3.1 基因工程的誕生和發(fā)展教學(xué)設(shè)計(jì)-2023-2024學(xué)年高二下學(xué)期生物人教版（2019）選擇性必修3

3.1基因工程的誕生和發(fā)展教學(xué)設(shè)計(jì)-2023-2024學(xué)年高二下學(xué)期生物人教版（2019）選擇性必修3科目授課時(shí)間節(jié)次--年—月—日（星期——）第—節(jié)指導(dǎo)教師授課班級(jí)、授課課時(shí)授課題目（包括教材及章節(jié)名稱）3.1基因工程的誕生和發(fā)展教學(xué)設(shè)計(jì)-2023-2024學(xué)年高二下學(xué)期生物人教版（2019）選擇性必修3教學(xué)內(nèi)容分析本節(jié)課主要教學(xué)內(nèi)容來源于人教版（2019）選擇性必修3第3章第1節(jié)，主要涉及基因工程的誕生和發(fā)展。具體內(nèi)容包括：

1.基因工程的定義和基本原理。

2.基因工程的發(fā)展歷程，包括重組DNA技術(shù)、基因文庫(kù)技術(shù)、基因芯片技術(shù)等。

3.基因工程在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域的應(yīng)用。

教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生已有知識(shí)的聯(lián)系：

1.基因工程的定義和基本原理與學(xué)生之前學(xué)習(xí)的DNA結(jié)構(gòu)和功能、遺傳信息的傳遞等知識(shí)緊密相關(guān)。

2.基因工程的發(fā)展歷程與學(xué)生之前學(xué)習(xí)的分子生物學(xué)發(fā)展史相關(guān)聯(lián)。

3.基因工程的應(yīng)用領(lǐng)域與學(xué)生之前學(xué)習(xí)的生物技術(shù)和生物工程知識(shí)相銜接。教學(xué)目標(biāo)1.知識(shí)目標(biāo)：學(xué)生能夠理解基因工程的定義和基本原理，掌握基因工程的發(fā)展歷程和應(yīng)用領(lǐng)域，了解基因工程技術(shù)在實(shí)際生活中的應(yīng)用。

2.能力目標(biāo)：學(xué)生能夠通過實(shí)驗(yàn)或案例分析，運(yùn)用基因工程技術(shù)解決實(shí)際問題，提高分析和解決問題的能力。

3.情感目標(biāo)：學(xué)生能夠?qū)蚬こ痰陌l(fā)展和應(yīng)用產(chǎn)生濃厚的興趣，培養(yǎng)對(duì)科技發(fā)展的敏感性和對(duì)生物技術(shù)的認(rèn)識(shí)，增強(qiáng)對(duì)科技在生活中的重要性的理解。

4.素養(yǎng)目標(biāo)：學(xué)生能夠通過學(xué)習(xí)基因工程，培養(yǎng)科學(xué)探究的精神，提高科學(xué)素養(yǎng)，了解科技對(duì)人類社會(huì)發(fā)展的影響。

5.價(jià)值觀目標(biāo)：學(xué)生能夠認(rèn)識(shí)到基因工程技術(shù)在解決人類健康、農(nóng)業(yè)、環(huán)境保護(hù)等方面的重要作用，培養(yǎng)對(duì)科學(xué)和技術(shù)的尊重和理解，提高對(duì)科技倫理的認(rèn)識(shí)。教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)

（1）基因工程的定義和基本原理：本節(jié)課需要明確基因工程的定義，即通過人工方式將目的基因插入載體或通過載體將目的基因轉(zhuǎn)移到宿主細(xì)胞中，使其在宿主細(xì)胞中表達(dá)出特定的產(chǎn)物。同時(shí)，需要掌握基因工程的基本原理，包括基因克隆、基因表達(dá)和基因編輯等。

（2）基因工程的發(fā)展歷程：本節(jié)課需要了解基因工程的發(fā)展歷程，包括重組DNA技術(shù)、基因文庫(kù)技術(shù)、基因芯片技術(shù)等。此外，還需要了解這些技術(shù)的發(fā)展對(duì)基因工程的影響和意義。

（3）基因工程的應(yīng)用領(lǐng)域：本節(jié)課需要掌握基因工程在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域的應(yīng)用，如轉(zhuǎn)基因作物、基因治療、基因檢測(cè)等。同時(shí)，需要了解這些應(yīng)用對(duì)人類生活的影響和意義。

