浙科版高中生物选修3说课基因工程说课

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高中生物选修3第一章《基因工程》（高三一轮复习课）说课稿
各位老师，大家下午好！很高兴有这样一个机会与大家交流和学习。
我说课的内容是浙科版选修3《现代生物科技专题》中的第一章《基因工程》。由于本节课为高三一轮复习课，我对教材中的内容进行了整合，教材中本章一共为四节的内容：第一节介绍工具酶的发现和基因工程的诞生；第二节介绍基因工程的基因原理和技术；第三、四节分别介绍基因工程的应用和前景。经过整合后我将第二节基因工程的基因原理和技术为主干，通过以基因工程的应用转基因抗虫棉为实例，重点突破工具酶的使用等技术问题，这样既节省了复习的课时，避免了教师重复新课内容的嫌疑，又使知识富有体系，能更好的突出教学重点，突破教学难点，抓住主干知识，使整块知识能在一个课时的时间内复习完整。
教学的核心要素是教学目标，制定教学目标，首先要分析学习任务。我主要采用了任务驱动法先精心设计学习任务单（出示），让学生课前先阅读任务单上的一篇题为《揭秘转基因抗虫棉产业化过程》的文章，让学生有兴趣并且带着问题去学习这部分内容。
制定教学目标，还需要知道学生的现有情况和学习需求。我运用访谈法对学生的知识和能力的起点，以及学习需求，进行了一定的了解。分析信息，探明学情如下：
我从知识、能力、情感三个方面进行了分类，比如，从能力来看，学生感到知识杂乱，理不出线索，从情感来看，学生对基因工程的知识还是很感兴趣的，希望老师提供直观的学习情境。
这就为制定三维教学目标指明了方向。制定教学目标，还需要依据课程标准。然而，课程标准并不能直接作为教学目标，因为它难以评价、难以据此作为教学流程设计的依据。因此，必需对课程标准进行合理解读和处理。
本课的核心内容是基因工程操作的基本流程，如何让学生理解和记忆呢？我认为引导学生结合培育转基因抗虫棉培育过程（PPT展示）回忆基因工程的基本操作流程为主线，并由此让学生用一个字概括出每一步操作的精髓，进而通过分析每一步关键操作，各个击破重点、难点和考点；同时结合高考中经常出现的关于转基因抗虫棉的试题，让学生在解题过程中体会知识的应用。按照这样的思路，形成知识体系。每个概念要素适用怎样的行为动词呢？根据概念要素的作用和地位，我确立了对应的行为动词。通过什么条件来实现呢？依据学情和教学条件，我制定了行为条件。我期望学生达到怎样的水平呢？用行为程度来界定。
基于以上分析，结合维果斯基的“最近发展区”理论（维果斯基的“最近发展区理论”，认为学生的发展有两种水平：一种是学生的现有水平，指独立活动时所能达到的解决问题的水平；另一种是学生可能的发展水平，也就是通过教学所获得的潜力。两者之间的差异就是最近发展区。教学应着眼于学生的最近发展区，为学生提供带有难度的内容，调动学生的积极性，发挥其潜能，超越其最近发展区而达到下一发展阶段的水平，然后在此基础上进行下一个发展区的发展。）我采用格兰伦的“ABCD表述法”（行为主体、动词、条件、程度）叙写表现性教学目标。
这是本节学生需要达成的知识目标：（PPT展示）
达成知识目标，主要通过这些学习过程和方法，这就是能力目标：（PPT展示）
在获取知识、运用方法的过程中，派生出情感态度价值观：（PPT展示）
可见，通过这样的分解，我制定出了可观察、可测量的表现性教学目标。
综上所述我确立了本课的教学重点：（PPT展示）
依据学情调查，根据学生已有起点能力和认知水平，我确立了本课的教学难点：（PPT展示）
结合杜威的教育思想，本课的主要教学方法是问题教学法。
