1.2基因工程及其延伸技術(shù)應(yīng)用廣泛-教學(xué)設(shè)計-2023-2024學(xué)年高二下學(xué)期生物人教版（2019）選擇性必修3

1.2基因工程及其延伸技術(shù)應(yīng)用廣泛-教學(xué)設(shè)計-2023-2024學(xué)年高二下學(xué)期生物人教版（2019）選擇性必修3一、課程基本信息

1.課程名稱：基因工程及其延伸技術(shù)應(yīng)用廣泛

2.教學(xué)年級和班級：高二下學(xué)期生物班

3.授課時間：本周五下午第2節(jié)

4.教學(xué)時數(shù)：1課時（45分鐘）二、教學(xué)目標

1.理解基因工程的定義和基本原理，能夠舉例說明基因工程在現(xiàn)實生活中的應(yīng)用。例如，基因工程在醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、環(huán)保等領(lǐng)域的應(yīng)用，如基因治療、轉(zhuǎn)基因作物、生物降解等。

2.掌握基因工程的基本操作步驟，包括目的基因的獲取、基因載體的選擇和構(gòu)建、基因的轉(zhuǎn)化和表達等。例如，通過提取和鑒定目的基因、構(gòu)建基因載體、將基因?qū)胨拗骷毎炔襟E，實現(xiàn)基因工程的目標。

3.了解基因工程的安全性和倫理問題，能夠提出自己的觀點和看法。例如，基因工程在治療遺傳病方面的倫理問題，轉(zhuǎn)基因作物的環(huán)境安全和生態(tài)平衡問題等。

4.能夠運用基因工程的基本原理和技術(shù)，解決實際問題。例如，通過基因工程改良作物，提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì)；通過基因治療，治療遺傳病等。

5.培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和實踐能力，提高學(xué)生對基因工程的認識和興趣。例如，通過實驗和案例分析，讓學(xué)生親身體驗基因工程的過程和應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生對生物科技的興趣和好奇心。三、教學(xué)難點與重點

1.教學(xué)重點

（1）基因工程的定義和基本原理

基因工程是指通過分子生物學(xué)技術(shù)，對基因進行操作和改造，實現(xiàn)基因重組和轉(zhuǎn)移的技術(shù)。本節(jié)課的核心內(nèi)容是讓學(xué)生理解基因工程的定義和基本原理，能夠舉例說明基因工程在現(xiàn)實生活中的應(yīng)用。例如，通過提取和鑒定目的基因、構(gòu)建基因載體、將基因?qū)胨拗骷毎炔襟E，實現(xiàn)基因工程的目標。

（2）基因工程的基本操作步驟

基因工程的基本操作步驟包括目的基因的獲取、基因載體的選擇和構(gòu)建、基因的轉(zhuǎn)化和表達等。本節(jié)課的重點是讓學(xué)生掌握基因工程的基本操作步驟，能夠運用基因工程的基本原理和技術(shù)，解決實際問題。例如，通過實驗和案例分析，讓學(xué)生親身體驗基因工程的過程和應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生對生物科技的興趣和好奇心。

（3）基因工程的安全性和倫理問題

基因工程在治療遺傳病方面的倫理問題，轉(zhuǎn)基因作物的環(huán)境安全和生態(tài)平衡問題等。本節(jié)課的重點是讓學(xué)生了解基因工程的安全性和倫理問題，能夠提出自己的觀點和看法。例如，通過案例分析和討論，讓學(xué)生了解基因工程在實際應(yīng)用中可能面臨的問題和挑戰(zhàn)，提高學(xué)生對生物科技的倫理意識和責(zé)任感。

2.教學(xué)難點

（1）目的基因的獲取和鑒定

目的基因的獲取和鑒定是基因工程中的關(guān)鍵步驟，但也是學(xué)生學(xué)習(xí)的難點。學(xué)生可能難以理解目的基因的提取、純化和鑒定方法，以及如何選擇和設(shè)計合適的引物進行PCR擴增。因此，教師需要通過實驗和案例分析，幫助學(xué)生掌握目的基因的獲取和鑒定方法，提高學(xué)生的實驗操作能力和數(shù)據(jù)分析能力。

（2）基因載體的選擇和構(gòu)建

基因載體的選擇和構(gòu)建是基因工程中的另一個難點。學(xué)生可能難以理解不同基因載體的特點和適用范圍，以及如何根據(jù)目的基因的特點選擇合適的基因載體。此外，基因載體的構(gòu)建過程可能涉及復(fù)雜的分子生物學(xué)技術(shù)，如酶切、連接、轉(zhuǎn)化等，學(xué)生可能難以理解和掌握。因此，教師需要通過圖解和案例分析，幫助學(xué)生理解基因載體的選擇和構(gòu)建過程，提高學(xué)生的理論知識和實驗操作能力。