2.教學(xué)難點(diǎn)

（1）基因工程的定義和基本原理：本節(jié)課的難點(diǎn)在于理解基因工程的定義和基本原理，尤其是基因克隆、基因表達(dá)和基因編輯等概念。這些概念較為抽象，學(xué)生可能難以理解。

（2）基因工程的發(fā)展歷程：本節(jié)課的難點(diǎn)在于了解基因工程的發(fā)展歷程，包括各種技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展。這些技術(shù)的發(fā)展較快，學(xué)生可能難以跟上。

（3）基因工程的應(yīng)用領(lǐng)域：本節(jié)課的難點(diǎn)在于掌握基因工程在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域的應(yīng)用。這些應(yīng)用涉及多個(gè)學(xué)科，學(xué)生可能難以全面掌握。

（4）基因編輯技術(shù)：本節(jié)課需要了解基因編輯技術(shù)，如CRISPR/Cas9。這些技術(shù)較為復(fù)雜，學(xué)生可能難以理解。

（5）基因工程的應(yīng)用案例：本節(jié)課需要通過案例分析，了解基因工程的應(yīng)用。這些案例可能較為復(fù)雜，學(xué)生可能難以理解。

（6）基因工程的倫理問題：本節(jié)課需要了解基因工程的倫理問題，如基因編輯、基因治療等。這些倫理問題較為復(fù)雜，學(xué)生可能難以理解。

（7）基因工程的實(shí)驗(yàn)操作：本節(jié)課需要了解基因工程的實(shí)驗(yàn)操作，如PCR、克隆等。這些實(shí)驗(yàn)操作可能較為復(fù)雜，學(xué)生可能難以理解。

（8）基因工程與生物信息學(xué)：本節(jié)課需要了解基因工程與生物信息學(xué)的關(guān)系，如基因序列的分析和預(yù)測(cè)。這些知識(shí)可能較為復(fù)雜，學(xué)生可能難以理解。

（9）基因工程與生物技術(shù)的區(qū)別：本節(jié)課需要了解基因工程與生物技術(shù)的區(qū)別，如基因工程的原理和技術(shù)特點(diǎn)。這些區(qū)別可能較為復(fù)雜，學(xué)生可能難以理解。

（10）基因工程與生物安全的聯(lián)系：本節(jié)課需要了解基因工程與生物安全的聯(lián)系，如轉(zhuǎn)基因作物的安全性和影響。這些聯(lián)系可能較為復(fù)雜，學(xué)生可能難以理解。教學(xué)方法與策略1.教學(xué)方法

（1）講授：本節(jié)課采用講授法，教師通過講解和闡述基因工程的定義、基本原理、發(fā)展歷程和應(yīng)用領(lǐng)域，幫助學(xué)生理解和掌握相關(guān)知識(shí)。

（2）討論：教師組織學(xué)生進(jìn)行小組討論，討論基因工程的應(yīng)用案例、倫理問題等，促進(jìn)學(xué)生之間的互動(dòng)和思考。

（3）案例研究：教師提供基因工程在實(shí)際應(yīng)用中的案例，如基因治療、轉(zhuǎn)基因作物等，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分析和學(xué)習(xí)。

（4）項(xiàng)目導(dǎo)向?qū)W習(xí)：教師組織學(xué)生進(jìn)行項(xiàng)目導(dǎo)向?qū)W習(xí)，如設(shè)計(jì)一個(gè)基因工程項(xiàng)目的方案，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維。

2.教學(xué)活動(dòng)

（1）角色扮演：教師安排學(xué)生進(jìn)行角色扮演，模擬基因工程項(xiàng)目的研發(fā)和實(shí)施過程，提高學(xué)生的參與度和興趣。

（2）實(shí)驗(yàn)：教師組織學(xué)生進(jìn)行基因工程的實(shí)驗(yàn)操作，如PCR、克隆等，讓學(xué)生親身體驗(yàn)基因工程的過程。

（3）游戲：教師設(shè)計(jì)基因工程相關(guān)的游戲，如基因拼圖、基因編輯等，增加學(xué)生的互動(dòng)和趣味性。

（4）小組合作：教師組織學(xué)生進(jìn)行小組合作，共同完成基因工程的項(xiàng)目任務(wù)，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

