“目的基因的獲取”教學(xué)設(shè)計

張曉輝

1 教材分析

本節(jié)課的內(nèi)容在高考中要求較高。學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了基因工程的基本工具，在此基礎(chǔ)上轉(zhuǎn)入學(xué)習(xí)如何利用這些工具完成基因工程的基本操作程序是讓學(xué)生理解基因工程操作基本程序的開始。

2 教學(xué)目標

2.1 知識目標

（1） 說明如何從基因文庫中獲取目的基因。

（2） 描述PCR技術(shù)擴增目的基因的過程，了解其原理和條件。

（3） 簡述用化學(xué)方法人工合成目的基因。

2.2 能力目標

（1） 學(xué)會科學(xué)地觀察圖片、視頻，獲取信息。

（2） 能使用教材以外的資料和信息解決課內(nèi)學(xué)習(xí)中發(fā)現(xiàn)的問題。

（3） 通過對基本概念、基本原理、科學(xué)方法的正確理解和掌握，逐步形成比較、判斷、推理、分析、綜合等思維能力，能運用學(xué)到的生物學(xué)知識評價和解決某些實際問題。

（4） 對于基因工程操作實例進行正確的表述和交流。

2.3 情感、態(tài)度與價值觀目標

通過了解現(xiàn)代先進生物學(xué)技術(shù)，了解到生物技術(shù)給人類帶來的貢獻，體驗學(xué)習(xí)生物的重要意義，激起學(xué)習(xí)的熱情和愿望。

3 教學(xué)重點和難點

從基因文庫中獲取目的基因；PCR技術(shù)擴增目的基因的過程。

4 教學(xué)策略及設(shè)計

在教材處理上，筆者按照教材內(nèi)容的編排順序來組織教學(xué)，通過探究問題和問題情景的創(chuàng)設(shè)來進行過渡，由一個問題的解決導(dǎo)入下一個問題。以問題為主線，緊密聯(lián)系探究過程，有利于培養(yǎng)學(xué)生嚴謹?shù)目茖W(xué)思維。本節(jié)課中，筆者主要運用多媒體演示法、問題啟發(fā)式教學(xué)法、知識遷移比較教學(xué)等方法，指導(dǎo)學(xué)生觀察、推導(dǎo)理論、對比學(xué)習(xí)、總結(jié)歸納、課外延伸探究。

教學(xué)流程：以對轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的培育過程的思考為切入點，利用多媒體課件展示基因文庫建立的過程，創(chuàng)設(shè)問題情景引入PCR擴增技術(shù)。在動畫的展示后，學(xué)生進行歸納總結(jié)，然后在結(jié)合課本來詳細學(xué)習(xí)相關(guān)知識。再次創(chuàng)設(shè)情景，提出問題，并進行知識回顧。教師通過前后知識的聯(lián)系引入到人工合成目的基因。

5 教學(xué)過程

5.1 導(dǎo)入

教師引學(xué)生簡要回顧轉(zhuǎn)基因抗蟲棉培育的思路。

學(xué)生回答：轉(zhuǎn)基因抗蟲棉培育思路為將從蘇云金芽孢桿菌中提取到抗蟲基因后轉(zhuǎn)移至普通棉花體內(nèi)，從而合成抗蟲蛋白，形成轉(zhuǎn)基因抗蟲棉。

活動意圖：學(xué)生通過回顧上一節(jié)課所學(xué)的基因工程的基本工具和基因工程概念的內(nèi)容，進而說出本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容。

5.2 引入新課——目的基因的獲取方法

教師以問題串的形式引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)。

① 根據(jù)以前所學(xué)的知識，首先想到的獲取目的基因的方法是什么？

學(xué)生回答：從其他生物體細胞內(nèi)用限制性核酸內(nèi)切酶切取所需要的含目的基因DNA片斷。

活動意圖：科學(xué)探究過程第一個是要發(fā)現(xiàn)問題。問題使學(xué)生產(chǎn)生了強烈的求知解疑心理。教師在教學(xué)過程中利用這一契機，提出緊扣主題的具有挑戰(zhàn)性、探索性的問題，促使學(xué)生進行思考。

學(xué)生活動：先大致閱讀課本后，初步了解獲取方法的種類。然后再帶著問題去學(xué)習(xí)。教師在合適的時機提出問題。

② 為什么要把目的基因儲存在受體細菌中？

學(xué)生討論回答。

活動意圖：通過對學(xué)生不同的閱讀要求，讓學(xué)生意識到閱讀方法的多樣化。學(xué)生帶著問題去閱讀課本針對性更強，學(xué)習(xí)效率更高。討論讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)和思考來探究知識，發(fā)揮了學(xué)生的主觀能動性。

5.3 PCR擴增技術(shù)的學(xué)習(xí)

教師提出問題：如果想讓目的基因在短時間內(nèi)快速增多，可以采取什么措施？

學(xué)生思考回答。

活動意圖：教師引導(dǎo)學(xué)生通過回顧生物體內(nèi)DNA數(shù)目增多的方法，即DNA復(fù)制，引出PCR擴增技術(shù)能夠體外擴增目的基因。這樣既讓學(xué)生鞏固了所學(xué)的知識，又讓學(xué)生在不知不覺中學(xué)會了分析問題和解決問題的思維方法。

教師展示PCR擴增的動畫，引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)PCR擴增目的基因的過程。并要求學(xué)生通過閱讀課本，加以完善。

學(xué)生活動：觀看動畫后，對動畫過程進行總結(jié)，然后閱讀課本完善總結(jié)的內(nèi)容。

活動意圖：培養(yǎng)學(xué)生總結(jié)歸納的能力、語言組織和表達能力。通過比較，讓學(xué)生學(xué)會比較分析問題的能力。

5.4 人工合成目的基因的學(xué)習(xí)

教師提出問題：有些蛋白質(zhì)自然界中并不存在，那么人們怎樣獲得想要的對應(yīng)的目的基因？

學(xué)生活動：思考回答問題，并展示中心法則的書寫。通過中心法則的回顧和講解，可以更容易接受和理解人工合成目的基因的方法。

活動意圖：通過學(xué)生回顧，既鞏固了以前的學(xué)習(xí)的知識，又容易理解本堂課所學(xué)的知識，同時加深了前后知識之間的聯(lián)系，引導(dǎo)學(xué)生自主建構(gòu)知識體系。同時體現(xiàn)出傳統(tǒng)教學(xué)方法和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)結(jié)合教學(xué)的思想。

5.5 小結(jié)

教師對重要知識進行再現(xiàn)和強調(diào)，有利于學(xué)生對知識重點的把握。

6 教學(xué)反思

本課內(nèi)容為現(xiàn)代生物科技部分，比較抽象，學(xué)生在學(xué)習(xí)的時候較為困難。通過教師對圖片、視頻的運用，讓學(xué)生更直觀地去了解目的基因的獲取過程，從而加深學(xué)生的印象。同時基因工程的內(nèi)容與必修二聯(lián)系很密切，筆者以DNA的結(jié)構(gòu)、復(fù)制、表達為基礎(chǔ)，在教學(xué)時注重與前面基礎(chǔ)知識相聯(lián)系，讓學(xué)生通過回顧更好地建構(gòu)新知識體系。