《基因工程及其應用》教案設計.doc

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全國中小學“教學中的互聯(lián)網(wǎng)搜索”優(yōu)秀教學案例評選 《基因工程及其應用》教案設計 一、 教案背景 1面向學生： √中學 □小學 2學科：生物 2課時：4 3學生課前準備： 布置學生預習，要求學生搜集基因工程應用成果的資料，并用PPT文件展示出來 搜集轉基因生物和轉基因食品安全性問題的相關資料并準備相應的辨論稿。 二、 教學課題 ●知識目標 1知道基因工程的概念 2掌握基因工程操作的基本工具。 　　3理解基因工程操作的基本步驟。 4舉例說出基因工程的應用 ●能力目標 1通過對概念、原理、方法的理解和掌握，逐步形成分析、綜合等思維能力，具備運用學到知識評價和解決實際問題的能力。 2通過引導學生網(wǎng)上探究，引導學生主動參與，培養(yǎng)收集處理信息的能力、分析和解決問題的能力及交流與合作的能力。 ●情感目標 1形成結構與功能相統(tǒng)一的基本觀點。 2培養(yǎng)理論聯(lián)系實際的良好學風，培養(yǎng)愛國主義熱情。 3關注科學與社會。 三、 教材分析 基因工程是現(xiàn)代生物科技中的熱點，逐漸對人類的生產(chǎn)和生活產(chǎn)生巨大的影響，所以該內(nèi)容被錄入了現(xiàn)行的高中生物必修教材中，并且在選修教材中有更詳細的闡述。學習這一內(nèi)容，既有助于學生對這一前沿科技的了解，也能讓學生對科學、技術、社會三者的關系有更深入的理解，還能為學生的人生規(guī)劃和發(fā)展提供一種新的視角。本課學習的基因工程操作的原理及教材概括的基本步驟：提取目的基因、目的基因與運載體結合、將目的基因導入受體細胞、目的基因的表達與檢測這四個步驟，都可以在必修1和必修2中找到理論基礎。但基因工程是在分子水平的操作，操作過程細微，抽象，實驗現(xiàn)象看不見也摸不著，只憑教師講述是很枯燥并較難講清，學生也難以理解。教學內(nèi)容的呈現(xiàn)還具有一定的開放性，展示了對轉基因食品安全性問題認識的不同觀點，引導學生對轉基因生物和轉基因食品的安全性問題的關注、思考和交流。 教學重點 ：1簡述基因工程概念。 2掌握基因工程的基本工具。 　　 3理解基因工程的基本步驟。 4關注轉基因生物及轉基因食品安全性。 教學難點：1掌握基因工程的基本工具。 　　 2理解基因工程的基本步驟。 3說出基因工程的應用 四、 教學方法：講授法、自學釋疑法、分組討論法 1教學之前用百度在網(wǎng)上搜索《基因工程及其應用》的相關教學材料，找了很多教案作參考，了解到教學的重點和難點，確定課堂教學形式和方法。然后根據(jù)課堂教學需要，利用百度搜索基因工程相關應用的資料，并選擇學生非常感興趣的發(fā)熒光的轉基因兔的圖片（http://image.baidu.com/i?ct=503316480&z=0&tn=baiduimagedetail&word=%B7%A2%B9%E2%D7%AA%BB% F9%D2%F2%CD%C3&in=16978&cl=2&cm=1&sc=0&lm=-1&pn=10&rn=1&di=10154933056&ln=130&fr=&ic=0&s=0），做成PPT，創(chuàng)設通過基因工程獲得這樣一個發(fā)熒光的轉基因兔這個學習情景，導出本節(jié)課，迅速集中學生的注意力，把他們思緒帶進特定的學習情境中，激發(fā)起學生濃厚的學習興趣和強烈的求知欲。 2“限制酶作用特點及DNA連接酶作用部位”這兩個知識點，只憑教師講述學生也難以聽懂。