（3）基因的轉(zhuǎn)化和表達

基因的轉(zhuǎn)化和表達是基因工程中的核心步驟，但也是學(xué)生學(xué)習(xí)的難點。學(xué)生可能難以理解不同基因轉(zhuǎn)化方法的原理和應(yīng)用，以及如何通過檢測和分析表達產(chǎn)物來評估基因表達的效果。此外，基因的表達調(diào)控和蛋白質(zhì)的折疊和運輸過程可能涉及復(fù)雜的分子生物學(xué)機制，學(xué)生可能難以理解和掌握。因此，教師需要通過實驗和案例分析，幫助學(xué)生理解基因的轉(zhuǎn)化和表達過程，提高學(xué)生的理論知識和實驗操作能力。

（4）基因工程的安全性和倫理問題

基因工程的安全性和倫理問題是基因工程應(yīng)用中的重要議題，但也是學(xué)生學(xué)習(xí)的難點。學(xué)生可能難以理解基因工程在實際應(yīng)用中可能面臨的問題和挑戰(zhàn)，以及如何進行風(fēng)險評估和倫理審查。因此，教師需要通過案例分析和討論，幫助學(xué)生了解基因工程在實際應(yīng)用中可能面臨的倫理和安全問題，提高學(xué)生的倫理意識和責(zé)任感。

（5）基因工程的實際應(yīng)用和創(chuàng)新

基因工程的實際應(yīng)用和創(chuàng)新是基因工程領(lǐng)域的重要發(fā)展方向，但也是學(xué)生學(xué)習(xí)的難點。學(xué)生可能難以理解基因工程在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、環(huán)保等領(lǐng)域的應(yīng)用，以及如何運用基因工程解決實際問題。因此，教師需要通過案例分析和討論，幫助學(xué)生了解基因工程的實際應(yīng)用和創(chuàng)新方向，提高學(xué)生的創(chuàng)新意識和實踐能力。四、教學(xué)方法與策略

1.教學(xué)方法

（1）講授與討論相結(jié)合

在講授基因工程的基本原理和操作步驟時，采用講授法，清晰、準確地傳遞知識，幫助學(xué)生理解和掌握核心概念。在講解基因工程的安全性和倫理問題時，采用討論法，鼓勵學(xué)生積極參與，提出自己的觀點和看法，培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維和倫理意識。

（2）案例研究與項目導(dǎo)向?qū)W習(xí)

（3）實驗與觀察

2.教學(xué)活動

（1）角色扮演

設(shè)計一個角色扮演活動，讓學(xué)生分別扮演基因工程研究人員、倫理審查委員會成員、公眾代表等角色，通過模擬真實情境，讓學(xué)生深入理解基因工程的不同方面和面臨的挑戰(zhàn)。

（2）實驗操作

組織學(xué)生進行基因工程實驗操作，如PCR擴增、電泳檢測、轉(zhuǎn)化等，讓學(xué)生在實踐中學(xué)習(xí)和掌握基因工程的基本操作步驟和實驗技術(shù)。

（3）案例分析討論

提供具體的基因工程案例，如轉(zhuǎn)基因作物的環(huán)境安全問題、基因治療的倫理問題等，組織學(xué)生進行小組討論和分析，鼓勵學(xué)生提出自己的觀點和看法，培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維和分析能力。

（4）項目導(dǎo)向?qū)W習(xí)

設(shè)計一個基因工程項目，如改良作物的抗病性、設(shè)計基因治療方案等，讓學(xué)生在小組合作中完成項目任務(wù)，提高學(xué)生的實踐能力和團隊協(xié)作能力。

3.教學(xué)媒體和資源

（1）PPT和視頻

制作詳細的PPT演示文稿，包含清晰的圖表、圖片和關(guān)鍵概念，幫助學(xué)生理解和記憶基因工程的基本原理和操作步驟。同時，提供相關(guān)的視頻資源，如基因工程實驗操作視頻、基因工程應(yīng)用案例視頻等，幫助學(xué)生直觀地了解基因工程的技術(shù)和方法。

（2）在線工具和資源

利用在線工具和資源，如基因序列分析軟件、在線實驗?zāi)M軟件等，讓學(xué)生在課前和課后進行自主學(xué)習(xí)和探索，提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和實踐能力。五、教學(xué)流程

1.導(dǎo)入（5分鐘）

采用多媒體導(dǎo)入法，通過播放一段關(guān)于基因工程應(yīng)用的新聞報道，如轉(zhuǎn)基因作物的種植或基因治療的案例，引發(fā)學(xué)生的興趣和好奇心，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注基因工程的重要性和應(yīng)用。

