2020年高考生物创新实验-基于核心素养的探究实验——设计实验鉴定转基因大肠杆菌
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2025年高考生物复习新题速递之基因工程(2024年9月)一.选择题(共18小题)1.关于“DNA的粗提取与鉴定”实验,下列说法错误的是()A.过滤液沉淀过程在4℃冰箱中进行是为了防止DNA降解B.DNA既溶于2mol/LNaCl溶液也溶于蒸馏水C.粗提取的DNA中含有核蛋白、多糖等杂质D.将粗提取的DNA溶于2mol/LNaCl溶液中,加入二苯胺试剂DNA被染成蓝色2.大肠杆菌经溶菌酶和洗涤剂处理后,拟核DNA就会缠绕在细胞壁碎片上,静置一段时间,质粒分布在上清液中,利用上述原理可初步获得质粒DNA。
用三种限制酶处理提取的产物,电泳结果如图所示。
下列关于质粒的粗提取和鉴定的叙述不正确的是()A.提取DNA时可加入酒精,使溶于酒精的蛋白质等物质溶解B.将提取的DNA溶于2mol/LNaCl溶液后;可用二苯胺试剂进行鉴定C.电泳鉴定DNA利用了DNA在电场中会向着它所带电荷相反的电极移动的原理D.根据电泳结果,质粒上一定没有限制酶Ⅰ和Ⅱ的切割位点,而有限制酶Ⅲ的切割位点3.某同学拟用限制酶(酶1、酶2、酶3和酶4)、DNA连接酶为工具,将目的基因(两端含相应限制酶的识别序列和切割位点)和质粒进行切割、连接,以构建重组表达载体。
限制酶的切割位点如图所示,下列分析合理的是()A.可选择酶3切割质粒和目的基因,再用E.coliDNA连接酶连接B.可选择酶2和酶4切割质粒和目的基因,再用E.coliDNA连接酶连接C.可选择酶2切割质粒、酶4切割目的基因,再用E.coliDNA连接酶连接,连接后的片段仍能被酶2和酶4切割D.为了让重组表达载体的构建合理且高效,可用酶1和酶2切割质粒和目的基因,再用T4DNA连接酶连接4.将马铃薯胰蛋白酶抑制剂基因PinⅡ导入杨树细胞,培育成了抗虫杨树。
如图表示含目的基因的DNA 分子和农杆菌质粒,图中Amp r表示氨苄青霉素抗性基因,Neo r表示新霉素抗性基因,箭头表示识别序列完全不同的几种限制酶的切割位点。
藏躲市安详阳光实验学校基因的表达(30分钟100分)一、选择题(共8小题,每小题6分,共48分)1.(2020·保定模拟)在噬菌体侵染大肠杆菌过程中,下列相关叙述不合理的是( )A.遗传信息的传递方式有DNA→DNA、DNA→RNA→蛋白质B.不同的脱氧核苷酸序列代表的遗传信息不同,但可表达出相同的蛋白质C.基因表达的过程就是蛋白质合成的过程D.遗传信息传递发生在生物大分子之间【解析】选C。
噬菌体侵染细菌的实验中,遗传信息的传递有DNA的复制、转录、翻译,A正确;因为密码子的简并性,不同的脱氧核苷酸排列顺序可能表达出相同的蛋白质,B正确;基因表达的过程包括转录和翻译,因此不能说基因的表达过程就是蛋白质的合成过程,C错误;遗传信息的传递发生在生物大分子之间,核酸和蛋白质都是生物大分子,D正确。
2.(2019·北京模拟)下图分别表示人体细胞中发生的3种生物大分子的合成过程。
下列说法正确的是( )A.DNA聚合酶和RNA聚合酶的结合位点分别在DNA和RNA上B.在浆细胞中②过程转录出的α链一定是合成抗体的mRNAC.①过程多个起始点同时进行可缩短DNA复制时间D.③过程只发生在位于细胞质基质中的核糖体上【解题指南】本题综合考查DNA的复制、转录和翻译的过程。
图①中是以DNA 分子的两条链作为模板合成子代DNA分子的过程,该过程表示DNA分子的复制;图②中是以DNA分子的一条链为模板合成RNA的过程,该过程表示转录;图③过程表示发生在核糖体上的翻译过程。
【解析】选C。
DNA聚合酶和RNA聚合酶的结合位点都在DNA上,A错误;在浆细胞中可以表达多个基因,②过程转录出的α链不一定是合成抗体的mRNA,B错误;①过程多个起始点同时进行可缩短DNA复制时间,提高复制效率,C正确; ③过程可以发生在位于细胞质基质和线粒体中的核糖体上,D错误。
3.如图为人体某种遗传病的产生机理示意图,据图分析,以下说法正确的是( )A.图中a、b、c分别为DNA、mRNA、蛋白质,过程①和②分别表示转录和翻译B.过程①需要RNA聚合酶的催化,该酶与RNA一端的特定序列相结合C.由图可知,翻译过程中,核糖体沿着mRNA由左向右移动D.该图体现了基因通过控制蛋白质结构直接控制生物的性状【解析】选D。
以课题设计为依托提高学生生物学核心素养李娜(山东省日照第一中学,山东日照276800)核心素养是指在课程学习过程中,学生应具备的、能够适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力。
它是国家教育目标的具体化,是课程标准制定的根本依据,是教育教学过程中三维目标对学生的综合体现。
《高中生物学课程标准(2017年版)》指出:生物学学科核心素养是学生在生物学课程学习过程中逐渐发展起来的,在解决真实情景中的实际问题时所表现出来的价值观念、必备品格与关键能力,是学生知识、能力、情感态度与价值观的综合体现[1]。
生物学核心素养包括四个内容:生命观念、理性思维、科学探究、社会责任。
核心素养的培养已成为新一轮课程改革的新指向,也为新一轮课程改革提供了新动力。
本文中我们结合“对照实验和对比实验”,引导学生通过设计相关课题,深刻理解两类实验的异同,重点培养学生的核心素养里的理性思维和科学探究。
一、紧扣教材,理解概念(一)对照实验人教版高中生物学教材中对照实验的定义是,“除了一个因素以外,其余因素都保持不变的实验叫对照实验”。
在中学阶段,对照实验可以分为空白对照、自身对照、相互对照和条件对照(包括阳性对照和阴性对照)[2]。
前三类实验比较好区分,教学过程中可以每类实验选择一个实验来讲解,例如空白对照实验———“比较过氧化氢在不同条件下分解”,自身对照实验———“观察植物细胞的质壁分离和复原”,相互对照实验———“探究温度对唾液淀粉酶活性的影响”。
条件对照相对难理解,是指为了更好地证实某一实验因素的作用,在空白对照组的基础上,再设置一组或多组对照,给实验对象某种实验处理,这种实验处理的结果是已知的,因此实验结束后通过比较实验组和条件对照组来判断实验因素的作用。