所以先引導學生讓學生帶著問題去閱讀教材，然后用百度圖片搜索下載限制酶作用方式的圖片（http://image.baidu. com/i?ct=503316480&z=0&tn=baiduimagedetail&word=%C4%DA%C7%D0%C3%B8&in=18839&cl=2&cm=1&sc=0&lm =-1&pn=36&rn=1&di=193177424&ln=1309&fr=&ic=0&s=0） 再用百度百科在網(wǎng)上搜索下載DNA連接酶作用方式的圖片（http://baike.baidu.com/image/2f3295d47890b524a18bb797），并導入PPT。讓學生自學基因工程操作的基本工具之后，根據(jù)學生自學中存在的問題，邊講解邊讓學生觀看相關的圖片，將這些知識點以圖片的形式呈現(xiàn)在學生面前，從而掌握限制酶作用特點及DNA連接酶作用部位，可以有效地突出重點，突破難點，取得傳統(tǒng)教學方法無法比擬的教學效果。 3“運載體的特點”這個知識點是學生理解基因工程操作中為什么要用運載體的基礎，而理解運載體的特點要從它的結構入手，所以用百度圖片在網(wǎng)上搜索質粒的圖片，（http://image.baidu.com/i?ct=50331 6480&z=0&tn=baiduimagedetail&word=%D6%CA%C1%A3%BD%E1%B9%B9&in=3965&cl=2&cm=1&sc=0&lm=-1&pn=56&rn=1&di=2896387776&ln=680&fr=&i）用PPT將它展示在大屏幕上，然后描繪它的結構歸納出它的功能上的特點，體現(xiàn)了生命是結構和功能的統(tǒng)一體。 4“基因工程操作的基本步驟”這個知識點是建立在學生學習了“基因工程操作的基本工具”這個知識體系之后，所以為了檢查學生學習“基因工程操作的基本工具”這個知識體系時的效果多高，設計了“有了基因工程的工具，我們?nèi)绾萎a(chǎn)生發(fā)熒光的兔子呢”這個情景。讓學生小組討論，歸納操作步驟這個環(huán)節(jié)。然后用百度圖片搜索基因工程操作流程圖，（http://image.baidu.com/i?ct=503316480&z=0&tn=baiduimage detail&word=%BB%F9%D2%F2%B9%A4%B3%CC%B2%D9%D7%F7%B2%BD%D6%E8&in=20465&cl=2&cm=1&sc=0&lm=-1&pn=2&rn=1&di=7683048288&ln=133&fr=&ic=0&s=0）用PPT將基因工程操作流程圖展示在大屏幕上。 啟發(fā)學生思考如何獲得目的基因，目的基因如何導入受體細胞？怎樣對基因的表達進行檢測？最后用百度知道搜索導入目的基因的方法http://zhidao.baidu.com/question/74159798.html?si=5用百度搜索目的基因的檢測方法。http://blog.sina.com.cn/s/blog_609afd550100dfci.html 用百度搜索出教師在實際操作中做“西方許旺酵母α-淀粉酶基因的克隆及其在大腸桿菌中的分泌表達”課題時的相關文獻資料。http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical_swjs200602008.aspx通過教師自身的經(jīng)歷這個隱性課程資源，濃厚地增強了學生的興趣。 然而學生對實際生產(chǎn)中，如何進行基因工程這種分子水平上的操作過程還沒有一個感性認識，教師用百度搜索下載“基因工程虛擬實驗室”軟件，http://course.szu.edu.cn/geneweb/shiyan/shiyan.html讓學生參觀一個具有形象化展示功能以及強大的交互性功能的3D虛擬實驗環(huán)境實驗室，并“身臨其境”地操縱虛擬儀器來“做”基因工程中的某一實驗，體驗一下實際工作中如何進行基因工程操作，對基因工程這種分子水平上的操作過程有一個感性認識。 