江西省萬載縣高中生物 第六章 從雜交育種到基因工程 6.2 基因工程及其應(yīng)用教學(xué)實錄 新人教版必修2

江西省萬載縣高中生物第六章從雜交育種到基因工程6.2基因工程及其應(yīng)用教學(xué)實錄新人教版必修2授課內(nèi)容授課時數(shù)授課班級授課人數(shù)授課地點授課時間課程基本信息1.課程名稱：江西省萬載縣高中生物第六章從雜交育種到基因工程6.2基因工程及其應(yīng)用教學(xué)實錄

2.教學(xué)年級和班級：高一年級（1）班

3.授課時間：2023年4月15日上午第二節(jié)課

4.教學(xué)時數(shù)：1課時核心素養(yǎng)目標(biāo)1.培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力，通過基因工程實驗操作，讓學(xué)生體驗科學(xué)研究的過程，提高問題提出、實驗設(shè)計、數(shù)據(jù)分析等能力。

2.強化學(xué)生的生物技術(shù)應(yīng)用意識，理解基因工程在農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生對生物技術(shù)發(fā)展的興趣。

3.培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任感，認(rèn)識到基因工程在解決人類面臨的生物問題中的重要作用，引導(dǎo)學(xué)生思考科技發(fā)展與倫理道德的關(guān)系。教學(xué)難點與重點1.教學(xué)重點：

-重點掌握基因工程的定義、基本原理和操作步驟，包括目的基因的獲取、基因表達(dá)載體的構(gòu)建、基因的導(dǎo)入和表達(dá)。

-理解基因工程在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，如抗蟲、抗病作物的培育，以及轉(zhuǎn)基因動植物的特性。

-掌握基因工程在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用，如基因治療、藥物生產(chǎn)等實例。

2.教學(xué)難點：

-理解基因表達(dá)載體的構(gòu)建過程，包括啟動子、終止子和標(biāo)記基因的選擇和組合。

-掌握基因?qū)氲姆椒ê瓦x擇合適的受體細(xì)胞，如農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法等。

-分析基因工程技術(shù)的倫理問題，包括生物安全、基因污染和基因歧視等。

-在實驗操作中，如何確保實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性和重復(fù)性，以及如何處理實驗失敗的情況。教學(xué)方法與策略1.采用講授法結(jié)合案例研究，詳細(xì)講解基因工程的基本原理和操作步驟，幫助學(xué)生建立系統(tǒng)的知識框架。

2.設(shè)計小組討論活動，讓學(xué)生分析基因工程在農(nóng)業(yè)和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用案例，培養(yǎng)批判性思維和團(tuán)隊合作能力。

3.實施實驗操作教學(xué)，通過模擬基因工程實驗，讓學(xué)生親自動手，體驗基因工程技術(shù)的實際應(yīng)用。

4.利用多媒體教學(xué)資源，如視頻、動畫和圖表，直觀展示基因工程的操作過程和結(jié)果，增強學(xué)生的理解。教學(xué)過程一、導(dǎo)入新課

1.老師角色：以提問的方式引入新課。

-提問：同學(xué)們，我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了雜交育種的相關(guān)知識，那么在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中，還有哪些更高級的育種方法呢？

-學(xué)生角色：思考并回答。

2.老師總結(jié)：是的，基因工程就是其中的一種。今天，我們將一起探究基因工程及其應(yīng)用。

二、新課講授

1.老師角色：講解基因工程的定義和基本原理。

-提問：什么是基因工程？

-學(xué)生角色：回答：基因工程是指利用分子生物學(xué)和分子遺傳學(xué)的原理，通過人工操作，將特定的基因從一個生物體轉(zhuǎn)移到另一個生物體中，從而改變生物體的遺傳特征。

2.老師角色：講解基因工程的基本原理。

-講解：基因工程的基本原理主要包括基因的識別、基因的克隆、基因的修飾和基因的轉(zhuǎn)移等。

3.老師角色：展示基因工程的操作步驟。

-講解：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、基因的導(dǎo)入和表達(dá)。

4.老師角色：講解基因工程在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。

-講解：基因工程在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用主要包括抗蟲、抗病作物的培育，以及轉(zhuǎn)基因動植物的特性。

