2024-2025學(xué)年高中生物 專題1 1.1 DNA重組技術(shù)的基本工具教案 新人教版選修3

2024-2025學(xué)年高中生物專題11.1DNA重組技術(shù)的基本工具教案新人教版選修3科目授課時間節(jié)次--年—月—日（星期——）第—節(jié)指導(dǎo)教師授課班級、授課課時授課題目（包括教材及章節(jié)名稱）2024-2025學(xué)年高中生物專題11.1DNA重組技術(shù)的基本工具教案新人教版選修3教學(xué)內(nèi)容分析本節(jié)課的主要教學(xué)內(nèi)容來自《2024-2025學(xué)年高中生物專題11.1DNA重組技術(shù)的基本工具》新人教版選修3，重點(diǎn)探討DNA重組技術(shù)的三個基本工具：限制性內(nèi)切酶、DNA連接酶和載體。這些內(nèi)容與學(xué)生在之前學(xué)過的基因結(jié)構(gòu)和功能、遺傳信息的傳遞等知識緊密相關(guān)。通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生將理解限制性內(nèi)切酶的作用原理、DNA連接酶的功能以及載體的種類和特點(diǎn)，從而掌握DNA重組技術(shù)的基本原理和應(yīng)用，為他們今后深入學(xué)習(xí)分子生物學(xué)和基因工程打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生已有知識的聯(lián)系在于，學(xué)生能夠?qū)⑿聦W(xué)到的DNA重組技術(shù)知識與之前學(xué)習(xí)的基因概念、DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄翻譯等過程相結(jié)合，形成完整的遺傳信息操作鏈。核心素養(yǎng)目標(biāo)本節(jié)課的核心素養(yǎng)目標(biāo)旨在培養(yǎng)學(xué)生以下能力：首先，通過學(xué)習(xí)DNA重組技術(shù)的基本工具，提升學(xué)生的生物科學(xué)探究能力，使其能夠運(yùn)用分子生物學(xué)知識解釋遺傳信息的操作過程。其次，發(fā)展學(xué)生的生物技術(shù)創(chuàng)新思維，使其能夠理解并評價現(xiàn)代生物技術(shù)在基因工程中的應(yīng)用。再次，強(qiáng)化學(xué)生的生物倫理意識，使其在探討基因操作時能充分考慮倫理和社會責(zé)任。最后，提高學(xué)生的生物學(xué)信息素養(yǎng)，培養(yǎng)其有效獲取、分析、整合生物學(xué)信息的能力，為未來學(xué)術(shù)研究或職業(yè)生涯奠定基礎(chǔ)。這些目標(biāo)針對高中學(xué)生群體，結(jié)合本節(jié)教學(xué)內(nèi)容，旨在全面提升學(xué)生的生物學(xué)核心素養(yǎng)。重點(diǎn)難點(diǎn)及解決辦法重點(diǎn)：DNA重組技術(shù)的三個基本工具（限制性內(nèi)切酶、DNA連接酶、載體）的作用原理及其在基因工程中的應(yīng)用。

難點(diǎn)：限制性內(nèi)切酶識別序列和切割機(jī)制的理解，以及不同類型載體的特點(diǎn)和使用場景。

解決辦法及突破策略：

1.通過動畫、模型和實(shí)驗(yàn)視頻等多種教學(xué)資源，直觀展示限制性內(nèi)切酶的切割過程，幫助學(xué)生形象理解其作用機(jī)制。

2.設(shè)計(jì)課堂互動環(huán)節(jié)，如小組討論、角色扮演等，讓學(xué)生模擬不同載體在基因工程中的應(yīng)用，加深對載體種類和使用場景的理解。

3.提供實(shí)際案例，讓學(xué)生分析討論，結(jié)合理論知識解決實(shí)際問題，提高學(xué)生的應(yīng)用能力和解決問題的能力。

4.利用課后作業(yè)和課堂檢測，鞏固學(xué)生對重點(diǎn)知識點(diǎn)的掌握，及時發(fā)現(xiàn)并解決學(xué)生的疑惑。教學(xué)方法與手段1.教學(xué)方法：

(1)講授法：通過精煉的語言和清晰的邏輯，向?qū)W生傳授DNA重組技術(shù)的理論知識，確保學(xué)生掌握基本概念和原理。

(2)討論法：組織學(xué)生進(jìn)行小組討論，針對特定問題或案例進(jìn)行分析，鼓勵學(xué)生發(fā)表見解，促進(jìn)知識的深入理解和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。

(3)實(shí)驗(yàn)法：設(shè)計(jì)模擬實(shí)驗(yàn)或?qū)嶋H操作，讓學(xué)生親身體驗(yàn)DNA重組技術(shù)的基本操作，增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力和科學(xué)探究能力。

2.教學(xué)手段：

(1)多媒體設(shè)備：利用多媒體課件、視頻和動畫，直觀展示DNA重組技術(shù)的三個基本工具的工作原理和操作過程，幫助學(xué)生形成直觀印象。

(2)教學(xué)軟件：運(yùn)用虛擬實(shí)驗(yàn)室軟件，模擬DNA重組實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在虛擬環(huán)境中進(jìn)行操作，提高學(xué)習(xí)趣味性和互動性。