与单独的空白对照实验相比,条件对照能够更好地反映定性和定量实验因素的作用效果。
根据实验处理效果,可以把条件对照分为阳性对照和阴性对照。
阳性对照指的是100%会出现预期实验结果的对照组,而阴性对照是指100%不会出现预期实验结果的对照组。
专题04 生物变异类型的判断目录导航一、真题考法归纳考法01 借助基因突变实质考查生命观念考法02 借助细胞癌变的原理、特点考查科学探究考法03 借助染色体组的概念和特点考查生命观念考法04 借助生物育种原理考查社会责任新考法借助变异类型判断考查科学探究(三体定位和单体定位)二、常考热点实验梳理三、实验热点专练四、实验命题预测链合成提前终止。
科研人员成功合成了一种tRNA(sup—tRNA),能帮助A基因第401位碱基发生无义突变的成纤维细胞表达出完整的A蛋白。
该 sup—tRNA对其他蛋白的表达影响不大。
过程如下图。
下列叙述正确的是()A.基因模板链上色氨酸对应的位点由UGG突变为UAGB.该sup—tRNA修复了突变的基因A,从而逆转因无义突变造成的影响C.该sup—tRNA能用于逆转因单个碱基发生插入而引起的蛋白合成异常D.若A基因无义突变导致出现UGA,则此sup—tRNA无法帮助恢复读取【答案】D【解析】基因是有遗传效应的DNA片段,DNA中不含碱基U,A错误;由图可知,该sup-tRNA 并没有修复突变的基因A,但是在sup-tRNA作用下,能在翻译过程中恢复读取,进而抵消因无义突变造成的影响,B错误;由图可知,该sup-tRNA能用于逆转因单个碱基发生替换而引起的蛋白合成异常,C错误;若A基因无义突变导致出现UGA,由于碱基互补原则,则此sup-tRNA 只能帮助AUC恢复读取UAG,无法帮助UGA突变恢复读取,D正确。
2.(2021·浙江·统考高考真题)α-珠蛋白与α-珠蛋白突变体分别由141个和146个氨基酸组成,其中第1~138个氨基酸完全相同,其余氨基酸不同。
该变异是由基因上编码第 139个氨基酸的一个碱基对缺失引起的。
该实例不能说明()A.该变异属于基因突变B.基因能指导蛋白质的合成C.DNA片段的缺失导致变异D.该变异导致终止密码子后移【答案】C【解析】该变异是由基因上编码第139个氨基酸的一个碱基对缺失引起的,故属于基因突变,A不符合题意;基因结构的改变导致了相应蛋白质的改变,说明基因能指导蛋白质的合成,B 不符合题意;分析题意可知,该变异发生了一个碱基对的缺失,而非DNA片段的缺失,C符合题意;α-珠蛋白与α-珠蛋白突变体分别由141个和146 个氨基酸组成,说明变异后形成的蛋白质中氨基酸数目增多,可推测该变异导致终止密码子后移,D不符合题意。
三、核心素养之科学探究概念内涵“科学探究”是指能够发觉现实世界中的生物学问题,针对特定的生物学现象,进行视察、提问、试验设计、方案实施以及对结果的沟通与探讨的实力。
学生应在探究过程中,逐步增加对自然现象的新奇心和求知欲,驾驭科学探究的基本思路和方法,提高实践实力;在探究中,乐于并擅长团队合作,勇于创新。
练习提升1.丙脂草醚是一种除草剂,探讨者利用洋葱根尖为试验材料,开展了丙脂草醚对植物细胞分裂影响的试验探讨。
下图为显微镜下视察到的部分细胞图像。
下列有关叙述正确的是( A )A.图中A箭头所指细胞处于有丝分裂的后期,此时期伴随着姐妹染色单体的分开B.图中B箭头所指细胞处于有丝分裂的中期,染色体数与DNA分子数之比为1∶1 C.在分裂期的细胞中,若中期细胞数比例增加,则丙脂草醚抑制了纺锤丝的形成D.对根分生区细胞进行解离、漂洗、染色和制片后,再从盖玻片一侧滴加丙脂草醚【解析】图中A箭头所指细胞处于有丝分裂的后期,此时细胞中染色体的着丝粒分裂,细胞中染色体数目短暂加倍,A正确;图中B箭头所指细胞处于有丝分裂的中期,此时细胞中每条染色体含有2个DNA分子,即细胞染色体数与DNA分子数之比为1∶2,B错误;在分裂期的细胞中,若中期细胞数比例增加,则可推想丙脂草醚抑制了着丝粒的分裂,C错误;对根分生区细胞进行解离、漂洗、染色和制片后,再从盖玻片一侧滴加丙脂草醚没有效果,无法达到探究的目的,因为此时细胞已经死亡,D错误。
故选A。
2.用转基因技术将抗虫基因A和抗除草剂基因B胜利导入植株W(2n=40)的染色体组中。
植株W自交,子代中既不抗虫也不抗除草剂的植株所占比例为1/16。
取植株W某部位的一个细胞放在相宜条件下培育,产生4个子细胞。
用荧光分子标记追踪基因A和B(基因A 和B均能被荧光标记)。
下列叙述不正确的是( C )A.若某细胞有4个荧光点,则可能是处于减数其次次分裂细胞B.若4个子细胞都含有2个荧光点,则取材部位可能为根尖分生区C.若4个子细胞分别含1、1、1、1个荧光点,则细胞分裂过程中没出现过四分体D.若4个子细胞分别含2、1、1、0个荧光点,则细胞分裂过程中发生过基因重组【解析】胜利导入后产生的子代中既不抗虫也不抗除草剂的植株所占比例为1/16,相当于两对基因都是杂合子的个体自交后代中的隐性性状的个体,说明两个目的基因导入了两条非同源染色体上,若某细胞有4个荧光点,则可能是A和B同时存在的处于减数其次次分裂细胞,A正确;若4个子细胞都只含有2个荧光点,说明子细胞都含有A和B,而且进行的是有丝分裂,取材部位可能为根尖分生区,B正确;若4个子细胞分别含1、1、1、1个荧光点,说明每个细胞只有一个基因,说明进行的是减数分裂,则细胞分裂过程中出现过四分体,C错误;若4个子细胞分别含2、1、1、0个荧光点,说明有一个细胞同时含有A 和B,两个细胞只有A或B,一个细胞没有A和B,说明进行的是减数分裂,则细胞分裂过程中发生过基因重组,D正确。
核心素养导向下的高中生物教学问题情境创设教学情境一:生物实验室在高中生物实验课上,老师正在指导学生进行一项实验,内容是探究植物光合作用的速率与温度的关系。
每组学生都有一株水稻植物,他们将在不同温度条件下观察植物的光合作用速率。
实验进行到一半时,突然出现了一个问题:有一组学生在实验过程中的温度变化了,而且不是按照实验步骤进行的。
