3.1 重组DNA技术的基本工具教学设计2022-2023学年高二下学期生物人教版选择性必修3

3.1 重组DNA技术的基本工具 一、教材分析 （一）教学目标 1.阐明重组DNA技术所需的三种基本工具的作用。 2.认同基因工程的诞生和发展离不开理论研究和技术创新。 3.进行DNA的粗提取与鉴定。 （二）教学重点和难点 1.教学重点 （1）重组DNA技术所需的三种基本工具的作用。 （2）DNA的粗提取与鉴定。 2.教学难点 （1）基因工程载体需要具备的条件。 （2）DNA的粗提取与鉴定。 （三）编写思路 本节内容是学习本章其他内容的基础。由于重组DNA技术所需的“分子工具”对学生而言是抽象的，因此教材在“从社会中来”栏目中创设了具体的培育转基因番木瓜的情境，让学生认识到培育转基因番木瓜需要用到专门的“分子工具”，进而引导他们思考用到了哪些“分子工具”，以及这些“分子工具”各具有什么特征。 本节内容的编排主要遵循“简约、形象、诱思”的原则。“简约”体现在重组DNA技术所需的“分子工具”种类多样，根据课程标准的内容要求，同时考虑到高中生物学课程的基础性，教材只把三种基本的工具介绍给学生，并未拓展。“形象”一方面体现在教材给一些抽象的文字描述配了形象、直观的插图，如“限制酶切割DNA分子产生两种不同末端的示意图”可以使学生准确地理解切割的部位和“黏性”的内涵；“大肠杆菌及质粒结构模式图”可以使基因工程载体需要具备的条件的相关内容变得容易理解。另一方面，教材采用了打比方的方法，使三种基本工具的作用“形象化”，这样也是为了便于学生理解和掌握。“诱思”体现在教材针对学习的内容，提出一些相应的问题，启发学生思考。例如，在介绍限制酶时，提出“推测限制酶存在于原核生物中的主要作用是什么”的问题，是为学生深入理解限制酶在生物体中的作用打开思路；学，生在学习DNA连接酶时，很自然地会想到学过的催化脱氧核糖核昔酸聚合的DNA聚合酶，提出"DNA连接酶与DNA聚合酶是一回事吗”的问题，可以引导学生分析两者的不同作用，从而达到让他们深入认识DNA连接酶的目的。 本节安排的“思考，讨论 重组DNA分子”，意在让学生通过模拟制作和讨论相关问题，初步感受构建重组DNA分子的过程，并进一步熟悉、理解限制酶和DNA连接酶的作用。“到社会中去”安排了让学生了解生产和销售“分子工具”的公司生产产品的情况，分析相关上市公司的股票价格走势的活动，这些活动超越了生物技术本身的范畴，突出了生物技术在社会经济活动及日常生活中的重要作用。对学生而言，活动既新颖又具有积极的意义，他们在完成活动的过程中，能体会到科学、技术、社会三者间的关系。 由于重组DNA技术是在DNA分子水平上进行的操作，提取和鉴定DNA是该技术涉及的最基础的操作，因此本节最后安排了“探究，实践DNA的粗提取与鉴定”活动，让学生学习相关操作。通过这个活动还可以帮助学生巩固在必修课中已经学过的DNA的结构和理化性质的知识，使他们对DNA这一微观分子形成一定的感性认识。 二、教学建议 本节教学建议安排2课时，其中1课时用于开展“探究，实践”活动。在教学中可以按照教材的安排先讲解重组DNA技术的基本工具的内容，再开展探究实践活动，也可以先开展探究实践活动后讲解。具体的教学建议如下。 （一）结合基因工程应用的实例引人本节课的学习本节课是学习基因工程的开端，课前可以带领学生参观当地举办的与基因工程有关的展览、转基因实验基地、转基因作物种植基地等，或指导学生借助互联网、科普杂志等，初步了解一些基因工程应用的实例；也可以利用教材中的素材，如章引言中培育转基因抗虫棉的实例，本节开篇“从社会中来”栏目中培育转基因番木瓜的实例，提出本节课要解决的问题，即在基因工程的操作中需要用到哪些“分子工具”，从而引人本节课的学习。 （二）引导学生在分析旧知识的基础上理解和掌握新知识本节的内容是建立在必修1教材中酶的作用和特性，必修2教材中噬菌体侵染细菌的实验、DNA的结构和复制等相关内容的基础上的。引导学生建立新旧知识之间的联系，将有助于他们理解和掌握新知识。例如，在讲授限制酶有关的内容时，可以设置问题“限制酶从哪里寻找”，引导学生联系噬菌体侵染细菌的实验，认识到细菌等原核生物容易受到自然界外源DNA的入侵，但它们却不受影响，这是因为它们在长期进化的过程中形成了一套防御机制，限制酶就是它们的一种防御性工具，从而让学生了解限制酶的来源和理解它们存在的意义；在介绍限制酶的作用部位时，还要联系DNA的结构来帮助学生理解限制酶作用的特点。此外，在介绍DNA连接酶有关的内容时，可以联系学生已经学过的DNA聚合酶的相关知识，通过对两种酶进行比较，来加深他们对DNA连接酶的认识。 （三）组织好教材中的“思考，讨论”活动，帮助学生理解“分子工具”的本质特征 基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，属于微观层面，学生在日常生活中很少接触到，对此比较