(3)網(wǎng)絡(luò)資源：引導(dǎo)學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行資料查詢和文獻(xiàn)閱讀，拓展學(xué)生的知識視野，培養(yǎng)其自主學(xué)習(xí)和信息檢索能力。

具體實(shí)施步驟：

1.導(dǎo)入新課：通過展示基因工程在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用案例，引起學(xué)生對DNA重組技術(shù)的興趣。

2.理論講授：結(jié)合多媒體課件，詳細(xì)講解限制性內(nèi)切酶、DNA連接酶和載體的作用原理及功能。

3.課堂討論：分組討論特定問題，如限制性內(nèi)切酶的切割特點(diǎn)、不同類型載體的應(yīng)用場景等，促進(jìn)知識內(nèi)化。

4.案例分析：分析實(shí)際案例，讓學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識解決實(shí)際問題，提高應(yīng)用能力。

5.實(shí)踐操作：組織學(xué)生進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)或虛擬實(shí)驗(yàn)，親身體驗(yàn)DNA重組技術(shù)的操作過程。

6.總結(jié)反饋：通過課堂檢測、作業(yè)批改等方式，了解學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，及時解答學(xué)生的疑問。

7.課后拓展：鼓勵學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行深入學(xué)習(xí)，提高自主學(xué)習(xí)和信息整合能力。教學(xué)流程1.導(dǎo)入新課（用時5分鐘）

在課程開始時，通過展示一段關(guān)于基因工程在醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域取得突破性進(jìn)展的視頻，引發(fā)學(xué)生對DNA重組技術(shù)的興趣和好奇心。隨后，提出問題：“這些突破性成果背后的核心技術(shù)是什么？”讓學(xué)生思考并回答，從而自然導(dǎo)入新課——DNA重組技術(shù)的基本工具。

2.新課講授（用時15分鐘）

(1)限制性內(nèi)切酶：講解限制性內(nèi)切酶的來源、作用原理以及分類，強(qiáng)調(diào)其特異性切割DNA分子的能力，并舉例說明其在基因工程中的應(yīng)用。

(2)DNA連接酶：介紹DNA連接酶的作用機(jī)制，以及它是如何將DNA分子連接成完整的鏈。通過圖示和動畫，演示DNA連接酶在基因重組過程中的關(guān)鍵作用。

(3)載體：講解不同類型的載體及其特點(diǎn)，如質(zhì)粒、噬菌體和人工染色體等。以具體案例闡述載體在DNA重組技術(shù)中的重要性。

3.實(shí)踐活動（用時10分鐘）

(1)模擬實(shí)驗(yàn)：讓學(xué)生分組進(jìn)行模擬限制性內(nèi)切酶切割實(shí)驗(yàn)，觀察切割產(chǎn)物，加深對限制性內(nèi)切酶作用原理的理解。

(2)軟件操作：利用虛擬實(shí)驗(yàn)室軟件，讓學(xué)生模擬DNA連接酶的連接過程，掌握其操作步驟和要點(diǎn)。

(3)載體分析：分析實(shí)際案例，讓學(xué)生了解不同載體在基因工程中的應(yīng)用場景和優(yōu)勢。

4.學(xué)生小組討論（用時10分鐘）

(1)限制性內(nèi)切酶的切割特點(diǎn)：學(xué)生舉例回答限制性內(nèi)切酶的切割特點(diǎn)，如切割位點(diǎn)的特異性、產(chǎn)生粘性末端等。

(2)DNA連接酶的作用：討論DNA連接酶在不同基因操作過程中的作用，如基因克隆、基因編輯等。

(3)載體選擇：分析不同載體在選擇時的考慮因素，如載體大小、復(fù)制起點(diǎn)、插入片段大小等。

5.總結(jié)回顧（用時5分鐘）

通過對本節(jié)課重點(diǎn)內(nèi)容的回顧，讓學(xué)生明確DNA重組技術(shù)的三個基本工具及其在基因工程中的應(yīng)用。強(qiáng)調(diào)限制性內(nèi)切酶、DNA連接酶和載體之間的關(guān)系，以及它們在基因操作中的關(guān)鍵作用。