3.教學(xué)媒體和資源

（1）PPT：教師使用PPT展示基因工程的相關(guān)圖片、圖表和案例，幫助學(xué)生理解和記憶。

（2）視頻：教師播放基因工程的實(shí)驗(yàn)操作視頻，讓學(xué)生直觀地了解基因工程的過程。

（3）在線工具：教師使用在線工具，如基因編輯軟件、生物信息學(xué)分析工具等，幫助學(xué)生進(jìn)行基因工程的實(shí)際操作。

（4）書籍和文獻(xiàn)：教師推薦相關(guān)的書籍和文獻(xiàn)，供學(xué)生進(jìn)行深入學(xué)習(xí)和研究。教學(xué)流程1.導(dǎo)入新課（約5分鐘）

（1）激發(fā)興趣：通過播放一段關(guān)于基因編輯技術(shù)的新聞報(bào)道，讓學(xué)生了解基因工程在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用和影響。

（2）回顧舊知：回顧之前學(xué)習(xí)過的DNA結(jié)構(gòu)和功能、遺傳信息的傳遞等知識(shí)，為學(xué)習(xí)基因工程奠定基礎(chǔ)。

2.呈現(xiàn)新知（約15分鐘）

（1）講解新知：詳細(xì)講解基因工程的定義、基本原理、發(fā)展歷程和應(yīng)用領(lǐng)域。

（2）舉例說明：通過具體的案例，如基因治療、轉(zhuǎn)基因作物等，幫助學(xué)生理解基因工程的應(yīng)用和意義。

（3）互動(dòng)探究：引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行小組討論，分析基因工程在實(shí)際生活中的影響和作用。

3.實(shí)踐操作（約10分鐘）

（1）學(xué)生活動(dòng)：讓學(xué)生分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，如PCR、克隆等，親身體驗(yàn)基因工程的過程。

（2）教師指導(dǎo)：及時(shí)給予學(xué)生指導(dǎo)和幫助，解答學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中遇到的問題。

4.總結(jié)反饋（約5分鐘）

（1）總結(jié)要點(diǎn)：回顧本節(jié)課的主要知識(shí)點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)基因工程的定義、基本原理、發(fā)展歷程和應(yīng)用領(lǐng)域。

（2）學(xué)生反饋：鼓勵(lì)學(xué)生分享自己在實(shí)驗(yàn)和討論中的收獲和體會(huì)，總結(jié)自己的學(xué)習(xí)成果。

（3）作業(yè)布置：布置相關(guān)的課后作業(yè)，如閱讀文獻(xiàn)、撰寫報(bào)告等，鞏固所學(xué)知識(shí)。教學(xué)資源拓展1.拓展資源

（1）課外書籍：推薦學(xué)生閱讀《基因工程：原理、技術(shù)與應(yīng)用》（張冬梅編著）和《基因工程實(shí)驗(yàn)教程》（楊勝利編著）等書籍，深入了解基因工程的原理和應(yīng)用。

（2）網(wǎng)絡(luò)資源：推薦學(xué)生訪問中國(guó)科學(xué)院、中國(guó)生物技術(shù)發(fā)展中心等官方網(wǎng)站，獲取最新的基因工程研究動(dòng)態(tài)和技術(shù)進(jìn)展。

（3）實(shí)踐基地：組織學(xué)生參觀基因工程實(shí)驗(yàn)室、生物技術(shù)公司等實(shí)踐基地，親身體驗(yàn)基因工程的實(shí)際應(yīng)用和操作。

2.拓展建議

（1）閱讀指定書籍：要求學(xué)生在課外時(shí)間閱讀推薦的書籍，完成讀書筆記，加深對(duì)基因工程的理解。

（2）參加在線課程：鼓勵(lì)學(xué)生參加國(guó)內(nèi)外在線基因工程課程，如Coursera、edX等平臺(tái)上的相關(guān)課程，拓寬知識(shí)面。

（3）參觀實(shí)踐基地：組織學(xué)生參觀基因工程實(shí)驗(yàn)室、生物技術(shù)公司等實(shí)踐基地，讓學(xué)生親身體驗(yàn)基因工程的實(shí)際應(yīng)用和操作。

