高中生物 專題1 基因工程 1.2 基因工程的基本操作程序說課稿 新人教版選修3

高中生物專題1基因工程1.2基因工程的基本操作程序說課稿新人教版選修3學(xué)校授課教師課時(shí)授課班級(jí)授課地點(diǎn)教具課程基本信息1.課程名稱：高中生物專題1基因工程1.2基因工程的基本操作程序

2.教學(xué)年級(jí)和班級(jí)：高中二年級(jí)

3.授課時(shí)間：2023年10月20日

4.教學(xué)時(shí)數(shù)：1課時(shí)（45分鐘）核心素養(yǎng)目標(biāo)1.讓學(xué)生理解基因工程的基本操作程序，培養(yǎng)科學(xué)探究與創(chuàng)新思維。

2.通過分析基因工程的應(yīng)用，提高學(xué)生的實(shí)踐能力與問題解決能力。

3.增強(qiáng)學(xué)生對(duì)生物技術(shù)的興趣，培育學(xué)生的科學(xué)精神與社會(huì)責(zé)任感。學(xué)情分析本節(jié)課的對(duì)象是高中二年級(jí)的學(xué)生，他們已經(jīng)具備了一定的生物基礎(chǔ)知識(shí)，對(duì)生物學(xué)的概念和原理有初步的理解。在知識(shí)方面，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)過遺傳學(xué)的基本概念，如基因、DNA等，但可能對(duì)基因工程這一現(xiàn)代生物技術(shù)的具體操作程序較為陌生。在能力方面，學(xué)生具備基本的實(shí)驗(yàn)操作能力和數(shù)據(jù)分析能力，但可能缺乏獨(dú)立進(jìn)行復(fù)雜實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和解決問題的經(jīng)驗(yàn)。

學(xué)生的行為習(xí)慣方面，他們已經(jīng)適應(yīng)了高中階段的學(xué)習(xí)節(jié)奏，能夠按時(shí)完成作業(yè)和參與課堂討論，但可能存在對(duì)理論知識(shí)重視有余，而對(duì)實(shí)踐操作和實(shí)際應(yīng)用關(guān)注不足的情況。此外，學(xué)生在學(xué)習(xí)新知識(shí)時(shí)可能存在一定的畏難情緒，需要通過引導(dǎo)和激勵(lì)來提高他們的學(xué)習(xí)積極性。

在課程學(xué)習(xí)的影響上，學(xué)生對(duì)基因工程這一現(xiàn)代生物技術(shù)表現(xiàn)出濃厚的興趣，這有助于激發(fā)他們的學(xué)習(xí)動(dòng)力。然而，由于基因工程涉及復(fù)雜的生物技術(shù)和精細(xì)的操作，學(xué)生可能會(huì)感到一定程度的難度，需要教師在教學(xué)中注重理論與實(shí)踐的結(jié)合，幫助學(xué)生克服學(xué)習(xí)上的困難。教學(xué)資源-教科書：《新人教版高中生物選修3基因工程》

-多媒體教學(xué)設(shè)備（投影儀、電腦）

-實(shí)驗(yàn)室設(shè)備（用于模擬基因工程的實(shí)驗(yàn)器材）

-網(wǎng)絡(luò)資源（基因工程相關(guān)論文、視頻資料）

-教學(xué)PPT

-實(shí)驗(yàn)操作手冊(cè)

-小組討論指南教學(xué)過程1.導(dǎo)入新課

-（教師）同學(xué)們，大家好！今天我們將進(jìn)入一個(gè)充滿科技魅力的領(lǐng)域——基因工程。請(qǐng)大家回想一下，我們?cè)谶z傳學(xué)中學(xué)到了哪些基礎(chǔ)知識(shí)？比如，什么是基因？基因在生物體中扮演著怎樣的角色？

-（學(xué)生）基因是控制生物遺傳特征的基本單位，它們攜帶遺傳信息，決定生物的性狀。

-（教師）非常好！那么，如果我們能夠?qū)蜻M(jìn)行操作，會(huì)帶來怎樣的變革呢？這就是我們今天要學(xué)習(xí)的內(nèi)容——基因工程的基本操作程序。

2.知識(shí)講解

-（教師）首先，請(qǐng)大家打開教科書第1頁，我們來看一下基因工程的定義?；蚬こ蹋卜Q為遺傳工程，是指通過分子生物學(xué)技術(shù)對(duì)生物體基因進(jìn)行定向修改，以改變其遺傳特征的一門科學(xué)。

-（教師）基因工程的基本操作程序主要包括四個(gè)步驟：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)胞以及目的基因的檢測與表達(dá)。

-（教師）接下來，我們逐一學(xué)習(xí)這些步驟。首先是目的基因的獲取。目的基因是指我們希望轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞中的基因。獲取目的基因的方法有很多，比如從生物體中直接提取，或者通過基因合成技術(shù)合成。