老师该如何处理这个教学情境?教学情境二:关于基因突变的讨论在生物课上,老师提出一个问题:如果人类身体细胞在分裂过程中发生了基因突变,会对个体产生怎样的影响?学生们开始展开讨论,有的同学提出这种基因突变可能导致疾病的发生,有的同学则认为这种基因突变可能会对后代产生影响。
在讨论中,有的学生对基因突变的概念理解还有些偏差,他们认为基因突变是一种正常现象,和基因突变可能会导致疾病的观点产生了冲突。
老师应该如何引导学生进行正确的讨论和理解?教学情境三:生物多样性的保护在生物课上,老师提出了一个话题:如何保护地球上的生物多样性?学生们开始进行讨论,有的同学提出应该建立自然保护区,有的同学提出应该加强对野生动植物的保护,还有的同学提出应该倡导节约资源的生活方式。
在讨论过程中,有的同学关注的是保护措施的具体操作方法,有的同学则更关注保护措施的效果和意义。
老师应该如何引导学生达成一个共识,并且扩展他们的思维,使他们能够理解生物多样性保护的深层含义?教学情境四:生物技术的应用在生物课上,老师提出了一个问题:生物技术在人类生活中的应用有哪些?学生们开始进行讨论,有的同学提出了转基因作物的种植,有的同学提出了克隆技术在医学领域的应用,还有的同学提出了基因编辑技术在遗传疾病治疗方面的应用。
在讨论过程中,有的同学对生物技术的应用缺乏了解,他们提出的观点并不准确。
老师应该如何引导这些学生从正确的角度理解生物技术,并且拓展他们的知识,使他们能够全面了解生物技术的应用领域和意义?教学情境五:探索生物领域的未知在生物课上,老师提出了一个问题:人类对某些生物领域的认识存在一定的盲区,如果你有机会进行科学探索,你会选择哪个生物领域进行研究?学生们开始进行思考,有的同学选择了深海生物的研究,因为深海生物的物种数量巨大,但人们对它们的了解却很有限;有的同学选择了微生物领域的研究,因为微生物对人类的生存和健康有着重要的影响,但人们对微生物的了解还很肤浅。
高考生物《基因工程》真题练习含答案1.[2024·山东卷]关于“DNA的粗提取与鉴定”实验,下列说法正确的是()A.整个提取过程中可以不使用离心机B.研磨液在4 ℃冰箱中放置几分钟后,应充分摇匀再倒入烧杯中C.鉴定过程中DNA双螺旋结构不发生改变D.仅设置一个对照组不能排除二苯胺加热后可能变蓝的干扰答案:A解析:研磨后,可以将研磨液过滤到烧杯中,在4 ℃冰箱中放置几分钟后,再取上清液,可以不使用离心机,A正确,B错误。
鉴定过程中的沸水浴加热可使DNA双螺旋结构发生改变,C错误。
该实验中,为排除二苯胺加热后可能变蓝对实验结果造成干扰,可设置加二苯胺不加DNA的对照组,D错误。
2.[2023·新课标卷]某同学拟用限制酶(酶1、酶2、酶3和酶4)、DNA连接酶为工具,将目的基因(两端含相应限制酶的识别序列和切割位点)和质粒进行切割、连接,以构建重组表达载体。
限制酶的切割位点如图所示。
下列重组表达载体构建方案合理且效率最高的是()A.质粒和目的基因都用酶3切割,用E.coli DNA连接酶连接B.质粒用酶3切割、目的基因用酶1切割,用T4 DNA连接酶连接C.质粒和目的基因都用酶1和酶2切割,用T4 DNA连接酶连接D.质粒和目的基因都用酶2和酶4切割,用E.coli DNA连接酶连接答案:C解析:只用一种限制酶切割质粒和目的基因,会使质粒和目的基因发生自身环化或者使目的基因在质粒中反向连接,A错误;用酶1切割目的基因,产生的是黏性末端,用酶3切割质粒,产生的是平末端,无法连接,B错误;质粒和目的基因都用酶1和酶2切割后,可使用T4 DNA连接酶连接,使目的基因定向插到质粒中,C正确;酶2和酶4切割后产生的黏性末端相同,易导致目的基因和质粒自身环化或者使目的基因在质粒中反向连接,并且用酶4切割会破坏标记基因,D错误。
3.[2023·浙江6月]某研究小组利用转基因技术,将绿色荧光蛋白基因(GFP)整合到野生型小鼠Gata3基因一端,如图甲所示。
专题13实验与探究【2020年】1.(2020·课标Ⅰ)为达到实验目的,需要选用合适的实验材料进行实验。
下列实验目的与实验材料的对应,不合理的是()实验材料实验目的A大蒜根尖分生区细胞观察细胞的质壁分离与复原B蝗虫的精巢细胞观察细胞的减数分裂C哺乳动物的红细胞观察细胞的吸水和失水D人口腔上皮细胞观察DNA、RNA在细胞中的分布2.(2020·课标Ⅱ)下列关于生物学实验的叙述,错误的是()A.观察活细胞中的线粒体时,可以用健那绿染液进行染色B.探究人体红细胞因失水而发生的形态变化时,可用肉眼直接观察C.观察细胞中RNA和DNA的分布时,可用吡罗红甲基绿染色剂染色D.用细胞融合的方法探究细胞膜流动性时,可用荧光染料标记膜蛋白3.(2020·山东卷)黑藻是一种叶片薄且叶绿体较大的水生植物,分布广泛、易于取材,可用作生物学实验材料。
下列说法错误的是()A.在高倍光学显微镜下,观察不到黑藻叶绿体的双层膜结构B.观察植物细胞的有丝分裂不宜选用黑藻成熟叶片C.质壁分离过程中,黑藻细胞绿色加深、吸水能力减小D.探究黑藻叶片中光合色素的种类时,可用无水乙醇作提取液4.(2020·天津卷)某同学居家学习期间,准备洋葱根尖有丝分裂实验材料。
在下列方法中(每天换一次水),根尖生长状况最好的是()A. B.C. D.5.(2020·江苏卷)采用新鲜菠菜叶片开展“叶绿体色素的提取和分离”实验,下列叙述错误..的是()A.提取叶绿体色素时可用无水乙醇作为溶剂B.研磨时加入CaO可以防止叶绿素被氧化破坏C.研磨时添加石英砂有助于色素提取D.画滤液细线时应尽量减少样液扩散6.(2020·江苏卷)下列关于“探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化”实验的叙述,错误..的是()A.将酵母菌接种到培养液中,并进行第一次计数B.从静置的培养液中取适量上清液,用血细胞计数板计数C.每天定时取样,测定酵母菌细胞数量,绘制种群数量动态变化曲线D.营养条件是影响酵母菌种群数量动态变化的因素之一7.(2020·江苏卷)生物学实验常呈现“五颜六色”的变化。
基于核心素养的高中生物学教学实践思路示例文章篇一:《基于核心素养的高中生物学教学实践思路》嗨,大家好!我虽然是个小学生,可我对高中生物学的教学实践思路也有自己的想法呢。
这就像是一场奇妙的冒险,老师是冒险的引导者,学生们是勇敢的冒险者。