（4）開展研究性學(xué)習(xí)：鼓勵(lì)學(xué)生開展基因工程相關(guān)的研究性學(xué)習(xí)，如設(shè)計(jì)基因編輯實(shí)驗(yàn)、研究基因工程在特定領(lǐng)域的應(yīng)用等。

（5）參加學(xué)術(shù)活動(dòng)：組織學(xué)生參加基因工程相關(guān)的學(xué)術(shù)活動(dòng)，如學(xué)術(shù)講座、研討會(huì)等，提高學(xué)生的學(xué)術(shù)素養(yǎng)和交流能力。

（6）撰寫論文：鼓勵(lì)學(xué)生撰寫基因工程相關(guān)的論文，發(fā)表在學(xué)術(shù)期刊或會(huì)議上，提高學(xué)生的學(xué)術(shù)水平和研究能力。作業(yè)布置與反饋?zhàn)鳂I(yè)布置：

1.閱讀理解：要求學(xué)生閱讀一篇關(guān)于基因工程的最新研究論文，并回答以下問題：論文的主要研究?jī)?nèi)容是什么？使用了哪些基因工程技術(shù)？這些技術(shù)的原理是什么？論文的結(jié)論是什么？你認(rèn)為這項(xiàng)研究對(duì)基因工程的發(fā)展有何意義？

2.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：要求學(xué)生設(shè)計(jì)一個(gè)基因工程實(shí)驗(yàn)，包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)材料、實(shí)驗(yàn)步驟和預(yù)期結(jié)果。

3.案例分析：要求學(xué)生分析一個(gè)基因工程應(yīng)用案例，包括案例的背景、技術(shù)原理、應(yīng)用效果和可能存在的問題。

4.概念辨析：要求學(xué)生區(qū)分基因工程與生物技術(shù)、基因編輯與基因治療等概念，并解釋它們的區(qū)別。

5.倫理思考：要求學(xué)生思考基因工程在倫理方面的爭(zhēng)議，如基因編輯、基因治療等，并提出自己的觀點(diǎn)。

作業(yè)反饋：

1.閱讀理解：批改學(xué)生的閱讀理解作業(yè)，檢查學(xué)生對(duì)論文內(nèi)容的掌握程度，指出學(xué)生回答問題時(shí)的錯(cuò)誤和不足，并提供正確的答案和解釋。

2.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：評(píng)價(jià)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)作業(yè)，檢查實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的合理性和可行性，指出存在的問題并提供改進(jìn)建議。

3.案例分析：批改學(xué)生的案例分析作業(yè)，檢查學(xué)生對(duì)案例的分析和思考，指出學(xué)生分析中的不足和錯(cuò)誤，并提供正確的分析和解釋。

4.概念辨析：評(píng)價(jià)學(xué)生的概念辨析作業(yè)，檢查學(xué)生對(duì)概念的理解和區(qū)分，指出學(xué)生辨析中的錯(cuò)誤和不足，并提供正確的概念辨析和解釋。

5.倫理思考：批改學(xué)生的倫理思考作業(yè)，檢查學(xué)生對(duì)倫理問題的思考和觀點(diǎn)，指出學(xué)生思考中的不足和錯(cuò)誤，并提供正確的倫理思考和觀點(diǎn)。板書設(shè)計(jì)1.基因工程的定義與基本原理

-基因工程的定義：人工方式將目的基因插入載體或通過載體將目的基因轉(zhuǎn)移到宿主細(xì)胞中

-基因工程的基本原理：基因克隆、基因表達(dá)和基因編輯

2.基因工程的發(fā)展歷程

-重組DNA技術(shù)的出現(xiàn)：1973年

-基因文庫(kù)技術(shù)的應(yīng)用：1980年代

-基因芯片技術(shù)的發(fā)展：1990年代

3.基因工程的應(yīng)用領(lǐng)域

-農(nóng)業(yè)：轉(zhuǎn)基因作物、基因改良

-醫(yī)藥：基因治療、基因藥物

-環(huán)境保護(hù)：生物降解、生物修復(fù)

4.基因工程的技術(shù)應(yīng)用

-PCR技術(shù)：基因擴(kuò)增

-克隆技術(shù)：基因克隆

-基因編輯技術(shù)：CRISPR/Cas9

5.基因工程的倫理與安全

-基因編輯的