5課前布置學生預習，要求學生用百度搜索基因工程的成果，并用PPT文件展示出來。 http://www.baidu.com/s?tn=tt98com_cb&bs=%BB%F9%D2%F2%B9%A4%B3%CC%D3%A6%D3%C3&f=8&wd=%BB%F9%D2%F2%B9%A4%B3%CC%B3%C9%B9%FB 用百度在網(wǎng)上搜索轉基因生物和轉基因食品安全性問題的相關資料并準備相應的辨論稿。上課前教師收集好，課堂上進行交流。http://www.baidu.com/s?tn=tt98com_cb&bs=%BB%F9%D2%F2%B9%A4%B3%CC%B3% C9%B9%FB&f=8&wd=%D7%AA%BB%F9%D2%F2%C9%FA%CE%EF%BA%CD%D7%AA%BB%F9%D2%F2%CA%B3%C6%B7%B0%B2%C8%AB%D0%D4 五、 教學過程 說明如何導入該課程，主要教學點的設計，知識拓展等。 第一節(jié) 教學要點： 簡述基因工程概念，掌握基因工程的基本工具。 教學過程： 【圖片導入】熒火蟲發(fā)光不奇怪，奇怪的是會發(fā)光的兔子。 【百度圖片】會發(fā)光的轉基因兔（http://image.baidu.com/i?ct=503316480&z=0&tn=baiduimagedetail&word=%B7%A2%B9%E2%D7%AA%BB% F9%D2%F2%CD%C3&in=16978&cl=2&cm=1&sc=0&lm=-1&pn=10&rn=1&di=10154933056&ln=130&fr=&ic=0&s=0） 【教師活動】教師設問并引導：熒火蟲為什么會發(fā)熒光？ 【學生活動】學生討論得出結論：含有熒光蛋白酶基因。 【教師活動】請發(fā)揮你們的想象力，怎樣讓兔子也會發(fā)熒光呢？可不可以利用上節(jié)課講得雜交育種的方法？組織學生討論、交流看法。 【學生活動】學生分小組討論和交流。不可能雜交育種，設想將熒火蟲的熒光蛋白酶基因放到細菌和兔子體內(nèi)。 【教師活動】教師肯定學生合理想法，作出小結：由于雜交育種種內(nèi)基因交流的局限性，使人們設想按照自己的意愿直接定向改變生物，從而打破了雜交育種的局限，實現(xiàn)了種間的基因交流。這種設想已經(jīng)成為現(xiàn)實。 【板書】基因工程及其應用 【教師活動】請學生歸納出基因工程的概念。 【學生活動】學生表述基因工程的定義：通過人工的方法，把一種生物的特定基因轉移到另一種生物體內(nèi)。 【教師活動】教師設問：如何將熒火蟲的熒光蛋白酶基因放到兔子體內(nèi)？需要哪些工具呢？ 深入引導學生閱讀教材P102頁至P103頁第二段，并思考回答下列問題（課件展示）： （1）基因工程的最基本的工具是什么？ （2）基因“剪刀”指的是什么？ 它的功能特點是什么？舉例說明。 （3）要想獲得某個特定性狀的基因須用相同的限制酶切，還是用不同的限制酶切？ （4）基因的“針線”指的是什么？它連接的部位在哪里？ 教師根據(jù)學生自學中存在的問題，用圖片幫助學生理解。 【百度圖片】DNA限制酶作用方式的圖片（http://image.baidu.com/i?ct=503316480&z=0&tn=baiduimagedetail&word=%C4%DA%C7%D0 %C3%B8&in=18839&cl=2&cm=1&sc=0&lm=-1&pn=36&rn=1&di=193177424&ln=1309&fr=&ic=0&s=0） 【百度百科】DNA連接酶作用方式的圖片（http://baike.baidu.com/image/2f3295d47890b524a18bb797） 【學生活動】在教師的引導下，分析和理解重點和難點問題.