3.2 基因工程的基本操作程序 教學(xué)設(shè)計(jì) 2023-2024學(xué)年高二下學(xué)期生物人教版選擇性必修3

3.2基因工程的基本操作程序教學(xué)設(shè)計(jì)2023—2024學(xué)年高二下學(xué)期生物人教版選擇性必修3學(xué)校授課教師課時(shí)授課班級授課地點(diǎn)教具教學(xué)內(nèi)容分析本節(jié)課的主要教學(xué)內(nèi)容來自于人教版選擇性必修3第3章第2節(jié)“基因工程的基本操作程序”。這部分內(nèi)容主要介紹了基因工程的操作步驟，包括目的基因的獲取、基因表達(dá)載體的構(gòu)建、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞、目的基因的檢測與鑒定等。這些操作步驟對于學(xué)生理解基因工程的基本原理和應(yīng)用具有重要意義。

教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生已有知識的聯(lián)系主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1.學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了生物學(xué)基礎(chǔ)知識，包括細(xì)胞結(jié)構(gòu)、遺傳信息的傳遞等，這些知識為理解基因工程的基本操作程序奠定了基礎(chǔ)。

2.學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了基因的概念和基因表達(dá)的調(diào)控，這些知識有助于理解基因工程中目的基因的獲取和表達(dá)載體的構(gòu)建。

3.學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了微生物學(xué)和細(xì)胞培養(yǎng)的基本技術(shù)，這些技術(shù)為基因工程中的受體細(xì)胞培養(yǎng)和目的基因的導(dǎo)入提供了基礎(chǔ)。核心素養(yǎng)目標(biāo)1.科學(xué)思維：通過學(xué)習(xí)基因工程的基本操作程序，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用科學(xué)思維分析和解決問題的能力，如邏輯思維、批判性思維和創(chuàng)造性思維。

2.科學(xué)探究：培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用實(shí)驗(yàn)技能和科學(xué)方法進(jìn)行基因工程操作的能力，如目的基因的獲取、基因表達(dá)載體的構(gòu)建等。

3.社會(huì)責(zé)任：通過學(xué)習(xí)基因工程在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、環(huán)保等方面的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生關(guān)注社會(huì)熱點(diǎn)問題，運(yùn)用所學(xué)知識參與社會(huì)決策的能力。

4.信息處理：培養(yǎng)學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)資源、文獻(xiàn)等獲取和處理信息的能力，為基因工程的學(xué)習(xí)和研究提供支持。

5.團(tuán)隊(duì)合作：通過小組討論、實(shí)驗(yàn)操作等形式，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識和能力。

6.生命觀念：通過學(xué)習(xí)基因工程的基本操作程序，培養(yǎng)學(xué)生對生命科學(xué)的基本認(rèn)識，如生命的多樣性、生命的本質(zhì)等。

7.科學(xué)態(tài)度與價(jià)值觀：培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，尊重生命，關(guān)注人類福祉，樹立正確的價(jià)值觀。學(xué)情分析1.學(xué)生層次：本節(jié)課面向的是高二下學(xué)期的學(xué)生，他們已經(jīng)具備了一定的生物學(xué)基礎(chǔ)知識，如細(xì)胞結(jié)構(gòu)、遺傳信息的傳遞等。然而，學(xué)生在基因工程方面的知識可能較為薄弱，需要教師進(jìn)行引導(dǎo)和講解。

2.知識、能力、素質(zhì)方面：學(xué)生在生物學(xué)基礎(chǔ)知識方面有一定的積累，但在基因工程方面的知識和技能還需要進(jìn)一步培養(yǎng)。學(xué)生的邏輯思維、批判性思維和創(chuàng)造性思維能力有待提高，尤其是在解決實(shí)際問題中的應(yīng)用能力。此外，學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識和社會(huì)責(zé)任感也需要加強(qiáng)。

3.行為習(xí)慣：學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中可能存在一定的依賴心理，需要教師鼓勵(lì)自主學(xué)習(xí)和探究。同時(shí)，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作和信息處理方面可能存在一定的困難，需要教師提供指導(dǎo)和幫助。

