用核心概念构建高三生物复习课


龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 用核心概念构建高三生物复习课 作者:陶杨娟 来源:《中学生物学》2015 年第 03 期 摘 要 叙述了在新课程改革背景下,教师应关注高考对学生的能力要求,稳步提高学生的 学科素养。生物核心概念是学生学习生物的基础,也是学生科学素养的有机组成部分。并以抗 除草剂转基因大豆的研制过程为教学情景,以基因工程的基本操作步骤为主线,将基因工程与 DNA 结构、DNA 功能、遗传变异、细胞工程等内容有机串联起来,凸显“基因克隆”“重组 DNA”“细胞克隆”和“克隆繁殖”等核心概念的构建和学习。 关键词 基因工程 核心概念 生物学教学 中图分类号 G633.91 文献标识码 B 高三复习课中,学生普遍存在这样的问题:基础知识比较扎实全面,但对一些综合性较高 的题目,却不知道如何解答。产生这种现象的原因之一是部分学生习得的生物学知识是碎片化 的,当他们将基础知识转化为解决实际问题的时候,就会暴露出欠缺的应用能力。笔者尝试在 高三生物复习课中多次运用核心概念组织教学,不仅可以加深学生对核心概念的理解,也可以 帮助学生整合不同概念之间的联系,学习效果较优。下面以基因工程为例,介绍如何以核心概 念为中心构建高三生物复习课的有效策略。 “基因工程”专题为浙科版选修 3 第一章内容,知识涉及面广而深,既包括 DNA 结构、功 能和遗传变异等必修 2 重点知识,又包括胚胎工程、细胞工程等选修 3 的重难点。这些都是高 考的重点内容。通过核心概念构建基因工程专题的复习,既能达到使学生重组该专题分散知识 点,又能起到对重难点知识进行强化整合。 1 找准节点,准确连接 “基因工程”一节涉及到的核心概念比较多,教师可以基因工程基本操作步骤为主线,找准 节点后再行连接。 教师在设计复习方案时,可以问题驱动的形式帮助学生回忆知识,即将陈述式的核心概念 转换成问题的形式,而这些问题的答案直接指向核心概念。例如,教师先向学生呈现抗除草剂 大豆及以其为原料制成的大豆油图片,并提出:“如何使大豆植株具有抗除草剂的特性?”这 时,大多数学生会不假思索地将选修 3 中的基因工程基本操作的 5 个步骤背下来。教师可组织 学生构建基因工程基本操作程序,勾勒出大致框架,并追问:“如果对目的基因及其编码的蛋 白质相关信息一概不知时,那么如何从矮牵牛基因组中分离出抗除草剂基因?挑选出含有重组 DNA 分子的大豆细胞后,分别接种到各液体培养基中,如何检测和鉴定目的基因是否成功表 达?”多数学生设计的方案可行性比较强:将一定浓度的除草剂加入到各培养液中,观察细胞 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 能否存活。第一个问题指向基因文库的建立,蕴含了基因克隆的思想。第二个问题指向基因表 达的检测,涉及到细胞克隆、DNA 复制和基因表达的相关内容。 然后,教师指导学生对这部分内容进行核心概念的初步构建(图 1)。 2 深度挖掘,整合扩增 教师从已构建的核心概念图开始,一步步进行扩增,使分支越来越多,层次越来越深,内 容越来越丰富,经过学生自己的加工整理,最终自主建立起完整的知识体系,有助于学生进一 步掌握知识,为拓展其思维打下良好基础。教师继续以问题驱动形式,引导学生主动构建完整 的知识体系。 问题 1:生产能抗除草剂的转基因大豆例子中,目的基因、载体、受体细胞分别是什么? 学生通过回忆基因工程的基本步骤,便可得出“让人们感兴趣的基因在宿主细胞中稳定和 高效地表达”的基因工程基本原理,并构建重组 DNA 分子是基因工程的核心。此时,教师因势 利导,继续追问。 问题 2:目的基因能与载体连接起来的结构基础是什么?目的基因能在受体细胞中表达的 原因又是什么? 这两个问题引导学生的思维深入到分子水平,分析 DNA 分子的结构和特点以及 DNA 分 子复制和表达的相关原理和过程。学生从而领悟:DNA 是生物主要遗传物质、DNA 分子化学 组成和结构的确立以及遗传信息传递方式的认定是基因工程的理论基础。教师可在此基础上继 续提问:磷酸和脱氧核糖交替连接排在 DNA 双链中的什么位置?碱基处于什么位置?碱基之 间的互补关系是什么?这一系列问题直接指向基因工程的 3 类工具——DNA 连接酶、限制性 核酸内切酶和载体的作用和特点及它们对基因工程的意义,从而对核心概念进行深化。 问题 3:培育成的抗除草剂大豆植株的每个体细胞中都含有抗除草剂基因吗?如果取抗除 草剂大豆植株的根尖组织进行组织培养,能获得跟亲本几乎完全相同的抗除草剂大豆植株,为 什么?为什么无性繁殖会有这样的特点…… 这样,在教师不断的追问下,学生的思维活动便沿着“无性繁殖→有丝分裂→染色体 →DNA→基因→遗传信息”的路径演练,教师再结合问题 2 对 DNA 结构知识的深化铺垫,提 炼出以下核心概念:DNA 是生物遗传的功能单位;基因是控制生物性状的功能单位;生物遗 传的实质是遗传信息的传递;遗传信息以特定的核苷酸的排列顺序表示;遗传信息通过 DNA 分子复制在亲、子代间进行传递,通过转录和翻译在细胞或个体上得以表达。 问题 4:筛选含目的基因的受体细胞和鉴定目的基因是否成功表达的常用方法有哪些? 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 前者常用的筛选方法有抗性基因插入失活选择法、酶切与凝胶电泳结合法、探针杂交法 等,教师向学生呈现 DNA 凝胶电泳图,用质粒图谱和酶切图解的形式向学生解释 DNA 凝胶 电泳图条带分布的原因,旨在训练学生获取信息和综合分析能力,加深对 DNA 结构及特点的 理解。后者常用的鉴定方法有免疫化学检测法和个体水平检测法等,教师要着重强调生物学中 的结构决定功能的辩证唯物主义观,使学生实现情感价值观的升华。 问题 5:培育抗除草剂大豆植株的过程中,涉及到哪些生物技术?如果是生产转基因动物 呢?参照转基因植物的生产流程图,尝试画出生产转基因动物的流程图;解释“植物组织培养 技术可以保持优良品

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