在我看来,高中生物学可有趣啦。
那些关于生命的奥秘,就像一个个神秘的宝藏等待着大家去挖掘。
基于核心素养的教学实践,首先得让学生们对生物学充满热爱,就像让小树苗爱上阳光雨露一样。
我想象中的高中生物课堂,老师一进来就不会是那种干巴巴地开始讲课。
老师得像个魔法师一样,把那些枯燥的知识点变得超级有趣。
比如说,在讲细胞结构的时候,老师不能只是在黑板上画个图,说这是细胞核,那是线粒体。
老师可以拿出一个细胞模型,这个模型就像是一个缩小版的城市。
细胞核就像城市的指挥中心,线粒体就像发电厂,叶绿体就像农场,为整个细胞城市提供能量和食物。
这样一讲,同学们肯定就会觉得哇,好神奇啊。
我觉得还可以有小组竞赛呢。
就像玩游戏一样,把同学们分成几个小组。
老师提出问题,比如说“请说出三种不同生物的特殊细胞结构以及它们的功能”。
小组里的同学们就像亲密的战友一样,大家七嘴八舌地讨论起来。
“我知道植物的保卫细胞可以控制气孔的开闭”“那草履虫的纤毛能够帮助它运动呢”。
在这个过程中,同学们不仅学到了知识,还学会了团队合作。
要是哪个小组回答得又快又好,老师可以给他们一些小奖励,像生物小标本之类的。
这时候,得到奖励的小组就会超级开心,没得到的小组就会想下次一定要更努力。
再说说实验课吧。
实验课就像是一场真实的科学探索之旅。
老师带着同学们来到实验室,这里就像一个充满魔法的科学城堡。
同学们穿上白大褂,就像一个个小科学家。
比如说做观察洋葱表皮细胞的实验。
老师先示范一遍,然后让同学们自己动手。
有的同学可能会很顺利,就像熟练的小工匠一样,很快就看到了清晰的细胞结构。
可有的同学可能会遇到困难,这时候老师就像一个耐心的教练,在旁边指导。
以实验为情境的生物高考试题分析马国玉1㊀马金轩2㊀马丽3(1.喀什第六中学ꎬ新疆喀什844000ꎻ2.喀什大学生命与地理科学学院ꎬ新疆喀什844000ꎻ3.沙湾市第三中学ꎬ新疆沙湾832100)摘㊀要:实验题是高考常见的题型ꎬ可以较好地考查学生和学科核心素养.对近三年高考全国卷生物试题进行分析得出ꎬ高考实验题涵盖知识点广ꎬ在细胞代谢和遗传规律应用方面占比多ꎻ命题类型可分为基础实验㊁原因原理㊁实验设计㊁结果结论四类.对四类实验题分析了解题策略ꎬ并提出教学和备考建议ꎬ供师生参考.关键词:实验ꎻ高考ꎻ试题分析ꎻ高中生物中图分类号:G632㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀文章编号:1008-0333(2023)28-0133-04收稿日期:2023-07-05作者简介:马国玉ꎬ从事生物解题教学研究.㊀㊀生物学是以实验为基础的学科ꎬ近代生物学的迅速发展离不开人们成百上千甚至上万次的实验.例如ꎬ孟德尔多年从事植物杂交试验研究ꎬ提出了遗传单位因子的概念ꎻ巴斯德严格控制无菌条件ꎬ利用长曲颈瓶证实了肉汁腐败的原因是来自外界微生物污染.«中国教育现代化2035»提出ꎬ发展中国特色世界先进水平的优质教育ꎬ增强综合素质ꎬ教育引导学生培养综合能力ꎬ培养创新思维.«普通高中生物学课程标准(2017年版2020年修订)»提出发展包含生命观念㊁科学思维㊁科学探究㊁社会责任四个方面的生物学学科核心素养[1].实验题在高考中占一定比重ꎬ渗透着对核心素养的考查ꎬ但因实验题(特别是非选择题中)一般以新情境呈现ꎬ学生不易得分.归纳整理近三年生物高考中实验题的类型㊁解题技巧㊁出题立意ꎬ有于教师开展相关教学ꎬ帮助学生攻克实验题.1实验题知识点分析为便于表示ꎬ现将试卷赋予代号ꎬ2022年全国卷定为A(甲卷)㊁B(乙卷)ꎬ2021年全国卷定为C(甲卷)㊁D(乙卷)ꎬ2020年全国卷定为E(卷Ⅰ)㊁F(卷Ⅱ)㊁G(卷Ⅲ).分析结果见表1ꎬ参考王家荟[2]对试题的知识内容划分ꎬ主要考查的知识点有细胞的分子组成㊁细胞的代谢㊁遗传的分子基础㊁遗传的基本规律㊁动物生命活动的调节㊁微生物的应用㊁酶的应用㊁基因工程和胚胎工程ꎬ可见近三年高考实验题涉及知识点广ꎬ在细胞代谢㊁遗传的基本规律两部分占比较多.细胞代谢中常考点有物质的跨膜运输㊁呼吸作用和光合作用ꎬ例如2022年全国甲卷第2题和2020年全国卷Ⅱ第5题分别考查植物细胞失吸水原理和渗透作用原理ꎬ2021年全国乙卷第29题和2020年全国卷Ⅱ第30题分别考查光合作用中CO2的特殊固定形式和线粒体㊁叶绿体的功能.遗传的基本规律常表1㊀实验题知识点统计知识点试卷以及题号细胞的分子组成C30D2E4F3细胞的代谢A2B2B4B29D2D29E4F5F30G2遗传的分子基础D5E4遗传的基本规律A6A32B6B32C5C32D6D32E5F32G32动物生命活动调节B30E3E31微生物的应用A37B37D37E37G36酶的应用C37F37G37基因工程B38C38D38G38胚胎工程A38G38考考点即分离和自由组合定律的分析和应用ꎬ2020年全国卷Ⅰ第5题和2021年全国甲卷第5题考查分离定律ꎬ2022年全国甲卷第6题㊁第32题㊁2021年全国乙卷第6题㊁第32题㊁2020年全国卷Ⅱ第32题等均考查自由组合定律.2实验题命题类型分析基于课标和考试大纲对学生能力的考查要求ꎬ可将实验题类型分为基础实验类㊁原理原因类㊁实验设计类㊁结果结论类ꎬ见表2.表2㊀实验题类型统计命题类型试卷以及题号基础实验A38B38C38D2D5E4E37E38F3F30F37F38原理原因A37B29B30B37C30C37E31F37实验设计A37B32B37D29D32G32结果结论A2A6A32B2B4B6B30B32B38C5C32D6D30D32E3E5F5F32G22.1基础实验类此类试题源于教材中的基础实验和科学史的经典实验ꎬ考查实验的现象㊁材料选取㊁试剂用途㊁结论推断等.如2021年全国乙卷第2题判断生物学实验所用试剂的叙述正误ꎬ2020全国卷Ⅰ第4题考查教材中观察类实验㊁实验材料的选择.在选修模块中部分试题答案以教材原文呈现ꎬ如2022年全国甲卷第38题的胚胎工程ꎬ2020年全国卷Ⅲ的果胶酶作用ꎬ学生回忆教材中的相关叙述即可解答.2.2原因原理类此类试题考查对实验现象㊁结果结论㊁材料或试剂选用㊁步骤及操作的解释和分析ꎬ多以教材中的实验原理为基础ꎬ通过创设新的问题情境考查学生[3].