4.對課程學(xué)習(xí)的影響：學(xué)生在學(xué)習(xí)基因工程時(shí)可能會(huì)感到抽象和難以理解，因此需要教師采用生動(dòng)形象的例子和實(shí)際案例來幫助他們理解和掌握。此外，學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度和價(jià)值觀也會(huì)影響他們對基因工程的認(rèn)識和應(yīng)用，因此教師需要引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的科學(xué)態(tài)度和價(jià)值觀。

5.學(xué)生需求：學(xué)生對基因工程的應(yīng)用領(lǐng)域如農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、環(huán)保等可能感興趣，因此教師可以結(jié)合這些領(lǐng)域進(jìn)行教學(xué)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。同時(shí)，學(xué)生需要更多的實(shí)踐機(jī)會(huì)來提高他們的實(shí)驗(yàn)技能和科學(xué)方法的應(yīng)用能力。

6.學(xué)生困難：學(xué)生在學(xué)習(xí)基因工程時(shí)可能會(huì)遇到一些難點(diǎn)，如目的基因的獲取、基因表達(dá)載體的構(gòu)建等。教師需要對這些難點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)的講解和示范，幫助學(xué)生克服困難。

7.學(xué)生期望：學(xué)生期望通過學(xué)習(xí)基因工程的基本操作程序，能夠了解基因工程的應(yīng)用領(lǐng)域和實(shí)際意義，提高自己的科學(xué)素養(yǎng)和應(yīng)用能力。教師需要滿足學(xué)生的期望，為他們提供豐富的學(xué)習(xí)資源和實(shí)踐機(jī)會(huì)。教學(xué)資源1.軟硬件資源：多媒體投影儀、白板、電腦、顯微鏡、實(shí)驗(yàn)器材等。

2.課程平臺(tái)：人教版選擇性必修3教材、教學(xué)PPT、教學(xué)視頻等。

3.信息化資源：網(wǎng)絡(luò)資源、生物學(xué)相關(guān)期刊論文、在線課程等。

4.教學(xué)手段：講授、演示、小組討論、實(shí)驗(yàn)操作、問題解決等。

5.輔助工具：實(shí)驗(yàn)手冊、參考書籍、學(xué)習(xí)卡片等。教學(xué)過程設(shè)計(jì)1.導(dǎo)入新課（5分鐘）

目標(biāo)：激發(fā)學(xué)生對基因工程的興趣和好奇心。

過程：通過展示基因工程在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、環(huán)保等領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用案例，讓學(xué)生了解基因工程的重要性和實(shí)際意義。

2.基因工程的基本概念（10分鐘）

目標(biāo)：使學(xué)生理解基因工程的基本概念和原理。

過程：通過講解基因工程的基本概念和原理，結(jié)合生動(dòng)形象的例子，幫助學(xué)生理解基因工程的核心內(nèi)容。

3.基因工程的基本操作程序（20分鐘）

目標(biāo)：使學(xué)生掌握基因工程的基本操作程序。

過程：通過講解基因工程的基本操作程序，結(jié)合實(shí)驗(yàn)演示，幫助學(xué)生掌握基因工程的操作步驟。

4.學(xué)生小組討論（10分鐘）

目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識分析和解決問題的能力。

過程：將學(xué)生分成小組，讓學(xué)生結(jié)合所學(xué)知識，討論基因工程在實(shí)際應(yīng)用中可能遇到的問題和解決方案。

5.課堂展示與點(diǎn)評（15分鐘）

目標(biāo)：提高學(xué)生的表達(dá)能力和批判性思維能力。

過程：邀請學(xué)生進(jìn)行課堂展示，展示他們對基因工程的理解和應(yīng)用，教師進(jìn)行點(diǎn)評和指導(dǎo)。

6.課堂小結(jié)（5分鐘）

目標(biāo)：幫助學(xué)生鞏固所學(xué)知識。

過程：教師對課堂內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)，強(qiáng)調(diào)基因工程的基本概念和操作步驟，回答學(xué)生提出的問題。拓展與延伸1.基因工程在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用：提供關(guān)于基因工程在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用案例，如轉(zhuǎn)基因作物的研發(fā)、抗病抗蟲作物的培育等。