總用時：45分鐘知識點(diǎn)梳理1.限制性內(nèi)切酶

-來源：主要來源于細(xì)菌，用于保護(hù)自身免受外來DNA的侵害。

-作用原理：能夠識別特定的DNA序列，并在該序列上切割雙鏈DNA。

-分類：根據(jù)切割后產(chǎn)生的末端類型，可分為產(chǎn)生黏性末端和平滑末端的內(nèi)切酶。

-應(yīng)用：基因克隆、基因工程、基因編輯等。

2.DNA連接酶

-功能：負(fù)責(zé)將DNA分子的兩端連接起來，形成完整的鏈。

-作用機(jī)制：通過磷酸二酯鍵的形成連接DNA鏈。

-分類：E·coliDNA連接酶和T4DNA連接酶等。

-應(yīng)用：DNA重組、基因克隆、基因修復(fù)等。

3.載體

-定義：在DNA重組技術(shù)中，用于攜帶外源DNA進(jìn)入宿主細(xì)胞的分子。

-種類：質(zhì)粒、噬菌體、人工染色體（如酵母人工染色體）等。

-特點(diǎn)：具有自我復(fù)制能力、有限制酶切點(diǎn)、可攜帶較大的外源DNA片段等。

-選擇因素：載體大小、復(fù)制起點(diǎn)、插入片段大小、穩(wěn)定性、轉(zhuǎn)移效率等。

-應(yīng)用：基因克隆、基因表達(dá)、基因治療等。

4.DNA重組技術(shù)的基本步驟

-目的基因的獲?。和ㄟ^PCR、分子克隆等方法獲取所需基因。

-載體的選擇和制備：根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求選擇合適的載體，并進(jìn)行限制酶切割和純化。

-目的基因與載體的連接：通過DNA連接酶將目的基因插入載體中。

-轉(zhuǎn)化和篩選：將重組DNA導(dǎo)入宿主細(xì)胞，并通過選擇性培養(yǎng)基或分子生物學(xué)方法篩選轉(zhuǎn)化成功的細(xì)胞。

-表達(dá)和純化：通過誘導(dǎo)表達(dá)或天然表達(dá)，獲取目的蛋白并進(jìn)行純化。

5.DNA重組技術(shù)的應(yīng)用

-基因克?。韩@取大量相同或相似基因，用于研究基因功能和表達(dá)。

-基因工程：改變生物體的遺傳特性，提高農(nóng)業(yè)作物的產(chǎn)量、抗病性等。

-基因治療：通過替換或修復(fù)病變基因，治療遺傳性疾病。

-基因診斷：檢測特定基因的存在或變異，用于疾病診斷和風(fēng)險評估。

本節(jié)知識點(diǎn)梳理涵蓋了DNA重組技術(shù)的基本工具、原理、步驟和應(yīng)用，旨在幫助學(xué)生全面掌握基因工程的核心內(nèi)容，為后續(xù)學(xué)習(xí)和研究打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。板書設(shè)計(jì)①條理清楚、重點(diǎn)突出：

-知識點(diǎn)一：限制性內(nèi)切酶

-來源、作用原理、分類、應(yīng)用

-知識點(diǎn)二：DNA連接酶

-功能、作用機(jī)制、分類、應(yīng)用

-知識點(diǎn)三：載體

-定義、種類、特點(diǎn)、選擇因素、應(yīng)用

-知識點(diǎn)四：DNA重組技術(shù)步驟

-獲取目的基因、載體選擇制備、連接、轉(zhuǎn)化篩選、表達(dá)純化

-知識點(diǎn)五：應(yīng)用

-基因克隆、基因工程、基因治療、基因診斷

②簡潔明了：

-關(guān)鍵詞：限制酶、連接酶、載體、重組、應(yīng)用

-簡潔句：酶切、連接、載體攜帶、重組DNA、基因操作

③藝術(shù)性和趣味性：

-使用不同顏色的粉筆突出重點(diǎn)詞匯和關(guān)鍵步驟。

-利用圖示和簡筆畫描繪限制性內(nèi)切酶的切割過程、DNA連接酶的連接動作、載體的形態(tài)等。

-設(shè)計(jì)有趣的比喻或類比，如將限制酶比喻為“基因剪刀手”，DNA連接酶比喻為“基因膠水”，載體比喻為“基因快遞”等，增強(qiáng)學(xué)生的形象記憶。

-通過箭頭和流程圖的形式，展示DNA重組技術(shù)的基本步驟，使過程更加直觀易懂。

板書設(shè)計(jì)在保證知識傳遞清晰性的同時，通過藝術(shù)性和趣味性的設(shè)計(jì)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)課堂的互動性和記憶效果。課堂1.課堂評價

-提問：在課堂教學(xué)中，通過針對重點(diǎn)知識點(diǎn)的提問，了解學(xué)生對限制性內(nèi)切酶、DNA連接酶、載體等概念的理解程度，以及對DNA重組技術(shù)步驟和應(yīng)用的認(rèn)識。針對學(xué)生的回答，及時發(fā)現(xiàn)問題，給予解答和指導(dǎo)。

-觀察：在學(xué)生進(jìn)行小組討論、實(shí)踐活動等環(huán)節(jié)，觀察學(xué)生的參與程度、合作意識和操作技能。了解學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中遇到的困難，有針對性地給予指導(dǎo)。

-測試：通過課堂小測驗(yàn)或隨堂練習(xí)，檢測學(xué)生對本節(jié)課知識點(diǎn)的掌握情況，了解學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

2.作業(yè)評價

-批改：對學(xué)生的作業(yè)進(jìn)行認(rèn)真批改，關(guān)注學(xué)生在作業(yè)中反映出的知識點(diǎn)掌握情況，發(fā)現(xiàn)學(xué)生的錯誤和不足。

-點(diǎn)評：針對學(xué)生的作業(yè)，給出具體的評價和建議，強(qiáng)調(diào)作業(yè)中的優(yōu)點(diǎn)，指出需要改進(jìn)的地方。

-反饋：及時將作