3.案例分析

-（教師）現(xiàn)在，我們來看一個(gè)具體的案例。假設(shè)我們想將一種抗病基因轉(zhuǎn)移到水稻中，以提高其抗病性。請(qǐng)大家思考一下，我們應(yīng)該如何獲取這個(gè)目的基因？

-（學(xué)生）我們可以從抗病性較強(qiáng)的水稻品種中提取這個(gè)基因。

-（教師）非常好！那么，接下來我們?cè)撛趺崔k呢？

-（學(xué)生）我們需要構(gòu)建一個(gè)基因表達(dá)載體，將目的基因插入其中。

-（教師）正確?；虮磉_(dá)載體是基因工程中的關(guān)鍵部分，它能夠?qū)⒛康幕蛴行У貙?dǎo)入受體細(xì)胞，并確保目的基因在受體細(xì)胞中正常表達(dá)。

4.實(shí)驗(yàn)?zāi)M

-（教師）下面，我們將進(jìn)行一個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)M，以了解基因表達(dá)載體的構(gòu)建過程。請(qǐng)大家分成小組，每組將得到一套實(shí)驗(yàn)器材，包括DNA分子模型、限制性內(nèi)切酶、連接酶等。

-（教師）首先，我們需要選擇一個(gè)合適的載體，比如質(zhì)粒。然后，使用限制性內(nèi)切酶切割載體和目的基因，使它們產(chǎn)生相同的黏性末端。

-（教師）接下來，我們將目的基因與載體連接起來，形成重組DNA分子。這個(gè)過程需要用到連接酶。

-（教師）最后，我們將重組DNA分子導(dǎo)入受體細(xì)胞中，比如大腸桿菌。請(qǐng)大家按照實(shí)驗(yàn)步驟操作，并觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

5.課堂討論

-（教師）實(shí)驗(yàn)完成后，請(qǐng)大家回到座位上，我們來討論一下實(shí)驗(yàn)中的關(guān)鍵步驟和可能出現(xiàn)的問題。首先，請(qǐng)大家分享一下自己小組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

-（學(xué)生）我們小組成功構(gòu)建了重組DNA分子，并將其導(dǎo)入大腸桿菌中。

-（教師）很好！那么，在實(shí)驗(yàn)過程中，你們遇到了哪些困難？

-（學(xué)生）我們?cè)谇懈钶d體和目的基因時(shí)，發(fā)現(xiàn)有時(shí)候切割的黏性末端不太匹配，導(dǎo)致連接效率較低。

-（教師）這是一個(gè)常見的問題。在實(shí)驗(yàn)中，我們需要確保切割的黏性末端完全匹配，以提高連接效率。

6.總結(jié)反饋

-（教師）通過今天的實(shí)驗(yàn)和討論，我們了解了基因工程的基本操作程序。大家在這個(gè)過程中積極參與，表現(xiàn)出了很高的學(xué)習(xí)熱情和實(shí)驗(yàn)技能。

-（教師）基因工程作為一門現(xiàn)代生物技術(shù)，在農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。希望同學(xué)們能夠?qū)⑺鶎W(xué)知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際生活中，為科學(xué)發(fā)展和人類福祉做出貢獻(xiàn)。

-（教師）最后，我想給大家布置一個(gè)小作業(yè)。請(qǐng)大家根據(jù)今天的學(xué)習(xí)內(nèi)容，寫一篇關(guān)于基因工程應(yīng)用的短文，字?jǐn)?shù)不限，要求條理清晰，觀點(diǎn)明確。

7.課堂結(jié)束

-（教師）好了，今天的課就到這里。感謝大家的積極參與，下課！知識(shí)點(diǎn)梳理一、基因工程概述

1.基因工程的定義：基因工程，也稱為遺傳工程，是指通過分子生物學(xué)技術(shù)對(duì)生物體基因進(jìn)行定向修改，以改變其遺傳特征的一門科學(xué)。

2.基因工程的意義：基因工程在農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，能夠解決許多傳統(tǒng)方法難以解決的問題，推動(dòng)生物科學(xué)的發(fā)展。

二、基因工程的基本操作程序

1.目的基因的獲取

-目的基因的來源：可以從生物體中直接提取，或者通過基因合成技術(shù)合成。

-獲取方法：分子克隆、PCR擴(kuò)增、基因合成等。

2.基因表達(dá)載體的構(gòu)建

-載體的選擇：常用的載體有質(zhì)粒、噬菌體、病毒等。

-構(gòu)建過程：切割載體和目的基因，連接載體和目的基因，形成重組DNA分子。

3.將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞

-受體細(xì)胞的選擇：常用的受體細(xì)胞有大腸桿菌、酵母菌、動(dòng)植物細(xì)胞等。

-轉(zhuǎn)化方法：化學(xué)轉(zhuǎn)化、電轉(zhuǎn)化、基因槍轉(zhuǎn)化等。

4.目的基因的檢測與表達(dá)