2.新課呈現(xiàn)（10分鐘）

采用講授法，清晰、準確地介紹基因工程的定義、基本原理和操作步驟。通過PPT展示和講解，幫助學(xué)生理解和掌握核心概念。重點介紹基因工程的基本操作步驟，包括目的基因的獲取、基因載體的選擇和構(gòu)建、基因的轉(zhuǎn)化和表達等。

3.學(xué)生活動（10分鐘）

組織學(xué)生進行小組討論，討論基因工程在現(xiàn)實生活中的應(yīng)用和可能面臨的倫理問題。要求學(xué)生舉例說明基因工程在醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、環(huán)保等領(lǐng)域的應(yīng)用，并提出自己的觀點和看法。通過討論，培養(yǎng)學(xué)生對基因工程的認識和興趣。

4.鞏固練習(xí)（5分鐘）

提供一些練習(xí)題，包括選擇題、填空題和簡答題，讓學(xué)生鞏固所學(xué)的基因工程的基本原理和操作步驟。通過練習(xí)，檢查學(xué)生的理解和掌握情況，幫助學(xué)生鞏固所學(xué)知識。

5.總結(jié)反饋（5分鐘）

6.教學(xué)延伸（5分鐘）

介紹一些基因工程的最新研究和發(fā)展動態(tài)，如基因編輯技術(shù)、基因治療的應(yīng)用等。通過介紹，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和好奇心，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注基因工程的未來發(fā)展。同時，鼓勵學(xué)生進行自主學(xué)習(xí)和探索，提高學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新意識。

總用時：45分鐘六、教學(xué)資源拓展

1.拓展資源

（1）課外書籍

推薦學(xué)生閱讀以下課外書籍，以加深對基因工程及其延伸技術(shù)應(yīng)用廣泛的理解：

-《基因工程》（GeorgeL.Gens）

-《基因魔剪：基因編輯技術(shù)的前世今生》（SamuelH.Gellman）

-《基因治療：從理論到實踐》（ClaudioBagni）

-《基因工程與生物安全》（P.A.Whitehead）

（2）網(wǎng)絡(luò)資源

推薦學(xué)生訪問以下網(wǎng)站，以獲取更多關(guān)于基因工程及其延伸技術(shù)應(yīng)用廣泛的信息：

-國家基因庫（/）

-中國生物技術(shù)發(fā)展中心（/）

-國際遺傳工程與生物技術(shù)中心（/）

-美國基因工程網(wǎng)絡(luò)（/）

（3）實踐基地

建議學(xué)生參觀以下實踐基地，以親身體驗基因工程及其延伸技術(shù)的應(yīng)用：

-高校基因工程實驗室

-生物醫(yī)藥企業(yè)

-農(nóng)業(yè)科研機構(gòu)

-環(huán)保組織

2.拓展建議

（1）閱讀指定書籍

要求學(xué)生在課后閱讀推薦課外書籍，并撰寫讀書筆記，以加深對基因工程及其延伸技術(shù)應(yīng)用廣泛的理解。

（2）參加在線課程

建議學(xué)生參加以下在線課程，以獲取更多關(guān)于基因工程及其延伸技術(shù)應(yīng)用廣泛的知識：

-Coursera上的《基因工程與生物技術(shù)》課程

-edX上的《基因編輯：CRISPR技術(shù)》課程

-Udemy上的《基因治療：原理與實踐》課程

（3）參觀實踐基地

鼓勵學(xué)生利用周末或假期參觀實踐基地，以親身體驗基因工程及其延伸技術(shù)的應(yīng)用。在參觀前，要求學(xué)生了解實踐基地的相關(guān)背景和研究方向，以便在參觀過程中有目的地學(xué)習(xí)和思考。參觀后，要求學(xué)生撰寫參觀報告，分享自己的收獲和感悟。

（4）參與科研項目

鼓勵學(xué)生積極參與科研項目，如學(xué)校或社區(qū)的基因工程相關(guān)課題研究。在科研項目中，學(xué)生可以深入了解基因工程及其延伸技術(shù)的應(yīng)用，鍛煉自己的實踐能力和創(chuàng)新能力。

（5）開展科普宣傳活動

建議學(xué)生利用所學(xué)知識，開展科普宣傳活動，如制作科普海報、編寫科普文章、舉辦科普講座等。通過科普宣傳活動，提高公眾對基因工程及其延伸技術(shù)應(yīng)用廣泛的認知和理解，培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任感和公民意識。七、重點題型整理