2.基因工程在醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用：提供關(guān)于基因工程在醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用案例，如基因治療、生物制藥等。

3.基因工程在環(huán)保領(lǐng)域的應(yīng)用：提供關(guān)于基因工程在環(huán)保領(lǐng)域的應(yīng)用案例，如生物降解、生物監(jiān)測等。

4.基因工程倫理與社會(huì)問題：提供關(guān)于基因工程倫理和社會(huì)問題的案例，如轉(zhuǎn)基因食品安全、基因隱私等。

5.基因工程與生物技術(shù)發(fā)展趨勢：提供關(guān)于基因工程和生物技術(shù)發(fā)展趨勢的信息，如基因編輯技術(shù)、合成生物學(xué)等。

6.基因工程相關(guān)學(xué)科知識：提供關(guān)于基因工程相關(guān)學(xué)科知識的信息，如分子生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)等。

7.基因工程實(shí)驗(yàn)技術(shù)：提供關(guān)于基因工程實(shí)驗(yàn)技術(shù)的信息，如基因克隆、基因表達(dá)等。

8.基因工程與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)：提供關(guān)于基因工程與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的信息，如基因檢測公司、生物技術(shù)創(chuàng)業(yè)等。

9.基因工程教育與培訓(xùn)：提供關(guān)于基因工程教育與培訓(xùn)的信息，如基因工程課程、生物技術(shù)培訓(xùn)班等。

10.基因工程與國際合作：提供關(guān)于基因工程與國際合作的信息，如國際基因工程會(huì)議、國際合作項(xiàng)目等。教學(xué)反思與改進(jìn)在本節(jié)課的教學(xué)過程中，我發(fā)現(xiàn)學(xué)生在理解基因工程的基本操作程序方面存在一定的困難。此外，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作和信息處理方面也表現(xiàn)出一定的不足。同時(shí)，學(xué)生在課堂討論和小組合作中的參與度不高，影響了教學(xué)效果。

2.改進(jìn)措施：

為了改進(jìn)教學(xué)效果，我計(jì)劃在未來的教學(xué)中采取以下措施：

首先，針對學(xué)生對基因工程基本操作程序的理解困難，我將設(shè)計(jì)更多的實(shí)際案例和實(shí)驗(yàn)操作，幫助學(xué)生更好地理解和掌握基因工程的操作步驟。

其次，為了提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作和信息處理能力，我將提供更多的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)和信息處理資源，幫助學(xué)生提高實(shí)驗(yàn)操作的準(zhǔn)確性和信息處理的效率。

再次，為了提高學(xué)生的課堂參與度和合作意識，我將設(shè)計(jì)更多的課堂討論和小組合作活動(dòng)，鼓勵(lì)學(xué)生積極參與課堂討論和小組合作，提高學(xué)生的課堂參與度和合作意識。

最后，為了提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)力，我將結(jié)合基因工程的應(yīng)用領(lǐng)域，如農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、環(huán)保等，提供更多的實(shí)際案例和應(yīng)用實(shí)例，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)力。內(nèi)容邏輯關(guān)系重點(diǎn)知識點(diǎn)：基因工程、基因、基因表達(dá)、基因轉(zhuǎn)移、基因編輯等。

板書設(shè)計(jì)：

-基因工程：通過基因轉(zhuǎn)移和基因編輯技術(shù)，改變生物體的遺傳特征。

-基因：控制生物體特有性狀的遺傳信息單位。

-基因表達(dá)：基因在生物體內(nèi)的表達(dá)和翻譯過程。

-基因轉(zhuǎn)移：將外源基因?qū)胧荏w細(xì)胞的過程。

-基因編輯：通過分子生物學(xué)技術(shù)對基因進(jìn)行定點(diǎn)修改的過程。

2.基因工程的基本操作程序

重點(diǎn)知識點(diǎn)：目的基因的獲取、基因表達(dá)載體的構(gòu)建、目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞、目的基因的檢測與鑒定等。