5.老師角色：講解基因工程在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用。

-講解：基因工程在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用主要包括基因治療、藥物生產(chǎn)等。

三、案例分析

1.老師角色：展示基因工程應(yīng)用案例，如轉(zhuǎn)基因抗蟲棉、轉(zhuǎn)基因抗病水稻等。

-展示：展示轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的生長過程、抗蟲效果以及與傳統(tǒng)抗蟲方法的對比。

-學(xué)生角色：觀察并思考。

2.老師角色：引導(dǎo)學(xué)生分析案例，探討轉(zhuǎn)基因作物的優(yōu)缺點。

-講解：轉(zhuǎn)基因作物的優(yōu)點包括抗蟲、抗病、提高產(chǎn)量等；缺點包括可能存在食品安全問題、環(huán)境風(fēng)險等。

四、小組討論

1.老師角色：將學(xué)生分成小組，要求每個小組討論以下問題：

-轉(zhuǎn)基因作物的安全性；

-基因工程技術(shù)的倫理問題；

-基因工程在我國的現(xiàn)狀與發(fā)展。

2.學(xué)生角色：積極參與討論，分享自己的觀點和見解。

五、實驗操作

1.老師角色：講解基因工程實驗操作的基本步驟，如目的基因的獲取、基因表達(dá)載體的構(gòu)建等。

-講解：實驗操作的基本步驟包括目的基因的獲取、基因表達(dá)載體的構(gòu)建、基因的導(dǎo)入和表達(dá)。

2.學(xué)生角色：按照實驗步驟進(jìn)行操作，體驗基因工程技術(shù)的實際應(yīng)用。

六、課堂小結(jié)

1.老師角色：總結(jié)本節(jié)課的主要內(nèi)容。

-總結(jié)：本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了基因工程的定義、基本原理、操作步驟以及在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用。

2.學(xué)生角色：回顧本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，鞏固知識。

七、課后作業(yè)

1.老師角色：布置課后作業(yè)，要求學(xué)生完成以下任務(wù)：

-閱讀教材相關(guān)章節(jié)，加深對基因工程的理解；

-收集關(guān)于基因工程應(yīng)用的實例，撰寫一篇報告；

-思考基因工程技術(shù)的倫理問題，撰寫一篇短文。

2.學(xué)生角色：按照要求完成課后作業(yè)，鞏固所學(xué)知識。教學(xué)資源拓展1.拓展資源：

-《基因工程：原理與應(yīng)用》教材，詳細(xì)介紹了基因工程的基本概念、技術(shù)方法以及在各領(lǐng)域的應(yīng)用案例。

-《現(xiàn)代生物技術(shù)導(dǎo)論》書籍，提供了生物技術(shù)領(lǐng)域的基礎(chǔ)知識和最新發(fā)展動態(tài)。

-《生物技術(shù)實驗手冊》教材，包含基因工程實驗操作的具體步驟和注意事項。

2.拓展建議：

-鼓勵學(xué)生閱讀《基因工程：原理與應(yīng)用》教材，深入了解基因工程的理論基礎(chǔ)和應(yīng)用前景。

-引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注《現(xiàn)代生物技術(shù)導(dǎo)論》中的相關(guān)章節(jié)，了解生物技術(shù)領(lǐng)域的最新研究進(jìn)展。

-組織學(xué)生參觀生物技術(shù)實驗室或農(nóng)業(yè)科技園區(qū)，實地了解基因工程技術(shù)的應(yīng)用和研究成果。

-鼓勵學(xué)生參與生物技術(shù)相關(guān)的科技創(chuàng)新活動，如參加生物奧林匹克競賽、科技小發(fā)明等。

-建議學(xué)生通過查閱圖書館資料、學(xué)術(shù)期刊等途徑，了解基因工程在醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域的應(yīng)用案例。

