3.1.1重组DNA技术的基本工具教学设计-2023-2024学年高二下学期生物人教版（2019）选择性必修3.docx

3.1.1重组DNA技术的基本工具教学设计-2023-2024学年高二下学期生物人教版（2019）选择性必修3

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教材分析

“3.1.1重组DNA技术的基本工具教学设计-2023-2024学年高二下学期生物人教版（2019）选择性必修3”

本节课主要介绍重组DNA技术的三个基本工具：限制性核酸内切酶、DNA连接酶和运载体。教材以实际案例引入，详细阐述了这些工具的作用原理和应用方法，为后续基因工程的学习奠定基础。本节课内容与高二学生的认知水平相符，旨在培养学生的实验操作能力和科学思维能力。

核心素养目标

培养学生科学探究与实践能力，通过理解重组DNA技术的原理和工具，提升实验操作技能；发展学生科学思维，培养其解决实际问题的能力；增强学生生命观念，理解基因工程在生物科学中的应用及其伦理意义。

学情分析

高二学生已经具备一定的生物基础知识，对细胞结构、生物大分子有基本了解，但重组DNA技术作为较为复杂的生物工程技术，对学生来说相对陌生。学生在知识层面已掌握基本的生物学原理，但缺乏实际操作经验。在能力上，学生具备一定的逻辑思维和分析问题的能力，但需要进一步培养实验设计和动手操作的能力。在素质方面，学生应具备基本的科学素养，对生物科学有浓厚的兴趣。行为习惯上，学生可能存在依赖性强、主动探究不足的问题，这可能会影响课程学习中主动发现问题和解决问题的能力。因此，在教学过程中，需要引导学生积极参与，激发其探究兴趣，并逐步提高其实践操作能力。

教学资源准备

1.教材：人教版高中生物选择性必修3《现代生物技术》相关章节。

2.辅助材料：准备相关限制酶识别序列的图片、DNA连接酶作用机理动画、运载体种类及转化过程的视频。

3.实验器材：如需实验，准备DNA模型、限制酶、连接酶、琼脂糖凝胶电泳装置等。

4.教室布置：划分实验操作区、讨论区，确保实验安全，便于学生互动讨论。

教学流程

1.导入新课（5分钟）

详细内容：通过展示日常生活中基因工程应用的实例，如转基因食品、疾病基因检测等，引发学生对重组DNA技术的兴趣，提问学生：“你们知道这些技术的背后原理是什么吗？”从而引出本节课的主题——重组DNA技术的基本工具。

2.新课讲授（15分钟）

详细内容：

（1）介绍限制性核酸内切酶的概念、作用及其在基因工程中的应用，通过动画演示其识别并切割DNA分子的过程。

（2）讲解DNA连接酶的功能，展示其如何将两个DNA片段连接起来，形成重组DNA。

（3）讲解运载体的重要性和种类，以质粒为例，说明其在转化过程中的作用。

3.实践活动（15分钟）

详细内容：

（1）分组实验：每组学生使用DNA模型和限制酶模型，模拟限制酶切割DNA的过程，观察切割后的DNA片段。

（2）动手操作：学生尝试使用DNA连接酶将切割后的DNA片段连接起来，感受重组DNA的形成过程。

（3）观察分析：学生观察不同运载体转化过程中的差异，分析其适用性和局限性。

4.学生小组讨论（10分钟）

详细内容举例回答：

（1）讨论限制性核酸内切酶的选择性，举例说明不同酶识别序列的特点及其在基因工程中的应用。

（2）探讨DNA连接酶的催化机制，分析其在不同条件下连接效率的变化。

（3）分析运载体在转化过程中的作用，讨论如何选择合适的运载体进行基因重组。

5.总结回顾（5分钟）

详细内容：回顾本节课的重点内容，强调限制性核酸内切酶、DNA连接酶和运载体在重组DNA技术中的关键作用，总结基因工程的基本步骤和注意事项。提醒学生，理解这些工具的原理和操作对于后续基因工程的学习至关重要。

教学资源拓展

1.拓展资源：

（1）重组DNA技术的应用实例：介绍基因工程在医药、农业、环保等领域的具体应用，如基因治疗、转基因作物、生物降解等。

（2）限制性核酸内切酶的种类与特性：详细列出常见的限制性内切酶及其识别序列，探讨不同酶的切割特性和应用领域。

（3）DNA连接酶的研究进展：介绍DNA连接酶的必威体育精装版研究动态，如新型连接酶的开发、催化机制的深入研究等。

（4）运载体选择的策略：分析不同类型的运载体（如质粒、噬菌体、病毒等）的转化效率、稳定性和安全性，以及在不同宿主中的应用。

（5）基因工程伦理与法规：介绍基因工程相关的伦理问题和法律法规，如基因编辑技术的伦理争议、生物安全法等。

2.拓展建议：

（1）鼓励学生阅读相关科研论文和综述，了解重组DNA技术的必威体育精装版研究成果和发展趋势。

（2）引导学生参与实验室的实践活动，亲身体验基因工程实验操作，提高实验技能和动手能力。

（3）组织学生进行小组讨论，探讨基因工程在不同领域的应用前景和可能面临的挑战。

（4）建议学生关注基因编辑技术的进展，如CRISPR-Cas9系统，了解其工作原理和应用案例。

（5）引导学