本專題教材分析
一、 教學(xué)目的要求
知識(shí)方面
1.簡述基礎(chǔ)理論研究和技術(shù)進(jìn)步催生了基因工程。
2.簡述基因工程的原理及技術(shù)。
3.舉例說出基因工程的應(yīng)用。
4.簡述蛋白質(zhì)工程。
情感態(tài)度與價(jià)值觀方面
1. 關(guān)注基因工程的發(fā)展。
2. 認(rèn)同基因工程的應(yīng)用促進(jìn)生產(chǎn)力的提高。
能力方面
1.運(yùn)用所學(xué)DNA重組技術(shù)的知識(shí)，模擬制作重組DNA模型。
2.嘗試運(yùn)用基因工程原理，提出解決某一實(shí)際問題的方案。
3.通過討論、進(jìn)展追蹤等活動(dòng)，提高收集資料、處理資料、撰寫專題綜述報(bào)告的能力。
基因工程屬于生物科技前沿的內(nèi)容，這一專題的教學(xué)，首先要考慮基礎(chǔ)性。高中階段的教學(xué)不是培養(yǎng)專家，而是要全面提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，因此，著力點(diǎn)應(yīng)瞄準(zhǔn)對學(xué)生的發(fā)展起根本作用的知識(shí)、能力、思想情感上。忽視了這一點(diǎn)，而一味追求知識(shí)的深和透，就會(huì)本末倒置，影響學(xué)生的全面發(fā)展。
本專題教學(xué)的另一個(gè)重要原則就是要在學(xué)生原有的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上提升。違背了漸進(jìn)性，易使學(xué)生認(rèn)為“基因工程難學(xué)”而產(chǎn)生“危乎高哉”的想法，望而卻步。緊密聯(lián)系學(xué)生已有的經(jīng)驗(yàn)、生活閱歷，盡量緊密聯(lián)系必修課中的基礎(chǔ)知識(shí)，一步步引領(lǐng)學(xué)生登上這一科技前沿的舞臺(tái)，學(xué)生們才會(huì)心馳神往地投入到學(xué)習(xí)中來。
在學(xué)習(xí)本專題內(nèi)容時(shí)，不能忽視知識(shí)與能力、情感態(tài)度與價(jià)值觀的有機(jī)結(jié)合。情感態(tài)度與價(jià)值觀是學(xué)習(xí)的動(dòng)力，要利用國際上重大科技成果的素材，開闊學(xué)生的視野，增強(qiáng)他們奮發(fā)圖強(qiáng)的緊迫感；利用國內(nèi)重大科技成果的素材，培養(yǎng)他們自強(qiáng)不息的民族精神，從而喚起他們學(xué)習(xí)的積極性。
二、 教學(xué)內(nèi)容的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)
（一）教學(xué)內(nèi)容的特點(diǎn)
本專題的內(nèi)容由題圖、《科技探索之路》和四節(jié)內(nèi)容構(gòu)成。
題圖為學(xué)習(xí)者創(chuàng)設(shè)了一個(gè)意境。沃森和克里克對DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的重大發(fā)現(xiàn)和隨后的技術(shù)創(chuàng)新孕育了基因工程。在復(fù)制的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)上展示的轉(zhuǎn)基因工程菌、牛、羊、魚、番茄、甜椒、牽牛等，代表了基因工程在三個(gè)重要方面的研究成果：轉(zhuǎn)基因微生物、轉(zhuǎn)基因動(dòng)物和轉(zhuǎn)基因植物。在上述畫面的基礎(chǔ)上，點(diǎn)出基因工程的主題：“基因工程是按照人們的愿望，進(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)計(jì)，通過體外DNA重組和轉(zhuǎn)基因技術(shù)，賦予生物以新的遺傳特性，創(chuàng)造出更符合人們需要的新的生物類型和生物產(chǎn)品?！贝祟}圖不僅寓意深刻，且十分生動(dòng)。
《科技探索之路──基礎(chǔ)理論和技術(shù)的發(fā)展催生了基因工程》是正文的前奏曲。沒有基礎(chǔ)理論的研究成果，沒有技術(shù)方面的創(chuàng)新發(fā)明，基因工程不可能誕生，也不可能迅速崛起。其內(nèi)容分兩部分：一部分介紹基礎(chǔ)理論研究成果，一部分介紹在技術(shù)層面上發(fā)明的各種操作手段。編者精選這些最重要的成果，其目的是使學(xué)生從科技史實(shí)中，感悟創(chuàng)新是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的不竭動(dòng)力。
