教师姓名 | 刘静 | 学校名称 | 贵阳市第十四中学 |
微课名称 | 基因工程的工具 | 视频长度 | 5min | 录制时间 | 2017年8月 |
知识点来源 | 学科：生物 年级：高一 教材版本： 人教版必修二《遗传与进化》 |
知识点描述 | “基因工程的工具”是人教版高中生物学教材《遗传与进化》第6章第2节“基因工程及其应用”的内容。基因工程是学生进入高中以来第一次接触生物工程方面的内容，“基因工程的工具”这部分知识抽象、易混淆，需要学生较强的空间想象能力。 |
教学目标 | 知识目标：阐述基因工程的基本工具； 能力目标：通过观看微课和动手构建模型，培养学生的观察能力、动手实践能力，增强学生自主学习能力和获取新知识的能力；通过小组讨论，锻炼学生良好的语言表达能力和分析解决问题的能力； 情感态度与价值观目标：使学生认识到基因工程可以使人类按照自己的意愿定向地改造生物，培育出新物种。 |
适用对象 | 高一 学生 |
微课类型 | ■知识点讲解 □试题剖析与指导 □专题讲解 □任务布置 □拓展资料 □其他 |
微课用途 | ■课前预习 □课上自学 □课后复习 □其他 |
设计思路 | “基因工程及其应用”所需学习的内容较多且较复杂，教师可以制作2个微课，一个讲解基因工程的操作工具，一个讲解基因工程的操作过程，突破教学难点。本微课讲解基因工程的操作工具。学生之前学习了杂交育种、诱变育种的基本原理，但是，与之前涉及的杂交育种、诱变育种相比，基因工程育种实现了跨越种间的优良性状组合。高中阶段不可能直接让学生进行分子水平的生物工程实验，所以通过微课来讲解操作工具的作用特点。微课的内容尽量用生活化的语言、打比喻的方式和动画教学，使教学更加形象化。学生结合学习单的问题学习，运用任务驱动式学习方法，层层剥茧，化难为易，突破学习难点。 |
教 学 过 程 |
| 内 容 | 时间 |
一、片头（30秒以内） | 人教版必修二第六章第二节基因工程及其应用 知识点：基因工程的工具 | 8秒 |
二、正文讲解 （8分钟左右） | （一）基因工程的原理： 图中的生物是什么？怎么产生？基因工程。生物体外对DNA分子进行定向改造并转移，就像器官移植一样，不同之处是：器官移植是从个体到个体，而基因工程工程是从细胞到细胞，且在DNA水平上进行操作，使操作更加精细。那么，人的基因“嫁接”到大肠杆菌体内需要哪些操作工具呢? 用基因的“剪刀”切割胰岛素目的基因和运输工具；并用基因的“针线”把目的基因和运输工具缝合起来；再通过运输工具把目的基因导入受体细胞。这三种工具的作用特点是什么呢？下面来学习。 | 39秒 |
（一） 基因的“剪刀”——限制性核酸内切酶 生物学上获取目的基因的“剪刀”是限制性核酸内切酶，简称限制酶。已经发现的限制性核酸内切酶有4000多种，酶具有专一性，限制酶只能特定的识别脱氧核苷酸序列，并作用于特定的切点。如EcoRⅠ酶，只能专一性识别GAATTC这一特定的碱基序列，只能作用于特定的核苷酸之间，即作用于碱基G和A之间的磷酸二酯键，使其断裂，同时连接碱基对的氢键不稳定，断裂。磷酸二酯键相当于木梯子的扶手，而氢键相当于踏板。这样一个DNA片段就被限制酶切割形成了三个片段，得到的目的基因有两个黏性末端。 值得注意的是，哪怕来源不同的DNA，只要被同种限制酶识别切割，得到的黏性末端可以相互粘合。如何将目的基因导入受体细胞，如导入到大肠杆菌细胞中的呢？需要分子运输车——基因的运载体 | 1分20秒 |
（二） 分子运输车——基因的“运载体” 常用的运载体有质粒、动植物病毒、噬菌体。质粒存在于许多细菌以及酵母菌等生物中，是细胞核或拟核外能够自主复制的环状DNA分子，能在宿主细胞内复制并稳定地保存，具有多个限制酶切点，还具有某些标记基因用于检测目的基因是否被送入受体细胞。 可是，目的基因如何与运载体连接呢？以质粒运载体和胰岛素基因为例，用EcoRⅠ酶切割人体DNA，得到有两个黏性末端的胰岛素目的基因，再用同种限制酶切割大肠杆菌质粒，也得到两个黏性末端，两个DNA片段的黏性末端可以相互粘合。但是，这种粘合只能使互补的碱基连接起来，而DNA骨架上的缺口，还需要基因的“针线”缝合。 | 1分12秒 |
（三） 基因的“针线”——DNA连接酶 你知道基因的“针线”缝合的位点在哪里吗？那就是，脱氧核糖和磷酸交替连接而构成的DNA骨架上的缺口，这样就把两个来源不同的DNA分子重组在一起了。 接下来，我们来回顾胰岛素基因连接到质粒环上的过程。用EcoRⅠ酶切割得到目的基因，用同种限制酶切割质粒，得到两个黏性末端，胰岛素基因末端和质粒末端，相互粘合，但DNA骨架上的缺口还需要DNA连接酶缝合，这样就形成了重组的DNA分子。 | 1分24秒 |
三、结尾 （30秒以内） | 那么，基因工程的操作步骤是怎样的呢？请阅读教材及观看另一个微视频继续学习。 | 18秒 |
教学反思 | 微课学习激发了学生学习兴趣，帮助学生牢牢记住本课的重点知识，也达到了启发学生的目的。学生课前学习微课，课堂上表演、评价热情高涨，利用新知识讨论、解决问题，创造“我要学”“我想学”“我能能学”的积极教学气氛。课堂上平时不太发言的学生，不注意听讲的学生都积极发言。微课实践时的学生反应和效果及学生反馈回来的信息表明，教学效果较好，基本能达到相应的教学目标和教学效果。 |
