《拓展视野基因芯片技术与新药的开发》精品优质课教案设计

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本节课来自高中生物选修2 第1章第2节。选修2为我们提供了一个新的学习平台，使我们有机会从社会需求和应用的角度，来进一步理解生物科学和技术。其内容分别为：生物技术与人类健康、现代农业、工业和环境保护。本节是生物技术与人类健康中的第2节。基因诊断和基因治疗正在改变医学的面貌，并展示广阔的发展前景。本节课内容是生物学最前沿的技术，原理过程非常抽象，学生有限的认知范围内理解较难。因而，教学时间安排2课时，本节为第1课时为基因诊断和基因芯片。这两部分内容联系紧密，基因诊断是基因芯片的基础，基因芯片是基因诊断的发展。因而基因诊断侧重于原理阐述，而基因芯片主要体现与医学应用。

学情分析

【生命观念】

1）通过必修1第2章第3节学习，学生们认识到遗产信息的携带者是核酸。核酸包括了DNA和RNA两大类。绝大数遗传信息贮存在DNA中，部分病毒贮存在RNA。

通过必修1第6章第4节学习，学生们认识到有的细胞受到致癌因子的作用，细胞中遗传物质发生改变，就变成了不受机体控制的连续进行分裂的恶性增殖细胞——癌细胞。

通过必修2第3章学习，学生们知道了基因的本质。基因是具有遗传效应的DNA片段。DNA是由两条脱氧核苷酸链构成，碱基之间遵循碱基互补配对原则，遗传信息储存在不同的碱基排列顺序中。

通过必修2第4章学习，学生们理解了基因的表达。基因通过转录和翻译指导蛋白质的合成，然后基因通过控制蛋白质直接或间接的控制生物性状。

通过必修2第5章学习，学生们理解了基因突变及其他变异。DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失，从而引起基因结构的改变称为基因突变。

通过必修2第6章第2节学习，学生们掌握了基因工程是把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰和改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。限制酶能剪切DNA片段。

【理性思维和科学探究】

能应用类比的科学研究方法，较好的将已有知识迁移到同类型知识上，更好理解生物学中的核心概念。但迁移的能力有限。

能通过模拟实验，建立生物学相关模型；但过于复杂的模型建构能力不强。

能独立的通过互联网收集资料，简单处理资料，得到自己的结论，但分析资料、处理信息的能力有限。

能较好的与同伴交流、合作共同完成学习任务，且在学习中能听取他人观点，修正自己的观点。

【社会责任】

能意识到生命的珍贵，但面临困难时却很容易产生消极的情绪，缺乏积极寻找解决方案的意识。

能了解到生物科学与人们生活息息相关，认识到新生物技术能提高人们的生活质量，但较难认识到新技术的负面影响。

学科核心素养发展

1、生命观念

基因诊断技术是指用放射性同位素（如P）、荧光分子等标记的DNA分子做探针，利用DNA分子的杂交原理，坚定被检测样本的遗传信息，从而达到检测疾病的目的。其原理DNA分子杂交，工具为基因探针，过程包括：制备基因探针、提取目的基因、获得单链DNA PCR扩增DNA、 目的DNA与尼龙膜结合

探针与DNA杂交。其优点为客观、灵敏。

基因芯片是将大量特定序列的DNA片段（探针）有序地固定在尼龙膜上、玻片或硅片上，从而能大量、快速、平行地对DNA分子的碱基序列进行测定和定量分析。原理为DNA分子杂交，在医学方面的应用包括：发现疾病相关基因基因芯片可用于寻找和鉴定与疾病相关的基因；用于传染病的检测利用基因芯片可以准确而快速地检测传染病；基因芯片技术与医学行为的改变。

2、理性思维和科学探究

通过小组探究完成构建基因诊断模型，提高学生处理信息、分析信息、解决问题的能力。同时，提升学生的自我表达能力、小组合作能力和交流能力。

通过白板操作，提高学生多媒体应用能力。