專題1基因工程本專題參考學(xué)時(shí)為7課時(shí)，其中第一節(jié)《DNA重組技術(shù)的基本工具》2課時(shí)；第二節(jié)《基因工程的基本操作程序》2課時(shí)；第三節(jié)《基因工程的應(yīng)用》2課時(shí)；第四節(jié)《蛋白質(zhì)工程的崛起》1課時(shí)。
對本專題的特點(diǎn)分析如下。
1.縱觀全章內(nèi)容──折射創(chuàng)新與發(fā)展的光輝
縱觀本章科技探索之路和四節(jié)內(nèi)容，鮮明揭示出理論創(chuàng)新、技術(shù)進(jìn)步是促進(jìn)基因工程問世和迅猛發(fā)展的主導(dǎo)因素。例如，在《科技探索之路》中，有關(guān)基礎(chǔ)理論研究，相關(guān)操作工具的發(fā)現(xiàn)，催生了基因工程。在《基因工程的基本操作程序》中，PCR基因擴(kuò)增技術(shù)的發(fā)明，又將基因工程提升到一個(gè)新階段。由于基因?qū)敕椒ǖ牟粩鄤?chuàng)新和完善，使基因工程技術(shù)在微生物、植物、動(dòng)物領(lǐng)域碩果累累。在《基因工程的應(yīng)用》中，不僅可以看到轉(zhuǎn)基因技術(shù)在微生物、植物、動(dòng)物中的應(yīng)用，而且看到這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到基因工程藥物治療、基因治療等醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域。在《蛋白質(zhì)工程的崛起》中，描述基因工程雖然碩果累累，但仍滿足不了日益發(fā)展的生活、生產(chǎn)的更多要求，從而崛起了第二代基因工程──蛋白質(zhì)工程?；蚬こ虖恼Q生到現(xiàn)在，時(shí)間雖短，但包括的內(nèi)容已折射出人類不斷開拓創(chuàng)新、不斷尋求發(fā)展的精神光輝。
2.透視字里行間──體現(xiàn)“科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)（STS）”教育思想
在科技探索之路──《基礎(chǔ)理論和技術(shù)的發(fā)展催生了基因工程》中，以精選的史實(shí)，說明了科學(xué)和技術(shù)的關(guān)系。在《DNA重組技術(shù)的基本工具》中，“工欲善其事，必先利其器”又一次說明科學(xué)和技術(shù)是一對孿生兄弟。在《基因工程的基本操作程序》中，目的基因獲取等一系列步驟，把社會(huì)需求、基礎(chǔ)理論和先進(jìn)技術(shù)融合在一起。在《基因工程的應(yīng)用》中，社會(huì)的需求推動(dòng)著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展；基因工程的迅猛發(fā)展，促進(jìn)了社會(huì)的不斷進(jìn)步。而《蛋白質(zhì)工程的崛起》一節(jié)說明，社會(huì)的更高需求召喚著科學(xué)、技術(shù)的再創(chuàng)新──第二代基因工程的崛起。
3.感悟呈現(xiàn)方式──體現(xiàn)“簡約、形象、誘思”原則
由于基因工程內(nèi)容上的“高”與“新”，處理不好，會(huì)提高學(xué)習(xí)難度，令學(xué)生視高科技為畏途，致使教學(xué)流于形式，為此，教材的編寫采用簡化手法，化復(fù)雜為簡約。在科技探索之路中，摘其基礎(chǔ)理論和技術(shù)創(chuàng)新中主要內(nèi)容呈現(xiàn)給學(xué)生，在《DNA重組技術(shù)的基本工具》中摘其基本工具介紹給學(xué)生。在《基因工程的基本操作程序》和《基因工程的應(yīng)用》中，呈現(xiàn)主干，割舍枝杈，將非主干內(nèi)容以資料卡、拓展視野等方法呈現(xiàn)，做到有主有次。
對于基因工程，學(xué)生接觸得少，為此，教學(xué)內(nèi)容的另一種呈現(xiàn)方式是形象化。在文字描述感到抽象時(shí)，課文中都配以插圖，力爭圖文并茂。對課文中難以理解的名詞、概念，通過打比方，使其“形象化”。例如，基因文庫中把基因組文庫比作國家圖書館，而把cDNA文庫比作某市圖書館，這樣便于學(xué)生理解和掌握。
“簡約”和“形象”不是為了降低學(xué)生智力參與的力度，恰恰相反，“簡約”給學(xué)生留有了思維的時(shí)間和空間?！靶蜗蟆睘閷W(xué)生左右腦協(xié)同思考創(chuàng)設(shè)了情境。為此，在本章教學(xué)內(nèi)容中，結(jié)合圖文，都提出了一些相應(yīng)的問題，誘導(dǎo)學(xué)生思考，從而把學(xué)習(xí)的注意力，從簡單的死記硬背引導(dǎo)到分析、批判、創(chuàng)新等有利于學(xué)生終身發(fā)展的能力上來。例如，在模擬制作中，通過提出問題，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步思考特定限制酶的功能、DNA連接酶的作用位點(diǎn)。又如，在學(xué)習(xí)限制酶時(shí)，提出“限制酶在原核生物中的作用”的問題，是為學(xué)生創(chuàng)設(shè)一個(gè)問題情境，從而為深入理解限制酶在生物體中的作用打開思路。