-組織學(xué)生開展小組討論，探討基因工程技術(shù)的倫理問題，如生物安全、基因歧視等。

-鼓勵學(xué)生關(guān)注國內(nèi)外生物技術(shù)領(lǐng)域的新聞動態(tài)，了解基因工程技術(shù)的最新應(yīng)用和發(fā)展趨勢。

-建議學(xué)生通過在線學(xué)習(xí)平臺，如國家精品課程、MOOC等，拓展生物技術(shù)相關(guān)知識的學(xué)習(xí)。

-組織學(xué)生觀看生物技術(shù)相關(guān)的科普視頻，如紀(jì)錄片、講座等，提高學(xué)生對基因工程的理解和興趣。

-建議學(xué)生撰寫關(guān)于基因工程應(yīng)用案例的調(diào)研報告，如轉(zhuǎn)基因作物、基因治療等，提高學(xué)生的綜合分析能力。

-鼓勵學(xué)生參與基因工程實驗操作，如DNA提取、PCR擴(kuò)增等，提高學(xué)生的實踐操作能力。

-建議學(xué)生通過學(xué)術(shù)交流、研討會等活動，與同行交流基因工程的研究成果和經(jīng)驗。典型例題講解1.例題：

基因工程中，構(gòu)建基因表達(dá)載體的關(guān)鍵是選擇合適的啟動子、終止子和標(biāo)記基因。請根據(jù)以下信息，選擇合適的啟動子、終止子和標(biāo)記基因。

-啟動子：E.coli的啟動子，植物細(xì)胞的啟動子

-終止子：細(xì)菌的終止子，真核生物的終止子

-標(biāo)記基因：抗生素抗性基因，熒光素酶基因

答案：選擇植物細(xì)胞的啟動子和真核生物的終止子，以及熒光素酶基因作為標(biāo)記基因。

2.例題：

基因工程中，將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞常用的方法有哪些？請簡述其原理。

答案：基因工程中，將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞的方法主要有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法、脂質(zhì)體介導(dǎo)法等。農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法利用農(nóng)桿菌將目的基因直接導(dǎo)入植物細(xì)胞；基因槍法利用高速槍將含有目的基因的微粒高速射入受體細(xì)胞；脂質(zhì)體介導(dǎo)法利用脂質(zhì)體將目的基因包裹后導(dǎo)入受體細(xì)胞。

3.例題：

基因治療是一種利用基因工程技術(shù)治療遺傳病的方法。請舉例說明基因治療在臨床上的應(yīng)用。

答案：基因治療在臨床上的應(yīng)用包括：治療鐮刀型細(xì)胞貧血癥，通過基因矯正技術(shù)，將正?；?qū)牖颊呒t細(xì)胞中；治療囊性纖維化，通過基因替換技術(shù)，將正?；蛱鎿Q患者的缺陷基因；治療地中海貧血，通過基因增強技術(shù)，提高患者紅細(xì)胞生成能力。

4.例題：

基因工程在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用有哪些？

答案：基因工程在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用包括：培育抗蟲、抗病作物，如轉(zhuǎn)基因抗蟲棉、轉(zhuǎn)基因抗病水稻；培育優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、抗逆性強的農(nóng)作物，如轉(zhuǎn)基因玉米、轉(zhuǎn)基因大豆；培育觀賞植物，如轉(zhuǎn)基因花卉。

5.例題：

基因工程在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域中的應(yīng)用有哪些？

答案：基因工程在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域中的應(yīng)用包括：生物降解污染物，如利用基因工程改造的微生物降解石油、農(nóng)藥等污染物；生物修復(fù)土壤和水源，如利用基因工程改造的微生物修復(fù)重金屬污染土壤和水源；生物控制害蟲和雜草，如利用基因工程改造的微生物控制害蟲和雜草。板書設(shè)計①基因工程基本概念

-基因工程的定義

-基因工程的原理

②基因工程操作步驟

-目的基因的獲取

-基因表達(dá)載體的構(gòu)建

-基因的導(dǎo)入

-基因的表達(dá)

③基因工程應(yīng)用領(lǐng)域

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