學生觀看圖片，了解“剪刀”“針線”的特點。 【板書】二、基因工程的最基本工具 1．基因的“剪刀”：限制性核酸內(nèi)切酶（限制酶） 2．基因的“針線”：DNA連接酶 【教師活動】教師小結：通過學習我們知道了如何把來源不同的兩個基因連接起來。但是，要將目的基因送入受體細胞，還需要專門的運輸工具：運載體。教師以質粒為例，用課件展示其結構特點及功能。 【百度圖片】質粒的圖片，（http://image.baidu.com/i?ct=503316480&z=0&tn=baiduimagedetail&word =%D6%CA%C1%A3%BD%E1%B9%B9&in=3965&cl=2&cm=1&sc=0&lm=-1&pn=56&rn=1&di=2896387776&ln=680&fr=&i） 【學生活動】學生觀看課件，了解運載體的特點。 【板書】3．基因的運載體：質粒、噬菌體、動植物病毒等 【教師活動】教師設問：有了工具，我們?nèi)绾萎a(chǎn)生發(fā)熒光的兔子呢？ 【學生活動】學生小組討論，歸納操作步驟。 【百度圖片】基因工程操作流程圖，（http://image.baidu.com/i?ct=503316480&z=0&tn=baiduimage detail&word=%BB%F9%D2%F2%B9%A4%B3%CC%B2%D9%D7%F7%B2%BD%D6%E8&in=20465&cl=2&cm=1&sc=0&lm=-1&pn=2&rn=1&di=7683048288&ln=133&fr=&ic=0&s=0） 【教師活動】教師用課件展示基因工程操作的基本步驟，啟發(fā)學生思考： 1．培育轉基因生物時，需要外源基因即目的基因，那么目的基因從哪里來？ 引導學生思考和討論得出獲得目的基因的幾種途徑。 【學生活動】學生聯(lián)系中心法則，得出獲得目的基因的幾種途徑。 【板書】三基因工程的基本操作步驟 1提取目的基因 【教師活動】引導學生思考目的基因如何導入受體細胞？用圖片展示實際操作情境。 【百度知道】導入目的基因的方法http://zhidao.baidu.com/question/74159798.html?si=5 【學生活動】學生思考討論 【板書】2目的基因與運載體結合 3將目的基因導入受體細胞 【教師活動】引導學生思考外源目的基因進入受體細胞后為什么還要進行目的基因的檢測？聯(lián)系中心法則如何對基因的表達進行檢測？ 【百度搜索】目的基因的檢測方法。http://blog.sina.com.cn/s/blog_609afd550100dfci.html 【學生活動】學生回憶蛋白質的空間結構及中心法則，思考討論，師生得出結論。 【板書】4目的基因的表達與檢測 【百度搜索】百度搜索出教師在實際操作中做“西方許旺酵母α-淀粉酶基因的克隆及其在大腸桿菌中的分泌表達”課題時的相關文獻資料。http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical_swjs200602008.aspx 【教師活動】教師用自身的經(jīng)歷，用圖片給學生略帶講解一下如何做課題“西方許旺酵母α-淀粉酶基因的克隆及其在大腸桿菌中的分泌表達”。通過教師自身的經(jīng)歷補充課外的科技前沿的知識，濃厚地增強學生學習興趣。 【百度搜索】下載“基因工程虛擬實驗室”軟件，http://course.szu.edu.cn/geneweb/shiyan/shiyan.html 【學生活動】學生參觀虛擬實驗室，并進行虛擬操作。 【教師活動】收集上課前教師布置的交流課題：1搜集我國在基因工程方面的成就2準備關于轉基因生物和轉基因食品安全性問題的辨論稿，啟發(fā)學生對其安全性問題進行討論。 