（二）教學(xué)內(nèi)容的結(jié)構(gòu)
科技探索之路──基礎(chǔ)理論和技術(shù)的發(fā)展催生了基因工程

三、 與學(xué)生經(jīng)驗(yàn)的聯(lián)系
報(bào)刊、雜志、廣播、電視等媒體都有基因工程技術(shù)的介紹。高中學(xué)生已經(jīng)或多或少了解一些基因工程的內(nèi)容，知道人的生長激素基因可在鯉魚中表達(dá)，使鯉魚生長迅速；知道寒冷水域中魚的抗寒基因可在植物中表達(dá)，從而培育出抗寒性能高的植物……由于基因工程的誕生，實(shí)現(xiàn)了在微生物、動(dòng)物、植物之間的基因交流，人類以前不能實(shí)現(xiàn)的種種奇思妙想將變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。在現(xiàn)實(shí)生活中，轉(zhuǎn)基因生物也來到了人們的身邊：超市中擺放著轉(zhuǎn)基因大豆榨出的油；大田里種植了轉(zhuǎn)基因的抗蟲棉；藥品商店出售著轉(zhuǎn)基因微生物生產(chǎn)的胰島素……可以說，以上內(nèi)容都是學(xué)生學(xué)習(xí)新知識(shí)可聯(lián)系的經(jīng)驗(yàn)。
還有一些必修課中學(xué)習(xí)過的知識(shí)可作為學(xué)習(xí)新知識(shí)的鋪墊。
在學(xué)習(xí)限制酶與DNA連接酶時(shí)，可與必修本中有關(guān)DNA結(jié)構(gòu)的知識(shí)緊密聯(lián)系。有了DNA結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)知識(shí)，才能較好地理解這兩種酶的功能。
在學(xué)習(xí)目的基因檢測時(shí)，可與必修本中DNA指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成的過程聯(lián)系。這樣學(xué)生才能理解，為什么要在三個(gè)層次上檢測：①檢測轉(zhuǎn)基因生物是否插入了目的基因；②檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出mRNA；③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)。
在學(xué)習(xí)基因組文庫時(shí)，可聯(lián)系必修本中人類基因組計(jì)劃的內(nèi)容，從而獲得一些感性認(rèn)識(shí)。而在學(xué)習(xí)cDNA文庫時(shí)，建議聯(lián)系DNA轉(zhuǎn)錄的有關(guān)知識(shí)：獲得mRNA后，以它為模板，反轉(zhuǎn)錄則可獲一條DNA單鏈，再以單鏈為模板合成雙鏈DNA。
在學(xué)習(xí)PCR擴(kuò)增技術(shù)時(shí)，可聯(lián)系必修本中的DNA復(fù)制的內(nèi)容。
在學(xué)習(xí)基因工程的應(yīng)用一節(jié)時(shí)，應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)聯(lián)系當(dāng)?shù)厣a(chǎn)、生活中的具體事例，引導(dǎo)學(xué)生思考用基因工程的方法解決實(shí)際問題。
四、 與其他專題的聯(lián)系
本專題多數(shù)內(nèi)容都與其他專題有緊密的聯(lián)系。關(guān)于轉(zhuǎn)基因生物，在學(xué)習(xí)技術(shù)知識(shí)的基礎(chǔ)上應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)《生物技術(shù)的安全性和倫理問題》專題?！杜咛スこ獭分杏嘘P(guān)胚胎移植技術(shù)的內(nèi)容，可使學(xué)生對培育轉(zhuǎn)基因動(dòng)物有更加透徹的理解。《細(xì)胞工程》中介紹植物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)，是目的基因?qū)胫参锛?xì)胞、培育轉(zhuǎn)基因植物的重要環(huán)節(jié)。另外，學(xué)習(xí)本專題內(nèi)容時(shí)，建議密切關(guān)注《生態(tài)工程》專題中呈現(xiàn)的生態(tài)環(huán)境問題，思考利用基因工程的方法，解決生態(tài)環(huán)境問題中常規(guī)技術(shù)難以解決的問題。

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