-檢測方法：PCR檢測、Southernblotting、Westernblotting等。

-表達(dá)調(diào)控：啟動(dòng)子、終止子、信號(hào)肽等。

三、基因工程的應(yīng)用

1.農(nóng)業(yè)領(lǐng)域：抗病抗蟲植物、轉(zhuǎn)基因作物、生物肥料等。

2.醫(yī)學(xué)領(lǐng)域：基因治療、疾病診斷、藥物研發(fā)等。

3.環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域：生物降解、生物修復(fù)、生物制藥等。

四、基因工程的安全性問題

1.食品安全：轉(zhuǎn)基因食品對(duì)人體健康的影響。

2.生態(tài)安全：轉(zhuǎn)基因生物對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響。

3.法律倫理：基因編輯技術(shù)的倫理問題。

五、基因工程的發(fā)展趨勢(shì)

1.精準(zhǔn)醫(yī)療：個(gè)性化醫(yī)療、基因診斷、基因治療等。

2.人工智能：基因數(shù)據(jù)分析、生物信息學(xué)等。

3.生物經(jīng)濟(jì)：生物制藥、生物能源、生物材料等。教學(xué)反思與改進(jìn)在完成基因工程的基本操作程序這一節(jié)課的教學(xué)后，我深感教學(xué)過程中的點(diǎn)滴細(xì)節(jié)對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果有著至關(guān)重要的影響。以下是我對(duì)本次教學(xué)的一些反思和改進(jìn)措施。

1.設(shè)計(jì)反思活動(dòng)

為了評(píng)估本次教學(xué)的效果，我計(jì)劃在下一堂課前進(jìn)行一次簡短的復(fù)習(xí)和討論活動(dòng)。我會(huì)提出一些針對(duì)性的問題，比如讓學(xué)生描述基因工程的基本操作步驟，或者討論在實(shí)驗(yàn)?zāi)M中遇到的困難和解決方案。這樣不僅能夠檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度，還能讓我及時(shí)發(fā)現(xiàn)他們?cè)诶斫馍系恼`區(qū)。

同時(shí)，我還會(huì)讓學(xué)生填寫一份匿名反饋問卷，收集他們對(duì)本次課程的看法，包括哪些部分講解得不清楚，哪些部分他們特別感興趣，以及他們對(duì)教學(xué)方式的建議。這些反饋將幫助我更好地了解學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，為未來的教學(xué)提供參考。

2.制定改進(jìn)措施

根據(jù)學(xué)生的反饋和我在課堂上的觀察，我制定了以下改進(jìn)措施：

-加強(qiáng)理論與實(shí)踐的結(jié)合：在講解基因工程的基本操作程序時(shí)，我會(huì)更多地結(jié)合實(shí)際案例，讓學(xué)生了解這些理論在實(shí)際應(yīng)用中的重要性。

-提高實(shí)驗(yàn)?zāi)M的互動(dòng)性：在實(shí)驗(yàn)?zāi)M環(huán)節(jié)，我會(huì)鼓勵(lì)學(xué)生更加積極地參與進(jìn)來，比如通過小組競賽或者角色扮演的方式，讓學(xué)生在互動(dòng)中學(xué)習(xí)。

-強(qiáng)化難點(diǎn)知識(shí)的講解：對(duì)于學(xué)生反映難以理解的部分，如基因表達(dá)載體的構(gòu)建過程，我會(huì)準(zhǔn)備更多的教學(xué)輔助材料，如動(dòng)畫演示或?qū)嵨锬Ｐ?，以幫助學(xué)生更好地理解。

-適時(shí)調(diào)整教學(xué)進(jìn)度：我會(huì)根據(jù)學(xué)生的接受程度適時(shí)調(diào)整教學(xué)進(jìn)度，確保每個(gè)學(xué)生都能夠跟上課程的節(jié)奏，不會(huì)因?yàn)檫M(jìn)度過快而感到困惑。

-增加課堂討論環(huán)節(jié)：我會(huì)增加更多的課堂討論環(huán)節(jié)，讓學(xué)生有機(jī)會(huì)表達(dá)自己的觀點(diǎn)，同時(shí)也能夠通過討論加深對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解。

在未來的教學(xué)中，我將根據(jù)這些改進(jìn)措施調(diào)整教學(xué)策略，以期達(dá)到更好的教學(xué)效果。我相信，通過不斷的教學(xué)反思和改進(jìn)，我們能夠?yàn)閷W(xué)生提供更加優(yōu)質(zhì)的教學(xué)體驗(yàn)，幫助他們更好地掌握基因工程這一重要的現(xiàn)代生物技術(shù)。板書設(shè)計(jì)1.基因工程概述

①基因工程的定義

②基因工程的應(yīng)用領(lǐng)域

③基因工程的發(fā)展趨勢(shì)

2.基因工程的基本操作程序

①目的基因的獲取

②基因表達(dá)載體的構(gòu)建

③將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞

④目的基因的