人教2003课标版《科学前沿组装细胞》新课标优质课教案设计

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2、了解基因测序、大片段DNA的化学合成方法

3、讨论合成细胞技术对生态环境和人类社会的影响

3、学情分析

通过学习高中生物必修一的内容,学生已经熟知细胞是最基本的生命系统,所以合成生命首先就要合成最基本的生命---细胞,经过学习学生对细胞的基本结构和遗传物质已经有大体了解,这就为合成细胞的核心步骤合成基因奠定了知识基础,高中阶段学生的逻辑分析能力,抽象思维能力已经上一个台阶,这就合成细胞的程序的学习奠定了认知基础,细胞只能来源于先前存在的细胞,这是细胞学说的第三部分,但人工合成细胞可能打破这种学说,如何实现可引起学生的极大兴趣,为本节的学习奠定了动机基础。

4、重点难点

重点:合成细胞的大体思路

难点:DNA的结构、大片段DNA的化学合成

5、教学过程

5.1.1教学活动

活动1【导入】根据第一章学的细胞引导学生组装细胞需要哪些零件？

组成细胞的零件有很多，细胞膜、线粒体、高尔基体等，支原体是人类发现最小的原核生物，以他为例，对支原体进行研究，1990人类发现自然界中结构最简单的细胞是人体生殖道支原体细胞,基因组约有480个基因,而我们所熟知的大肠杆菌约有4000个基因。教师通过概念图和图片介绍支原体的结构、传播途径、引起人类的疾病。

活动2【讲授】人物介绍：克雷格·文特尔

克雷格·文特尔“人造生命之父”,基因测序领域的“科学狂人”。1946年出生于美国,加州大学圣迭戈分校生理学和药理学博士。1990年参与到总投资30亿美元的“人类基因组计划”的研究中,但中途退出,1998年创立“赛莱拉公司”,一人单挑6国科学家,仅用两年时间就完成了人类基因组序列的测定。“文特尔研究所”创始人,2003年合成噬菌体phi X174的DNA,2008年合成生殖支原体的基因组,2010年5月合成了包含110万个碱基对的丝状支原体基因组,然后将其移植到山羊支原体细胞中,创造了第一个“人造细胞”。美国国家科学奖获得者,2007-2008年,连续两年入选《时代周刊》“全球最具影响力100人”榜单。2013年,被《前景》杂志评选为“最伟大思想家”。

(教学意图:通过人物介绍更进一步引起学生兴趣与好奇心,增强后续学习的动机)

活动3【讲授】人工合成细胞的基本程序

问题:了解了文特尔其人及其工作后,合成细胞到底是怎样进行的呢?通过阅读书本课后的材料---科学前沿,组装细胞,假如你是科学家请尝试说出合成细胞的大体思路。

学生分组阅读课后阅读材料,请学生代表尝试说出合成细胞的大体思路。

教师总结学生代表所说出的思路,引导归纳出合成细胞的大体程序:

寻找自然界中最简单的细胞,找到最少的基因,人工合成细胞,包裹细胞膜,检测

(教学意图:引导学生阅读材料,通过角色扮演总结归纳出合成细胞的大体思路,培养学生筛选信息,总结归纳能力)

活动4【讲授】寻找最少的基因

教师通过常见生物果蝇的染色体,通过简单模型来介绍基因、DNA、染色体的关系

学生尝试找出规律:一条染色体上有许多个基因,基因在染色体上呈线性排列

教师展示DNA分子的结构模式图,解析碱基和DNA分子中所蕴含的遗传信息的关系

学生明确基因中碱基的排列顺序代表着遗传信息