这是基于学习任务分析，概念多、体系庞杂、难度大，我需要有线索串起来，也是基于学习者的需要，学生也希望老师帮他们整理知识结构。真正的教学不应只求收获不问耕耘，只重结果不重过程。当教师带着知识走向学生时，需要更多的技能和技巧；同时当教师带着智慧走向学生时需要更多的自主和创造。一个好的教学过程要求教学环节安排合理、教学组织形式科学、教学整体结构严谨、教学节奏得当等。我认为，通过问题串的设置，可以帮助学生构建知识链，进而形成知识体系。
本课从转基因抗虫棉实例引入，引导学生仔细观察转基因抗虫棉培育过程图，结合该图通过小组讨论的形式回忆基因工程的操作流程，从中不仅培养了高考要求学生具有的读图获取信息的能力，同时也培养了学生总结概括和表达信息的能力，在学生回忆知识的过程中结合板书书写关键词如下: （PPT展示）
此板书的书写还有另外一个目的，在课堂中通过小组讨论调动了学生的积极性和自主性，课后要求学生根据板书书写的关键词自行设计转基因抗虫棉的培育方案，如果学生在此能根据教师的要求一步步回忆和总结基因工程的基本操作流程，结合关键词合理表达叙述成句，这个培育方案的书写对学生来说应该不难，同时也使书本上抽象的操作流程具体化、应用化，进一步培养了学生解决实际问题的能力。
问题不光是教师抛出的，我还要激活学生的思维，让学生生成问题。本节课以转基因抗虫棉培育为主线，通过问题串的形式帮助学生突破重难点，我在备课过程中设计了五个技术问题供学生思考和探究：（PPT展示）
这五个技术问题的设计其实是针对基因工程的五个关键性操作，也是高考经常考查的点，特别是近年来对基因工程中工具酶使用的考查在出题中题型各异，在教学过程了笔者重点选择了几道典型题加以突破，其中不少是通过习题改编的，让学生既有似曾相识的感觉，又在疑惑中得到了提升。如下面这个题（PPT展示）要求学生依次辨析DNA分子所发生的变化是何种酶催化作用的结果，此题要求学生对限制性核酸内切酶、DNA连接酶、解旋酶和DNA聚合酶的功能和作用位点比较熟悉，从而间接地回忆了相关知识点。
在限制性核酸内切酶的相关考题中学生存在的疑惑较多，我同样对一道高考试题进行了改编（PPT展示），通过四个问题启发学生进一步思考：1.DNA连接酶能否将甲、乙两种不同限制酶剪切的具有相同黏性末端的DNA片段连接起来？2.DNA连接酶能否将不同黏性末端的甲、丙DNA片段连接起来？3.甲、乙连接后的重组DNA分子仍保留限制酶的识别序列吗? 4.图中作用于a、b位点的酶分别是什么？
对于思考有困难的学生笔者在教学过程中要求学生动手画一画、转一转、拼一拼、想一想，这对于学生来说并不难，但是平时很少有学生这么去做，一旦体验过学生对于这个知识点就能比较好的掌握了，运用起来也得心应手。在此铺垫下，学生对于该知识点应该有了比较深刻的认识，之后再安排三个例题加以巩固。（PPT展示）
基因工程内容抽象，所以我还需要多媒体辅助教学法。这也是学生的要求。
基于以上分析，本课的教学过程设计如下：
师：在高考题中经常会出现以基因工程为背景的育种题，这其中最成熟的是我们国家自主研制的转基因抗虫棉培育，这节课我们就以转基因抗虫棉培育为例来复习基因工程的相关知识。请同学们结合PPT上的转基因抗虫棉培育的流程图，回忆基因工程的基本操作流程。
生：从苏云金芽孢杆菌中提取DNA并用限制性核酸内切酶切割Bt毒蛋白基因，同时提取农杆菌Ti质粒并用同种限制性核酸内切酶切割质粒环
师：很好，大家想想如果用一个字概括这步操作便于我们记忆？
生：切
师：恩，概括得不错，那么第二步呢？
生：将Bt毒蛋白基因连接到开环的质粒DNA上构建重组DNA分子
师：用一个字概括?
