神得到了鍛煉和提高。同時(shí)，學(xué)生在討論和分享中表達(dá)了自己的觀點(diǎn)，展現(xiàn)了科學(xué)探究能力和批判性思維。

然而，在教學(xué)過程中，仍存在一些問題和不足。例如，部分學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作不夠熟練，需要進(jìn)一步加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)技能的訓(xùn)練。在小組討論環(huán)節(jié)，個(gè)別小組的討論效果不佳，需要進(jìn)一步引導(dǎo)和激發(fā)學(xué)生的討論興趣和積極性。

針對(duì)以上問題和不足，我提出以下改進(jìn)措施和建議：

1.在實(shí)驗(yàn)操作環(huán)節(jié)，可以增加實(shí)驗(yàn)前的預(yù)習(xí)和講解，幫助學(xué)生更好地理解和掌握實(shí)驗(yàn)操作的細(xì)節(jié)。

2.在小組討論環(huán)節(jié)，可以提前設(shè)定討論的主題和問題，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行有目的的討論，提高討論的針對(duì)性和有效性。

3.在課堂教學(xué)中，可以增加更多的互動(dòng)和參與環(huán)節(jié)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性，提高他們的參與度和參與度。板書設(shè)計(jì)1.重組DNA技術(shù)的概念

-定義：通過人工方法將目的基因插入到載體DNA中，在宿主細(xì)胞中表達(dá)目的基因的技術(shù)。

2.重組DNA技術(shù)的原理

-基于DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)和堿基互補(bǔ)配對(duì)原則。

-通過特定的工具（如限制酶、DNA連接酶等）實(shí)現(xiàn)基因的轉(zhuǎn)移和表達(dá)。

3.重組DNA技術(shù)的應(yīng)用

-醫(yī)學(xué)：疫苗、藥物、基因治療等。

-農(nóng)業(yè)：改良作物品種、提高產(chǎn)量、抗病能力等。

-環(huán)境保護(hù)：生物降解污染物質(zhì)、凈化環(huán)境等。

4.基本工具的作用和操作方法

-限制酶：切割載體DNA和目的基因，生成平末端或粘末端，