《重組DNA技術的基本工具》教學設計
學段:高二下期
教材:人教版2019選擇性必修三《生物技術與工程》
一、教學目標
1.通過自主學習掌握分子工具的基礎知識
2.通過模擬活動,闡明分子工具限制酶、DNA連接酶和載體的作用機制
二、教學重難點
教學重點:
1.分子工具限制酶、DNA連接酶和載體的作用機制
教學難點:
1.分子工具限制酶、DNA連接酶和載體的作用機制
連接酶與DNA聚合酶、解旋酶等DNA相關酶的區別
3.用作載體的質粒必備條件及原因。
三、教學設計思路
自主學習—分子工具基礎知識 |
四、教學實施程序
學習任務 | 教師活動 | 學生活動 | 設計意圖 |
情景導入-- 中國抗蟲棉 | 請同學們猜一謎語:叫花不是花,開得白花花,用手摘下來,朵朵能紡紗。 棉花是重要的紡織原料之一,但是曾受到棉鈴蟲的啃食而導致大量減產。 【提問】同學們,你們有什麼辦法來防治棉鈴蟲呢? 過渡:同學們的這些辦法能一定程度防治害蟲,但是都會有一些缺點,比如:農藥,據統計棉農最多需要打幾十遍的農藥才能收穫一季棉花。俗話說得好:打鐵還需自身硬,要是棉花自身就具有抗蟲性該多好啊! | 聯繫學過的知識,思考、回答:化學防治、人工捉蟲等 | 活躍課堂氣氛,激起學習興趣,將學生已學知識和今天即將學習的重組DNA技術聯繫起來 |
其實,早在1994年,我國科學家就研發出了自己的抗蟲棉,它是怎麼做到的呢?我們來看看大致流程:(PPT展示流程) 【提問】同學們推測這一培育過程應該大致需要哪些工具? 過渡:這些工具本質是什麼呢?又是如何發揮作用的呢?帶着這些疑問進入今天的學習。 | 學生根據抗蟲棉培育的流程圖,聯繫實際回答:刀、膠水、運輸工具等。 | ||
自主學習—重組DNA技術用到的“分子工具” | 板書、巡視 | ①對照導學案,在書本勾畫重點內容,梳理三種分子工具的基礎知識 | 希沃白板計時3分鐘完成,樹立時間觀念,培養自主學習的能力 |
點評 | ②小組競爭答 | 採用希沃白板開展課堂活動:小組競爭答題,激起學習慾望。 | |
模擬活動之“分子手術刀”-限制酶 | 【組織小組活動】 給學生提供3種不同顏色的紙條,模擬抗蟲棉培育過程中,幾種分子工具的作用機制。結合教材71頁內容,讓學生認真觀察紙條上的序列,小組合作完成限制酶的作用過程。 巡視、答疑、希沃授課助手展示成果,教師點評,發現問題。 | ①小組合作完成:用剪刀模擬EcoR I 和Sma I 兩種限制酶,找到識別序列和正確的切割位點,剪切紙條代表的DNA片段 ②根據點評完善模型 | 模擬抗蟲棉培育過程中,將微觀的作用通過模擬活動的形式呈現,使學生更加清晰認識限制酶作用機制。 |
【提問】 ①兩種限制酶切割DNA片段產生的末端有什麼不同? ②用自己的話表達:限制酶是如何切割DNA的? ③限制酶主要是從原核生物中分離純化出來的,它們在原核生物中存在的意義是什麼? | 結合教材中的內容和活動經歷,思考、討論並回答問題 | ||
模擬活動之“分子縫合針”-DNA連接酶 | 【組織小組活動】 讓學生觀察上述活動中剪切紙條產生的末端,並思考下列問題 ①哪些片段可以拼接?拼接原則是什麼? ②判斷分別是哪兩種顏色的紙條模擬了抗蟲基因和載體。 ③用訂書機將目的基因和載體連接起來 | 合作交流,總結DNA片段連接的原則,正確連接DNA片段。 | 接續上述模擬活動,幫助學生認識DNA連接酶作用機制,理清抗蟲棉培育過程。 |
【提問】 ①訂書機代表什麼?訂書釘代表什麼? ②DNA連接酶作用位點是什麼? ③你的訂書機模擬的是哪種DNA連接酶 | 思考、回答:訂書機代表DNA連接酶,訂書釘代表磷酸二酯鍵;DNA連接酶恢復了被限制酶切開的磷酸二酯鍵。連接黏性末端的既可以是T4 DNA連接酶也可以是DNA連接酶。 | ||
模擬活動之“分子運輸車”-基因進入受體細胞的載體 | 【提問】 根據前面活動思考下列問題: ①假設我們模擬的是質粒作爲載體?請問我們的模型還需要怎樣操作纔可以完成。 ②質粒都可以作爲載體嗎?作爲載體的質粒應具備什麼條件? | 思考、回答、完善模型。總結載體必備條件:①具有一個或多個限制酶切割位點,共外源基因插入;②能在受體細胞中進行自我複製,或整合到受體DNA上,隨受體DNA同步複製,使得基因在受體細胞中穩定存在而不丟失;③具有標記基因,便於重組DNA的篩選。 | 通過思考以及板書引導學生理解載體必備的條件,知道載體的種類。 |
課堂小結 | 引導、歸納 | 回答、提升 | 鞏固本節學習的重點知識 |
隨堂練習 | 點評 | 獨立思考完成 | 掌握知識點 |
備註:導學案、練習題、模擬DNA序列見附件
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