如2022年全国乙卷第30题根据家兔注射药物后的现象分析原因ꎬ2021年全国甲卷第37题根据表格结果写出洗涤蚕丝织物不使用某些加酶洗衣粉的原因ꎬ以及加酶洗衣粉去渍效果更好的原因.2.3实验设计类此类试题给出实验目的和实验材料ꎬ或提供可选材料ꎬ由学生设计实验达成某种结果ꎬ验证某个假设ꎬ多见于光合作用㊁动物激素调节和遗传规律应用.例如ꎬ2021年全国乙卷第29题验证干旱环境下植物对CO2的特殊固定形式ꎬ2020年全国卷Ⅲ用实验获得抗病抗倒伏且稳定遗传的新品种.2022年全国甲卷第37题较为特别ꎬ给出实验材料和结果ꎬ学生推测实验思路ꎬ是实验设计的逆向考法.2.4结果结论类此类试题需要学生根据实验所用材料㊁试剂药品㊁步骤和操作推测实验结果ꎬ或已知结果从中归纳㊁综合得出相应结论.需指出ꎬ结果是自变量对观测指标的影响ꎬ结论是自变量对因变量的影响[4].如2022年全国乙卷第6题由正反交结果推测控制鸡羽性状的基因所在位置和性状显隐关系ꎬ2020年全国卷Ⅲ第2题由曲线图和题目信息推断影响胚芽鞘生长的各物质的作用.3实验题解题策略分析3.1基础实验类例1㊀(2021全国乙卷第5题)在格里菲思所做的肺炎双球菌转化实验中ꎬ无毒性的R型活细菌与被加热杀死的S型细菌混合后注射到小鼠体内ꎬ从小鼠体内分离出了有毒性的S型活细菌.某同学根据上述实验ꎬ结合现有生物学知识所做的下列推测中ꎬ不合理的是(㊀㊀).A.与R型菌相比ꎬS型菌的毒性可能与夹膜多糖有关B.S型菌的DNA能够进入R型菌细胞指导蛋白质的合成C.加热杀死S型菌使其蛋白质功能夹失而DNA功能可能不受影响D.将S型菌的DNA经DNA酶处理后与R型菌混合ꎬ可以得到S型菌解析㊀S型菌菌体有多糖类荚膜ꎬ能致病ꎬ有毒ꎻR型菌菌体没有荚膜ꎬ不能引起人或小鼠发病ꎬ无毒ꎬ通过对比可以说明S型菌的毒性可能与荚膜多糖有关ꎬA正确ꎻR型菌转变为S型菌ꎬ是因为S型菌的DNA片段整合到了R型菌DNA中并指导蛋白质的合成ꎬB正确ꎻ加热杀死的S型菌蛋白质变性失活ꎬ其DNA在加热过程中解开双螺旋ꎬ氢键被打开ꎬ但缓慢冷却时ꎬ其结构可恢复ꎬDNA功能可能不受影响ꎬC正确ꎻS型菌的DNA经DNA酶处理后被分解ꎬ与R型菌混合后不会使R型菌发生转化ꎬ故不能得到S型菌ꎬD错误.基础实验类试题源于教材ꎬ是教材实验的原型或修改ꎬ难度较低ꎬ不需要特别的解题技巧ꎬ学生对相关实验的识记是根本.3.2原理原因类例2㊀(2022全国乙卷第30题节选)题干略.根据实验二推测ꎬ丙组甲状腺激素的合成是(填 大于 或 小于 )甲组.乙组和丙组甲状腺激素的合成量(填 相同 或 不相同 )ꎬ原因是.解析㊀由于甲状腺激素的分泌存在分级调节和(负)反馈调节机制ꎬ乙组注射甲状腺激素后会使家兔自身分泌的甲状腺激素含量降低ꎬ故乙组家兔血中甲状腺激素含量比对照组少ꎻ丙组注射促甲状腺激素ꎬ可促进甲状腺合成和分泌甲状腺激素ꎬ故丙组家兔血中甲状腺激素含量比对照组多ꎬ乙组和丙组合成甲状腺激素的量不同.例3㊀(2021全国甲卷第30题节选)题干略该研究人员在制备32P标记的DNA片段甲时ꎬ所用dATP的α位磷酸基团中的磷必须是32Pꎬ原因是.解析㊀dATP脱去Pβ与Pγ后成腺嘌呤脱氧核苷酸ꎬ是DNA的基本单位ꎬ因此制备32P标记的DNA片段时所用dATP的α位磷元素要被标记.原因原理类试题在考试大纲中对实验探究能力的要求属于第二等级ꎬ解答此类题要从试题获取有效信息ꎬ找图表中的关键点ꎬ结合生物学原理㊁规律分析题目ꎬ一般从实验对象的特点和处理条件的角度回答ꎬ注意组织好语言.3.3实验设计类例4㊀(2021全国乙卷第29题节选)题干略若以Ph作为检测指标ꎬ请设计实验来验证植物甲在干旱环境中存在这种特殊的CO2固定方式. (简要写出实验思路和预期结果)解析㊀该实验的检测指标为pHꎬ结合题意可知ꎬ在这种特殊的CO2固定方式中ꎬ晚上生成苹果酸储存在植物甲的液泡内ꎬ白天液泡内储存的苹果酸脱羧又释放出CO2ꎬ液泡pH在夜间逐渐降低ꎬ在白天逐渐升高ꎬ由此确定实验思路.例5㊀(2022全国乙卷第32题节选)题干略已知白花纯合体的基因型有2种.现有1株白花纯合体植株甲ꎬ若要通过杂交实验(要求选用1种纯合体亲本与植株甲只进行1次杂交)来确定其基因型ꎬ请写出选用的亲本基因型㊁预期实验结果和结论.解析㊀由题意知ꎬ白花纯合体植株甲的基因型有aaBB和aabb两种.选用1种纯合体亲本与甲杂交1次便可确定基因型ꎬ则需要子代因植株甲的基因型不同而出现不同表现型.AABB与甲杂交ꎬ无论甲是何种基因型ꎬ后代均为紫色ꎻ同理ꎬaaBB或aabb与甲杂交后代均为白色.若选用AAbbꎬ杂交结果:①AAbb(红)ˑaabb(白)ңAabbꎬ子代花色全为红ꎻ②AAbb(红)ˑaaBB(白)ңAaBbꎬ子代花色全为紫.实验设计类试题具有一定开放性ꎬ对学生的思维水平要求较高.解答此类试题时ꎬ根据实验目的和题目要求确定自变量㊁因变量和无关变量ꎬ遵循科学实验基本原则ꎬ设置合理条件.若在遗传题中设计实验ꎬ在确定等位基因的显隐性关系和基因型对应的表现型后ꎬ区分各种实验材料的特点ꎬ预想不同交配类型的结果ꎬ有时需要结合数学方法进行相关计算.3.4结果结论类例6㊀(2021全国乙卷第30题节选)在自然界中ꎬ竞争是一个非常普遍的现象ꎬ回答下列问题:竞争排斥筹措理是指 (以下略)当实验出现的结果时即可证实竞争排斥原理.根据上述实验和研究ꎬ关于生物种间竞争的结果可得出的结论是.解析㊀该实验需将两种草履虫放在资源有限的环境中混合培养ꎬ据题干 不能长期共存在一起 的信息可确定ꎬ实验一方存活ꎬ另一方死亡的结果时ꎬ即可证实竞争排斥原理.综合上述实验和研究ꎬ具有相同资源利用方式的物种不能长期共存在一起ꎬ若进化出新的资源利用方式便可共存ꎬ由此得出结论.例7㊀(2020全国卷Ⅲ第2题)取燕麦胚芽鞘切段ꎬ随机分成三组 (以下略)用KCl代替蔗糖进行上述实验可以得到相同的结果(如图1所示).下列说法不合理的是(㊀㊀).图1㊀实验结果图A.KCl可进行胚芽鞘细胞中调节细胞的渗透压B.胚芽鞘伸长生长过程中ꎬ件随细胞对水分的吸收C.