生：接
师：还有几步操作呢？
生：将重组DNA转入农杆菌中，并用农杆菌转化法侵染棉花细胞；筛选Bt毒蛋白基因整合到染色体DNA上的棉花细胞并通过植物组织培养技术培育转基因抗虫棉植株；鉴定Bt毒蛋白是否在相应的棉花细胞中表达
师：大家说的很对，这三步也分别用“转、筛、鉴”概括，大家同意吗？
生：恩
师：如何使用基因基因工程中的常用工具酶？请同学们辨析下图各组DNA分子所发生的变化分别是何种酶催化的结果？
生：限制性核酸内切酶、DNA连接酶、解旋酶、DNA聚合酶
师：请大家仔细观察下面三个DNA切割片段，思考：DNA连接酶能否将甲、乙两种不同限制酶剪切的具有相同黏性末端的DNA片段连接起来？
生：能
师：那么DNA连接酶能否将不同黏性末端的甲、丙DNA片段连接起来呢？
生：不能
师：为什么呢？
生：碱基序列不能互补配对
师：甲、乙连接后的重组DNA分子仍保留限制酶的识别序列吗?
生：不能，连接后的两端序列不同
师：回答的很好，图中作用于a、b位点的酶分别是什么？
生：限制性核酸内切酶和解旋酶
师：让我们一起来看一个例题：基因工程中，需使用特定的限制酶切割目的基因和质粒，便于重组和筛选。已知限制酶I的识别序列和切点是—G↓GATCC—，限制酶II的识别序列和切点是—↓GATC—。根据图示判断下列操作正确的是
生：A．质粒用限制酶Ⅰ切割，目的基因用限制酶Ⅱ切割
师：看来大家掌握的不错，那么如何获取Bt毒蛋白基因呢？如果Bt毒蛋白基因序列是已知的，我们可以用什么方法合成目的基因？
生：化学合成或者PCR
师：两者的区别是什么？
生：如果已知序列较短用化学方法合成，已知序列较长用PCR扩增
师：如果Bt毒蛋白基因序列是未知呢？
生：从基因文库中获取目的基因
师：让我们再看一个例题：下列基因工程操作步骤中,未发生碱基互补配对的是
生：C.重组质粒导入受体细胞
师：如何构建重组DNA分子？已知限制酶EcoR I的识别序列和切点是-G AATTC-，在Bt毒蛋白基因的两侧各有1个EcoR I的切点，在土壤农杆菌的Ti质粒上有EcoR I的1个切点。请画出Bt毒蛋白基因两侧被EcoR I切割后形成的黏性末端；请画出质粒被EcoR I切割后形成的黏性末端；上述切割后形成的黏性末端可以连接吗?
生：（思考，画图）
师：下图为转基因抗虫棉基因表达载体的构建过程，据图回答下列问题：将图中①的DNA用HindⅢ、BamHⅠ完全酶切后，反应管中有几种DNA片段？
生：4种
师：图中②表示 HindⅢ与BamHⅠ酶切、DNA连接酶连接的过程，此过程可获得几种重组质粒？
生：2种
师：如果换用Bst l与BamHⅠ酶切，目的基因与质粒连接后可获得几种重组质粒。目的基因插入质粒后，不能影响质粒的什么？
生：1种；复制
师：重组DNA如何导入棉花细胞？
生：首先Bt毒蛋白基因插入Ti质粒；然后重组Ti质粒导入农杆菌；接着通过农杆菌介导侵染棉花细胞；最后Bt毒蛋白基因转移整合到棉花细胞基因组
师：怎样筛选棉花细胞和鉴定Bt毒蛋白? 请大家观察下面这张技术流程图，思考A过程需要的工具酶有哪些？
生：限制性核酸内切酶、DNA连接酶
师：B过程及其结果体现了质粒作为运载体必须具备的两个条件是什么？
生：要有抗性基因；在宿主细胞中能复制
师: C过程的培养基除含有必要营养物质、琼脂和激素外，还必须加入什么？
生：Kan(卡那霉素)
师：D过程可以通过什么方法来检测Bt毒蛋白基因的表达？
生：直接观察抗虫性状和用DNA探针检测
师：至此，我们把基因工程中的关键性技术问题做了一一回顾，接下来要求大家结合板书自主完善转基因抗虫棉培育方案
生：（书写转基因抗虫棉培育方案）
在实施上述教学过程中，自然形成了我的板书。通过板书结构化，起到了提示学习线索、帮助学生构建知识体系的作用。我想，这是对多媒体教学的有效补充。
谢谢！敬请各位老师批评指正。