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　　《基因工程》专题复习（1）的教学设计
　　（江苏省苏州实验中学  ）
　　1 教材分析
　　人教版高中生物学教材《现代生物科技专题》专题1基因工程，主要内容包括DNA重组技术的基本工具、基因工程的基本操作程序及基因工程的应用等。其中基因工程的基本操作程序是《基因工程》专题的核心，上承《DNA重组技术的基本工具》一节，下接《基因工程的应用》。作为高考一轮复习课，学生已经具备一定的知识基础，如果采用直白、平淡的方式进行知识梳理，不利于调动学生学习的积极性，也不利于学生科学素养的全面提高。应当通过创设情境，提出问题，诱导学生积极参与教学活动。所以整节课以设计转基因抗虫棉研制过程为主线，让学生亲自设计和体验基因工程的基本操作程序，形成整体认识。同时，采取化整为零，各个击破的策略。通过问题串的形式，以小组合作学习的方式引导学生掌握限制酶、基因表达载体构建等重点知识。教学中通过引入图片、视频等新的情景资料突破难点，由浅入深加强思维训练。通过新情景下的师生互动形成生物学概念，从而实现高效课堂。
　　2 教学目标
　　2.1  知识目标   简述DNA重组技术所需三种基本工具的作用；简述基因工程原理及基本操作程序；尝试设计转基因抗虫棉的研制过程。
　　2.2  能力目标   能通过资料阅读及小组合作学习方式构建知识体系；培养观察、分析、总结归纳的能力。
　　2.3  情感态度与价值观目标   认同基因工程的诞生和发展离不开理论研究和技术创新；体验科学设计严谨细致的过程。
　　3 教学过程
　　3.1  利用视频，导入新课    师生一起观看关于转基因抗虫棉的新闻报道，转基因抗虫棉的广泛种植，有效地遏制了棉虫危害，提高了棉花产量，为我国农业生产创造了巨大的经济效益。同时大大降低了农药的使用量，减少了环境污染。视频资料的呈现既体现了基因工程技术在生产生活中的作用，又激发了学生的学习兴趣。
　　3.2  基因工程的基本操作程序  教师设疑：本节课我们一起尝试利用学习过的基因工程知识，设计转基因抗虫棉的研制过程。请同学们思考讨论一下，基因工程的基本操作程序可以分为哪四步？学生分组进行讨论，归纳总结答案。教师随机抽取一名学生作为代表展示答案：目的基因的获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测和鉴定。
　　设计意图：学生通过新课的学习，对基因工程的内容有了初步的认识。复习课的重点就应该落在帮助学生构建完善的知识体系上。让学生回忆总结基因工程的操作步骤，可以使学生从整体上把握基因工程的操作过程，而后再进行化整为零，各个击破。避免学生产生“不识庐山真面目，只缘身在此山中”的感觉。
　　3.3  目的基因的获取   教师设疑：要通过基因工程手段获得抗虫棉，我们如何获得抗虫基因？引导学生针对教材中的资料分析，小组合作思考得出结论：从基因文库中获取、利用PCR技术扩增、化学方法人工合成。教师引导：科学家就是通过建立苏云金杆菌的基因文库，从中筛选出了杀虫基因Bt毒蛋白基因。要建立苏云金杆菌的基因文库，就必需使用限制酶对其基因组DNA进行切割。针对限制酶相关知识，设计探究问题串：①限制酶有什么作用特性？②磷酸二酯键如何形成？③所有限制酶都只能识别一种核苷酸序列么？④限制酶切点位置和切割后形成的末端有什么关系？学生进行分组思考讨论，归纳总结完善答案。教师随机抽取、展示4个小组问题的答案，师生一并针对错误答案进行点评。
　　设计意图：因为本节课重点要突破的内容是基因表达载体的构建，所以对于目的基因获取的三个方法，不作展开分析。对于这三个方法的具体操作，特别是PCR技术的内容，可以在以后的学习中另开专题重点分析。本段内容重点分析了限制酶的相关知识，限制酶不但是目的基因获取的重要工具，而且在基因表达载体构建过程中起重要作用。在此重点分析限制酶的作用，也是为下面内容的学习做好知识铺垫。
　　3.4  基因表达载体的构建    教师引导：目的基因片段不能稳定的独立遗传，要选择适合的载体将其导入受体细胞，基因工程中最常用的载体是质粒。在构建基因表达载体的过程中，要选择合适的限制酶来切割含目的基因的外源DNA和质粒。设计问题1：下图箭头表示EcoRⅠ的酶切位点，EcoRⅠ识别序列及切点为G/AATTC（PPT展示外源DNA和质粒上EcoRⅠ酶切位点的位置），若只使用EcoRⅠ一种限制酶切割外源DNA 和质粒，构建基因表达载体时，可以形成哪些连接产物？学生分组讨论，合作探究得出结论：质粒和外源DNA的自身环化；分子间任意连接； 质粒和目的基因反向连接；质粒和目的基因正向连接 。教师引导：使用一种限制酶切割，会产生这么多种连接产物，大大降低了目的基因和质粒的连接效率，如何解决这个问题？学生思考得出结论：选用两种限制酶进行切割。设计问题2：下图箭头表示两种限制酶的酶切位点，EcoRⅠ和Hind Ⅲ识别序列及切点分别为