本实验中Sue是作为能源物质来提高IAA作用效果的D.IAA促进胚芽鞘伸长的效果可因加入Sue或KCl而提高解析㊀题干信息指出 蔗糖能进入胚芽鞘细胞 KCl可替代蔗糖发挥相同的作用ꎬ故KCl可进入胚芽鞘细胞ꎬ进而调节细胞渗透压ꎬA正确ꎻ细胞伸长生长需要从外界吸收营养物资和水分ꎬB正确ꎻ蔗糖属于能源物质而KCl不是ꎬ题干信息KCl可代替蔗糖进行实验ꎬ由此判断该实验中蔗糖的作用不是供能ꎬC错误ꎻ生长素能促进胚芽鞘的生长ꎬ由题图可知ꎬ蔗糖能提高生长素的作用效果ꎬ结合题意ꎬKCl也能提高生长素的作用效果ꎬD正确.结果结论类试题可从实验名称㊁目的㊁原理㊁对象㊁条件㊁方法和步骤等多方面分析.若为探究性实验ꎬ实验结果可能未知ꎬ需预测可能出现的各种结果ꎬ并归纳出相应的结论ꎻ若为验证性实验ꎬ则根据实验目的㊁条件和步骤等推出结果ꎬ再由结果得出结论.4教学与备考建议(略)参考文献:[1]中华人民共和国教育部.普通高中生物学课程标准(2017年版2020年修订)[M].北京:人民教育出版社ꎬ2020:51-55.[2]王家荟.全国Ⅱ卷高考生物实验试题分析[D].石河子:石河子大学ꎬ2020.[3]师对.浅议高考生物学实验类试题题型及解题策略[J].中学生物教学ꎬ2021(27):77-79.[4]刘赛男. 实验探究 中的素养考查:以2022年高考理科综合全国卷生物学实验探究类试题为例[J].基础教育课程ꎬ2022(Z2):78-86.[责任编辑:季春阳]。
押广东卷基因工程1、(2023广东高考)种子大小是作物重要的产量性状。
研究者对野生型拟南芥(2n=10)进行诱变筛选到一株种子增大的突变体。
通过遗传分析和测序,发现野生型DAI基因发生一个碱基G到A的替换,突变后的基因为隐性基因,据此推测突变体的表型与其有关,开展相关实验。
回答下列问题:(1)拟采用农杆菌转化法将野生型DAI基因转入突变体植株,若突变体表型确由该突变造成,则转基因植株的种子大小应与_________植株的种子大小相近。
(2)用PCR反应扩增DAI基因,用限制性核酸内切酶对PCR产物和_________进行切割,用DNA连接酶将两者连接。
为确保插入的DAI基因可以正常表达,其上下游序列需具备_________。
(3)转化后,T-DNA(其内部基因在减数分裂时不发生交换)可在基因组单一位点插入也可以同时插入多个位点。
在插入片段均遵循基因分离及自由组合定律的前提下,选出单一位点插入的植株,并进一步获得目的基因稳定遗传的植株(如图),用于后续验证突变基因与表型的关系。
①农杆菌转化T0代植株并自交,将T1代种子播种在选择培养基上,能够萌发并生长的阳性个体即表示其基因组中插入了_________。
②T1代阳性植株自交所得的T2代种子按单株收种并播种于选择培养基,选择阳性率约_________%的培养基中幼苗继续培养。
③将②中选出的T2代阳性植株_________(填“自交”、“与野生型杂交”或“与突变体杂交”)所得的T3代种子按单株收种并播种于选择培养基,阳性率达到_________%的培养基中的幼苗即为目标转基因植株。
为便于在后续研究中检测该突变,研究者利用PCR扩增野生型和突变型基因片段,再使用限制性核酸内切酶X切割产物,通过核酸电泳即可进行突变检测,相关信息见下,在电泳图中将酶切结果对应位置的条带涂黑_________。
【答案】(1)野生型(2)①. 载体(基因表达载体)②. 启动子和终止子(3)①. DAI基因和卡那霉素抗性基因②. 75 ③. 自交④. 100 ⑤. 【解析】【分析】1、基因突变是基因结构的改变,包括碱基对的增添、缺失或替换;基因突变发生的时间主要是细胞分裂的间期;基因突变的特点是低频性、普遍性、少利多害性、随机性、不定向性。
转基因实验报告转基因实验报告引言:转基因技术是一种通过改变生物体的基因组来获得新的性状的方法。
它在农业、医学、环境保护等领域具有广泛的应用前景。
本篇报告将对转基因实验进行详细的描述和分析。
一、实验目的本次实验的目的是通过转基因技术将一种抗虫基因导入植物中,以提高植物对害虫的抵抗能力。
通过观察转基因植物与普通植物的差异,评估转基因技术在农业领域的应用潜力。
二、实验设计我们选取了一种常见的作物植物作为实验对象,将一种抗虫基因导入其基因组中。
通过基因工程技术,我们将目标基因与载体DNA连接,并利用农杆菌介导转化技术将其导入植物细胞中。
随后,通过培养、筛选和鉴定,获得了转基因植物。
三、实验过程1. 基因克隆:从抗虫植物中提取目标基因的DNA序列,并利用PCR技术扩增目标基因。
2. 载体构建:选择适当的载体,将目标基因与载体DNA连接,形成重组DNA。
3. 细胞转化:将重组DNA导入农杆菌中,利用农杆菌介导转化技术将目标基因导入植物细胞中。
4. 培养和筛选:将转基因植物细胞培养在含有适当选择剂的培养基上,筛选出含有目标基因的转基因植物细胞。
5. 鉴定和培育:通过PCR、Southern印迹等技术对转基因植物进行鉴定,并进行后续培育。
四、实验结果经过一系列的实验步骤,我们成功获得了含有目标基因的转基因植物。
与普通植物相比,转基因植物在抗虫方面表现出显著的优势。
在虫害侵袭下,转基因植物的叶片损伤较轻,生长状态更为健康。
这表明转基因技术在提高农作物抗虫能力方面具有巨大的潜力。
五、讨论与分析转基因技术在农业领域的应用引发了广泛的争议。
一方面,转基因技术可以提高农作物的产量和抗病虫能力,有助于解决全球粮食安全问题。
另一方面,人们对转基因食品的安全性和环境影响存在担忧。
因此,在推广转基因技术的过程中,需要加强科学研究,确保转基因作物的安全性和可持续性。
六、结论通过本次转基因实验,我们成功将抗虫基因导入植物中,获得了具有抗虫能力的转基因植物。
第六单元遗传的物质基础测试卷时间:90分钟分值:100分一、单选题(共50分,1-20题每题1分,21-35题每题2分)1.(2023春·四川泸州·高一泸县五中校考期末)下列有关赫尔希和蔡斯研究T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验,说法错误的是()A.子代噬菌体DNA中的部分元素来自亲代噬菌体B.35S标记的T2噬菌体的获得需用35S标记的大肠杆菌培养C.用32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌,上清液中检测到较高的放射性,可能是因为培养时间过长D.该实验证明了大肠杆菌的遗传物质是DNA2.(湖南省怀化市2022-2023学年高一下学期期末生物试题)在对照实验中,控制自变量可以采用“加法原理”或“减法原理”。