【學生活動】學生上網(wǎng)搜集資料，并在課堂上進行匯報。 【百度搜索】百度搜索基因工程的成果，課堂上進行交流。 http://www.baidu.com/s?tn=tt98com_cb&bs=%BB%F9%D2%F2%B9%A4%B3%CC%D3%A6%D3%C3&f=8&wd=%BB%F9%D2%F2%B9%A4%B3%CC%B3%C9%B9%FB 【百度搜索】搜索轉基因生物和轉基因食品安全性問題的相關資料并準備相應的辨論稿，課堂上進行交流。 http://www.baidu.com/s?tn=tt98com_cb&bs=%BB%F9%D2%F2%B9%A4%B3%CC%B3%C9%B9%FB&f=8&wd=%D7%AA%BB%F9%D2%F2%C9%FA%CE%EF%BA%CD%D7%AA%BB%F9%D2%F2%CA%B3%C6%B7%B0%B2%C8%AB%D0%D4 【教師活動】【學生活動】師生共同總結，對活動過程和結果做出合理評價。 【教師活動】教師對本節(jié)內(nèi)容進行簡要總結。 【教師活動】教師布置課外課題： 自已設計一個思路利用基因工程的方法，對某種生物進行定向改造。 六、 教學反思 新課程背景下的高中生物貼近社會實際，反映生物科學和技術的新進展，涉及到基因工程，細胞工程，發(fā)酵工程，蛋白質工程等各個方向原理過程，內(nèi)容抽象復雜，較難理解，這些對于中學生物教學提出了一個挑戰(zhàn)。 該課是將以百度互聯(lián)網(wǎng)搜索技術應用于生物教學過程中的一次有益嘗試，從中得到了互聯(lián)網(wǎng)搜索應用于生物教學中的幾點啟發(fā)： 1 利用互聯(lián)網(wǎng)搜索的內(nèi)容設立情境：利用百度搜索、百度圖片、百度百科、百度視頻等搜索引出大家非常感興趣的與教學內(nèi)容相關的圖片、文本或視頻，創(chuàng)設學習情景，使學習能在和現(xiàn)實情況基本一致或相類似的情境中發(fā)生，把學生的思緒帶進特定的學習情境中，激發(fā)起學生濃厚的學習興趣和強烈的求知欲。 另外還可利用百度搜索出相關的虛擬實驗室軟件，可以將學生帶入一個虛擬環(huán)境中，完成現(xiàn)實生活中無法實現(xiàn)的實驗操作，比如本次課百度搜索并下載“基因工程虛擬實驗室”軟件，讓學生參觀一個具有形象化展示功能及強大交互功能的3D虛擬實驗室，并“身臨其境”地操縱虛擬儀器來“做”基因工程中的某一實驗，體驗一下實際工作中如何進行基因工程操作，對基因工程這種分子水平上的操作過程有一個感性認識。 2利用互聯(lián)網(wǎng)搜索進行自主學習：利用網(wǎng)絡技術創(chuàng)設新型的學習環(huán)境，打破時空范圍的限制，讓學生看到、聽到不易直接看到、聽到的事物、現(xiàn)象和過程，將學習延伸到更廣闊的世界，及時關注社會現(xiàn)實，跟蹤社會熱點，大大豐富教材內(nèi)容。比如本次課讓學生用搜索引擎搜集基因工程應用方面和轉基因安全性問題的相關資料，網(wǎng)絡檢索開闊了學生視野，通過不同觀點的交鋒，補充、修正、加深每個學生對當前問題的理解，充分發(fā)揮學生學習主體作用，激發(fā)學生學習的主動性、積極性，培養(yǎng)了學生的交流合作的能力。 3在本次嘗試中，學生通過相互之間的交流合作和學習中，利用百度搜索引擎的方法和技巧上也得到了提高，增加了搜索的準確性的，增強了獲取有關信息與資料的能力，利用、評價有關信息與資料的能力?，F(xiàn)在居然形成了一種“有問題找百度”的學習風氣，學生在共同學習自主學習中不斷進步。 七、 教師個人介紹 省份： 廣東省 學校：廣東省深圳市龍崗區(qū)布吉中學 姓名： 廖昱泓 廖昱泓, 中教一級，碩士，高中生物學教師，熱愛生活，熱愛生物。