科学前沿 组装细胞教学设计案例

生物（必修①）《科技前沿

组装细胞》教学设计

课题

年级

科技前沿

组装细胞

高一

课型

新授课

课时

第1(共1)

课时

时间

2018/9/20 教学目标

联系所学知识，了解科学过程没有终点，现代科学生机勃勃。使学生不应该仅仅了解科学的过去，更重要的是接触现代科学的许多生长点，以此唤起一代新人的努力。使学生感受到现代生命科学不息的脉动，把今日的学习融合到促进生命科学未来发展的事业中去

聚焦新知识——组装细胞，培养学生运用知识的能力

聚焦新知识——组装细胞，培养学生运用知识的能

讲授法，谈话法

教学重点

教学难点

教学方法

教学过程：

1、引入：

我们已经学习了第一章《走进细胞》的内容。这节课我们来了解一项前沿科技——组装细胞。

2、

讲授新课

⑴细胞是一个统一的整体。联系你所学的有关细胞的知识，想一想：你想组装什么细胞（真核/原核、动物/植物）？需要用到哪些零件（细胞结构）？

小组讨论：如何判断是否已经成功组装了细胞？（可以独立生活、生长和繁殖）

自然界的细胞无法满足人类生产生活的全部需要，你能赋予组装细胞一种新的功能吗？

若想创造一种新的细胞，需要从根本上改造哪种物质？

⑵展示介绍：克雷格·文特尔创立赛莱拉基因公司要在无政府投资条件下早于多国合作小组完成人类基因组计划

，将人类基因组图谱申请成专利，靠垄断人类基因组信息来谋利。

介绍：独特快速的基因测序方法：霰弹枪（鸟枪法）测序法。即将基因组打断为数百万个

DNA 片段，每个片段都可以同时解码，然后利用计算机处理这些琐碎数据，拼接成完整的基因组序列。

克雷格·文特尔：创造一种新类型的支原体（它是人类已发现的最小原核生物，其大小介于细菌和病毒之间。

它结构非常简单，其基因组仅有480个基因），这种新

生命可以生产出一种更新和更清洁的能源。

小组讨论：1.当时科学家能够合成长度为5000个碱基对的DNA片段，而文特尔估计最小支原体的DNA的碱基对比这要多100倍，怎样合成支原体的DNA？

2.怎样给DNA分子包上细胞膜？

⑶阅读课本P12-13

展示扩展资料：

思考

1.当时科学家能够合成长度为5000个碱基对的DNA片段，而文特尔估计最小支原体的DNA的碱基对比这要多100倍，文特尔想怎样人工合成支原体DNA? 2.怎样给DNA分子包上细胞膜也是一个难题，文特尔想如何解决这一问题？

3.文特尔等人的工作和设想是否具有科学性？

拓展：随机往支原体的基因插入一段DNA序列，使原来的基因失活——原本的“代码”被打乱。之后，他们将处理后的菌株培养40代，最终收集得到菌落，对第一代和最后一代分别测序。

一种情况是：一个基因同时在第一代和最后一代都“健在”——“必需基因”

另一种情况是：一个基因在第一代和最后一代都是失活的——“非必需基因”

扩展资料：在细菌中，存在这样一种情况：比如细胞携带两个基因，A和B，它们都可以合成糖分。无论缺失了A或B，尚存另外一个同伴都会完成“逝去者”的任务——在这种情况下，A或B很容易被各自当成无关紧要的基因。但当A和B同时不在时，糖分的生产可就成了大问题了。

2010年5月20日，美国文特尔研究所宣布世界首例人造生命诞生。起名“辛西娅”（Synthia，意为“人造儿”)。这是一种完全由人造基因控制的单细胞生物，被科学家称之为地球上第一个能自我复制的人造物种，其‘生身父母’是计算机。

这项里程碑意义的实验表明，新的生命体可以在实验室里“被创造”，而不是一定要通过“进化”来完成。

提问：“辛西娅”是真正意义上人造生命吗？

（不是真正意义上的人造生命：文特尔自己解释说，这不是彻底人工制造一个全新的生物，而是在更大程度上对一种生命体的改造。不过他认为，这项研究可以从根本上加深对细胞生存最关键条件的理解。如果初步实验取得成功，那么后续的工作就是不断为其增加新的功能。）

思考：

议一议：

如果中国要大范围制造和利用人造生命，你会投赞成票还是反对票？

反对方：人造的有机体如果扩散到自然界，引发生物基因变化，有可能造成环境灾难，它们还有可能被用来制造生物武器。有人称无论如何人类都不可以充当“造物主”，更没有资格像“上帝”或诸神一样创造生命。

支持方：有人称赞文特尔的研究具有划时代的意义，“这项研究成果可以彻底平息有关生命到底需不需要特殊力量才能被创造和生存下来的争论，甚至可以颠覆人类长久以来对于生命本质的看法，让人们重新审视自身和人类在宇宙中的地位，其深远意义堪比伽利略、哥伦布、达尔文和爱因斯坦等先贤对人类发展做出的贡献。”



世界首例人工创建单条染色体的真核细胞在中国诞生。该成果于北京时间2018年8

月2日在国际知名学术期刊《自然》在线发表。

3、

播放：合成生物学发展趋势和前景

教学反思：

1、在教学过程中，设计了层层相扣的问题情景，让学生不断思考、讨论，达到良好的教学互动的场面，也从而制造了起伏不定的教学氛围，让学生乐而不惫的投入学习活动当中，培养学生的自主学习的习惯，增强学生积极参与课堂教学的积极性，同时也提高了课堂的教学效率。

2、整节课紧凑有序地进行着教学设计当中的教学活动，同时也灵活把握课堂中学生的自主猜想的问题，并能够尊重学生，一起与学生探研究、讨论是否正确，这样学生才更愿意，更积极参与你的教学活动。

3、学生的自主性还有待提高，教学过程中还可以再放开一点，让学生再自主一点。

4、学生在探究过程中还不够大胆，在引导学生回答问题时，如何设计问题，让学生能更准确捕获信息去思考以及回答问题，这需要在以后教学过程进一步思考与探索