与常态相比,人为增加某种影响因素的称为“加法原理”,人为去除基种因素的称“为减法原理”。
下列相关叙述正确的是()A.“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验,利用了“减法原理”B.在“蛋白质的检测和观察”验证实验中,利用了“加法原理”C.探究“绿叶中的色素提取和分离”实验中,利用了“加法原理”D.“艾弗里的肺炎链球菌转化”实验,利用了“减法原理”3.(2023春·山东烟台·高一统考期末)为了探究烟草花叶病毒(TMV)的遗传物质,某实验小组进行了如下图所示实验。
下列说法正确的是()A.实验1为空白对照组,以消除无关变量对实验结果的影响,增强实验的可信度B.根据实验1、2、3的实验现象可得出结论:烟草花叶病毒的遗传物质是RNAC.实验4是利用“加法原理”设计的一个补充实验组,可以进一步验证实验结论D.该实验与格里菲思的实验都是设法将核酸和蛋白质分开后分别研究各自的效应4.(四川省南充市2022-2023学年高一7月期末生物试题)人们对遗传物质的认识经历了不断探索与发展的过程。
下列叙述正确的是()A.艾弗里在肺炎链球菌体外转化实验中提出了S型细菌中有转化因子B.格里菲思在肺炎链球菌体内转化实验中证明了DNA才是转化因子C.烟草花叶病毒感染实验说明自然界有些病毒的遗传物质是RNAD.“T2噬菌体侵染大肠杆菌”的实验证明了DNA是主要的遗传物质5.(2023·辽宁沈阳·高一统考学业考试)赫尔希和蔡斯通过噬菌体侵染大肠杆菌的实验证明了DNA是遗传物质。
如何培养高中生的生物学科核心素养发布时间:2021-03-30T11:14:00.023Z 来源:《教育学文摘》2020年35卷第21期作者:王郑[导读] 发展高中生的学科核心素养已经成为素质教育的主要任务王郑云南师范大学附属镇雄中学摘要:发展高中生的学科核心素养已经成为素质教育的主要任务。
通过将核心素养培养纳入生物学科教学目标,有助于培养学生适应社会发展的各方面素质和品格,使其成为能够为社会发展做出贡献的高素质人才。
因此,本文根据新课程改革的要求,结合生物学的特征以及生物教学的特殊性,对如何培养学生的生物核心素养展开探究。
以期培养学生正确的思想观念,促进学生全面发展。
关键词:高中生物;核心素养;教学策略;探究核心素养是学生在学习课程时必须具备的关键属性。
核心素养的发展有助于学生调整学习思维、学习习惯和学习目标,从而使学生高效地吸收知识、掌握技能,得到综合水平的提升。
一、高中生物核心素养的基本概念所谓学科核心素养,就是学生在某学科的学习和实践过程中,逐渐形成的具有该学科特点的素质、技能和情感方法。
而高中生物的核心素养包括生命观念、科学思维、科学探究以及社会责任,这是学生在生物学习中必须掌握的,同时对学生探究生物问题具有重要帮助。
因此,在高中生物教学研究中,教师要充分利用教材以及课堂资源,不断丰富学生的知识,引导学生建立正确的价值观,帮助学生掌握相关的知识和实践技能,并进行创新思考,最终提高学生的科学素养,使其成为通用全能型人才。
二、核心素养诉求下高中生物教学策略1.利用情境加强学生的理性思维所谓理性思维就是利用科学证据解决问题,并通过有效的手段养成分析、归纳、推理、质疑等思维习惯,这对学生的学习和发展起着重要作用。
具备这一素养,可以使学生在面对问题时能够进行批判性分析和思考,提高学生的学习和研究能力,使其能够从生物的角度、运用生物的思想和方法来发现生活规律、解释生活问题。
比如,高中生物学教材包含了大量有关生物学发展的内容,通过对这些内容的分析,可以证明严密的科学思维是探究生物的必备素质。
基于核心素养的探究实验——
设计实验鉴别转基因大肠杆菌
(第二课时)
一、使用教材
内容取自浙科版高中《生物学》——选修3《现代生物技术专题》,第一章第三节:基因工程的应用。
二、实验器材
1.自主构建质粒及菌株:学生运用选修课所学技术自主构建质粒pcDNA 3.1-GFP,该重组质粒含有GFP(绿色荧光蛋白基因),再将该质粒导入受体细胞E.coli菌株DH5α,得到转基因大肠杆菌(含pcDNA 3.1-GFP)。
2.试剂:香柏油(上海生工,Order NO. A502219)、QuickCut™Eco R I(TaKaRa,Code No.1611)、QuickCut™Xba I(TaKaRa,Code No.1634)、琼脂糖(上海三杰,130101)、50×TAE 缓冲液(上海生工,Order NO. B548101)、DL10,000 DNA Marker(TaKaRa,Code No. 3584A)、DL2,000 DNA Marker(TaKaRa,Code No. 3427A)、6×Loading Buffer(TaKaRa,Code No. 9156)、ddH2O。
3.仪器:血球计数板(上海求精,XB.K.25)、光学显微镜(Motic,BA200)、荧光显微镜(Motic,MoticamPro 205B)、移液枪(Eppendorf,2.5/ 10/200/1000μL)、电子分析天平(上海衡平,JA3003)、恒温水浴锅(上海博讯,DK-8D)、高速离心机(Eppendorf,centrifuge5418)、电泳仪(Tanon,EPS300)、水平电泳槽(Tanon,HE-120)、凝胶成像仪(上海培清,JS-2012)
三、实验教学创新
1.教学设计创新:对浙科版生物教材《选修3 现代生物科技专题》与校本选修教材《基因工程技术》进行创新整合,使得实验教学内容更加充实、更具操作性。
选择基因工程活动进行现代生物技术实验教学,既有效的落实了课本活动:“提出生活中的疑难问题,设计用基因工程技术解决的方案”的教学及考试要求,又进一步发展了学生的动手实践能力、认知能力、合作能力和创新能力。
教学设计在教材处理、实验切入点等方面的创新,体现了对学生能力、对社会科技热点
的关注。
2.评价方式创新:实验评价采用了实验量规进行过程性量化评价,并贯穿于整个教学过程中。