1.基因工程的定義和基本原理

（1）題目：請簡要描述基因工程的定義和基本原理。

答案：基因工程是指通過分子生物學(xué)技術(shù)，對基因進行操作和改造，實現(xiàn)基因重組和轉(zhuǎn)移的技術(shù)?；驹戆康幕虻墨@取、基因載體的選擇和構(gòu)建、基因的轉(zhuǎn)化和表達等。

（2）題目：舉例說明基因工程在現(xiàn)實生活中的應(yīng)用。

答案：基因工程在醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、環(huán)保等領(lǐng)域的應(yīng)用，如基因治療、轉(zhuǎn)基因作物、生物降解等。

2.基因工程的基本操作步驟

（1）題目：請簡述基因工程的基本操作步驟。

答案：基因工程的基本操作步驟包括目的基因的獲取、基因載體的選擇和構(gòu)建、基因的轉(zhuǎn)化和表達等。

（2）題目：請舉例說明目的基因的獲取和鑒定方法。

答案：目的基因的獲取和鑒定方法包括提取、純化、PCR擴增、電泳檢測等。

3.基因工程的安全性和倫理問題

（1）題目：請簡述基因工程的安全性問題。

答案：基因工程的安全性問題包括基因治療的風(fēng)險、轉(zhuǎn)基因作物的環(huán)境安全和生態(tài)平衡問題等。

（2）題目：請舉例說明基因工程的倫理問題。

答案：基因工程的倫理問題包括基因治療在治療遺傳病方面的倫理問題、轉(zhuǎn)基因作物的環(huán)境安全和生態(tài)平衡問題等。

4.基因工程的實際應(yīng)用和創(chuàng)新

（1）題目：請舉例說明基因工程在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用。

答案：基因工程在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用包括轉(zhuǎn)基因作物的改良，如抗病性、抗蟲性、耐除草劑等。

（2）題目：請舉例說明基因工程在醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用。

答案：基因工程在醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用包括基因治療、疫苗的研制等。

5.基因工程的實驗操作

（1）題目：請簡述基因工程的實驗操作流程。

答案：基因工程的實驗操作流程包括目的基因的獲取、基因載體的選擇和構(gòu)建、基因的轉(zhuǎn)化和表達等。

（2）題目：請舉例說明基因工程的實驗操作技術(shù)。

答案：基因工程的實驗操作技術(shù)包括PCR擴增、電泳檢測、轉(zhuǎn)化等。八、作業(yè)布置與反饋

1.作業(yè)布置

（1）題目：請簡要描述基因工程的定義和基本原理，并舉例說明基因工程在現(xiàn)實生活中的應(yīng)用。

（2）題目：請簡述基因工程的基本操作步驟，并舉例說明目的基因的獲取和鑒定方法。

（3）題目：請簡述基因工程的安全性和倫理問題，并舉例說明基因工程的實際應(yīng)用和創(chuàng)新方向。

（4）題目：請簡述基因工程的實驗操作流程，并舉例說明基因工程的實驗操作技術(shù)。

2.作業(yè)反饋

（1）作業(yè)批改：及時批改學(xué)生的作業(yè)，指出存在的問題并給出改進建議。

（2）作業(yè)反饋：針對學(xué)生的作業(yè)，給予積極的反饋，鼓勵學(xué)生的學(xué)習(xí)進步。

（3）作業(yè)指導(dǎo)：針對學(xué)生在作業(yè)中遇到的問題，給予具體的指導(dǎo)和幫助，幫助學(xué)生理解和掌握基因工程的知識。

（4）作業(yè)總結(jié)：在作業(yè)批改和反饋過程中，總結(jié)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和存在的問題，為后續(xù)教學(xué)提供參考和改進方向。九、板書設(shè)計

①基因工程的定義和基本原理

-基因工程的定義：通過對基因進行操作和改造，實現(xiàn)基因重組和轉(zhuǎn)移的技術(shù)。

-基因工程的基本原理：目的基因的獲取、基因載體的選擇和構(gòu)建、基因的轉(zhuǎn)化和表達等。

②基因工程的基本操作步驟

-目的基因的獲?。禾崛　⒓兓?、PCR擴增等。

-基因載體的選擇和構(gòu)建：不同基因載體的特點和適用范圍。

-基因的轉(zhuǎn)化和表達：轉(zhuǎn)化方法的原理和應(yīng)用、表達產(chǎn)物的檢測和分析。

③基因工程的安全性和倫理問題

-基因工程的安全性問題：基因治療的風(fēng)險、轉(zhuǎn)基因作物的環(huán)境安全和生態(tài)平衡問題等。

-基因工程的倫理問題：基因治療在治療遺傳病方面的倫理問題、