板書設(shè)計(jì)：

-目的基因的獲?。和ㄟ^分子生物學(xué)技術(shù)從生物體中提取目的基因。

-基因表達(dá)載體的構(gòu)建：將目的基因插入載體DNA中，構(gòu)建成可以表達(dá)目的基因的載體。

-目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞：通過轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)染等方法，將基因表達(dá)載體導(dǎo)入受體細(xì)胞。

-目的基因的檢測與鑒定：通過分子生物學(xué)技術(shù)檢測和鑒定目的基因在受體細(xì)胞中的表達(dá)和功能。

3.基因工程的應(yīng)用領(lǐng)域

重點(diǎn)知識點(diǎn)：農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、環(huán)保等。

板書設(shè)計(jì)：

-農(nóng)業(yè)：轉(zhuǎn)基因作物、抗病抗蟲作物、動(dòng)物繁殖等。

-醫(yī)藥：基因治療、生物制藥、疫苗研發(fā)等。

-環(huán)保：生物降解、生物監(jiān)測、環(huán)境修復(fù)等。作業(yè)布置與反饋?zhàn)鳂I(yè)布置：

1.完成教材第3章第2節(jié)的習(xí)題，加深對基因工程基本操作程序的理解。

2.收集和整理基因工程在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、環(huán)保等領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用案例，了解基因工程的應(yīng)用價(jià)值。

3.設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的基因工程實(shí)驗(yàn)方案，包括目的基因的獲取、基因表達(dá)載體的構(gòu)建、目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞等步驟。

4.撰寫一篇關(guān)于基因工程倫理和社會(huì)問題的短文，闡述自己的觀點(diǎn)和看法。

作業(yè)反饋：

1.針對教材習(xí)題的完成情況，指出學(xué)生在理解和掌握基因工程基本操作程序方面存在的問題，并提供相應(yīng)的改進(jìn)建議。

2.對學(xué)生收集和整理的基因工程應(yīng)用案例進(jìn)行評價(jià)，指出其中的亮點(diǎn)和不足，鼓勵(lì)學(xué)生繼續(xù)深入研究和探討。

3.對學(xué)生設(shè)計(jì)的基因工程實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行評價(jià)，指出方案的可行性和存在的問題，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行修改和完善。

4.對學(xué)生撰寫的關(guān)于基因工程倫理和社會(huì)問題的短文進(jìn)行評價(jià)，指出其中的觀點(diǎn)和論述的準(zhǔn)確性，鼓勵(lì)學(xué)生繼續(xù)思考和探討。典型例題講解例題1：請簡述基因工程的基本操作程序。

答案：基因工程的基本操作程序包括目的基因的獲取、基因表達(dá)載體的構(gòu)建、目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞、目的基因的檢測與鑒定等步驟。

例題2：請解釋什么是基因表達(dá)。

答案：基因表達(dá)是指基因在生物體內(nèi)的表達(dá)和翻譯過程，包括基因的轉(zhuǎn)錄和翻譯兩個(gè)階段。

例題3：請描述如何獲取目的基因。

答案：獲取目的基因的方法包括從生物體中提取DNA，通過PCR擴(kuò)增特定基因片段，或者通過基因克隆技術(shù)從基因文庫中篩選目的基因等。

例題4：請解釋基因表達(dá)載體的構(gòu)建過程。

答案：基因表達(dá)載體的構(gòu)建過程包括將目的基因插入載體DNA中，構(gòu)建成可以表達(dá)目的基因的載體。載體DNA通常包括啟動(dòng)子、終止子和選擇性標(biāo)記等元件。

例題5：請描述目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞的方法。

答案：目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞的方法包括轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)染等方法。轉(zhuǎn)化是指將目的基因通過細(xì)菌等微生物的攝取作用導(dǎo)入受體細(xì)胞；轉(zhuǎn)染是指通過脂質(zhì)體、病毒等介質(zhì)將目