教师可以利用量规进行实验重难点的讲解,开展实验指导与探讨。
学生可借助实验量规自主学习,规范实验操作,记录实验过程、结果,进行多维度量化评价与分析。
实验量规的使用很好的实现了“教——学——评”一体化,是一种高效新颖的实验评价方式与教学方法。
3.实验材料创新:实验材料选择了本实验室自主构建的导入了绿色荧光蛋白基因(GFP)的大肠杆菌。
将社会争议的转基因生物如何鉴别的问题转化为实验室可操作的实验,让学生在实践中提升科学判断的能力。
4.实验技术创新:高中生目前对于现代生物技术的实验还是比较陌生,所以将基因工程技术结合课本教材引入学生实验课堂既是一种实验教学的创新,又是对实验技术的一次大胆挑战。
本节实验课在技术层面整合了我校浙江省优秀创新实验室各种先进设备,如数码显微镜、荧光显微镜、电泳装置、凝胶成像系统等,有效地为现代生物技术实验教学服务。
四、实验设计思路
从社会关注的热点问题引入,以真实开放的生活情景激活学生的探究思维,形成各种解决“如何鉴别转基因生物”的实验法案,并结合实验室技术条件对这些科学、创新的实验方案开展可行性分析与完善。
学生分组完成所负责的实验内容,通过操作基因工程技术以及实验量规的使用,科学探究如何鉴别转基因大肠杆菌,形成清晰准确的实验结果,如显微镜的观察结果,质粒经酶切后目的基因条带的成像分析结果等。
同时引导学生基于量规中记录的实验问题开展有效的交流探讨,提升理性思维、科学探究与社会责任。
五、实验教学目标
1.知识与技能:①概述基因工程的原理及技术,收集基因工程应用的相
关信息;②应用已学知识,设计鉴别转基因大肠杆菌的实验方案。
2.过程与方法:①借助实验量规规范操作基因工程实验;②利用实验量规对实验结果进行归因分析,发展理性思维;③通过实验探究掌握科学探究的基本思路和方法。
3.情感、态度、价值观:①参与科学探究实验,认同“科学本质上是一种
解决问题的活动”;②通过对转基因等社会热点问题的解释、实践与思考,渗透生物学科核心素养。
六、实验教学内容
本节实验课是基于浙科版高中生物学选修3《现代生物科技专题》中第一章第三节《基因工程的应用》的活动“提出生活中疑难问题,设计用基因工程技术解决的方案”来展开实验教学的,同时整合了相关的校本选修教材。
实验教学的内容主要包括第一课时:基因工程技术的网络课堂自学、实验方案的设计及完善;第二课时:小组实验操作(显微镜组、酶切组、凝胶组、电泳组)、量规问题分析及评价等。
通过科学实验来实现对转基因大肠杆菌的鉴别,体验运用现代生物技术解决实验难题的过程。
通过实验量规规范实验操作,体验量规在实验指导、评价、分析等环节的重要作用。
七、实验教学过程
①课前准备:任务驱动,自主学习。
②情境驱动:创设情境,激活思维。
通过真实、开放的生活情境激活学生的生活经验与探究思维,促使学生在认知冲突中提出“我们该如何鉴别转基因生物呢?”
③设计方案:集思广益,探究创新。
基于问题的提出,运用生物学知识提出实验方案。
首先学生小组讨论,然后各自在学案中整理实验方案,最后由教师组织讨论各个方案,鼓励学生从不同的层次提出科学、创新的见解。
④分析完善:理性思考,助力探究。
对之前提出的实验方案,结合实验室的实验条件,进行实验可行性分析、方案完善与小组分工。
以上为第一课时完成的教学内容。
⑤分组实验:科学实践,合作探究。
各小组从实验方案中挑取一项实验任务,分为显微镜组、酶切组、凝胶组、电泳组,同步开展实验。
显微镜组使用数码显微镜和荧光显微镜观察大肠杆菌,现象直观,可以非常清楚地看到大肠杆菌的形态,但是未见荧光,需要记录在量规上做分析讨论。
酶切组使用软件分析质粒图谱,设计双酶切位点,采用QuickCut™限制性核酸内切酶进行酶切。
凝胶组则根据待检测的目的基因片段的大小配置相应浓度的琼脂糖凝胶,以供电泳组使用。
电泳组的实验包括对酶切质粒的上样、电泳、成像以及软件分析。
我们可以非常清晰的看到转基因大肠杆菌的质粒在酶切后出现了预期的750bp 左右的条带,成功的鉴定出转基因大肠杆菌。
⑥量规评价:规范操作,严谨负责。
学生可以在量规的“自评”、“互评”栏中参照实验规范的具体细则打钩“√”,也可在“分析”栏中进行过程性记录与归因分析。
教师可根据量规对学生实验进行全面的评价,收集教学信息,实现“教——学——评”一体化。
⑦交流探讨:量规分析,理性探讨。
基于量规中所记录的实验问题,师生之间开展有效的多种形式的讨论研究。
有“生生互助”式的量规分析,有“师生互助”式的交流探讨,也有集中形式的量规问题交流。
每个小组都提出了很多值得思考的问题。
⑧课后提升:提供转基因食品调查的视频资料,组织学生课后观看,开展讨论活动,引导学生正确、客观地认识生物技术所取得的成绩以及所引发的社会问题,增强对科学、技术、社会相互关系的认识。
以上为第二课时完成的教学过程。
八、实验效果评价
1.探究能力的提升:通过创设生活情境激活学生的生活经验与探究思维,引导学生针对社会热点和生物学现象,能够运用所学知识进行实验方案的设计。
通过小组讨论和师生交流,学生能够科学地对实验方案进行整理、分析与完善,培养发现问题、设计方案、分析本质的能力。
同时,学生可进一步操作基因工程技术开展探究实验,并借助实验量规指导实践过程,全方位的实现了探究能力的提升。
2.操作能力的提升:通过本节实验课的实践操作,学生熟悉并操作了基因工程所涉及的多种先进设备,提升了现代生物技术的的操作能力。
同时通过小组合作以及实验量规的使用,使得实验操作更加规范。
科学严谨的实验操作是实验教学的核心。
3.评价能力的提升:实验教学往往缺乏有效的评价机制,学生也很少有自我评价、互相评价的机会,很难在评价过程中实现对实验过程、实验结果的反思与改进。
通过实验量规在实验教学中的使用,学生能够清楚掌握实验过程,学会对实验操作进行量化评价,并依托量规进行深入分析。
评价能力是我们在培养学生实验能力的过程中不可忽视的一种素养。
4.核心素养的提升:本节实验课主要基于科学探究的核心素养,通过设计方案解决问题、动手操作合作探究以及量规分析理性交流等环节进行渗透提升。
学生在探究过程中,乐于并善于合作、创新与思考,认同科学本质并关注社会热点,不仅发展了理性思维,更促使了社会责任等核心素养的提升。