1.2基因工程及其延伸技術應用廣泛-教學設計-2023-2024學年高二下學期生物人教版（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應用廣泛

2.教學年級和班級：高二下學期生物班

3.授課時間：本周五下午第2節(jié)

4.教學時數(shù)：1課時（45分鐘）二、教學目標

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)實生活中的應用。例如，基因工程在醫(yī)藥、農業(yè)、環(huán)保等領域的應用，如基因治療、轉基因作物、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建、基因的轉化和表達等。例如，通過提取和鑒定目的基因、構建基因載體、將基因導入宿主細胞等步驟，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，解決實際問題。例如，通過基因工程改良作物，提高作物的產量和品質；通過基因治療，治療遺傳病等。

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

1.教學重點

（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技術，對基因進行操作和改造，實現(xiàn)基因重組和轉移的技術。本節(jié)課的核心內容是讓學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)實生活中的應用。例如，通過提取和鑒定目的基因、構建基因載體、將基因導入宿主細胞等步驟，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建、基因的轉化和表達等。本節(jié)課的重點是讓學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，解決實際問題。例如，通過實驗和案例分析，讓學生親身體驗基因工程的過程和應用，激發(fā)學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，讓學生了解基因工程在實際應用中可能面臨的問題和挑戰(zhàn)，提高學生對生物科技的倫理意識和責任感。

2.教學難點

（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鍵步驟，但也是學生學習的難點。學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，幫助學生掌握目的基因的獲取和鑒定方法，提高學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建

基因載體的選擇和構建是基因工程中的另一個難點。學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，基因載體的構建過程可能涉及復雜的分子生物學技術，如酶切、連接、轉化等，學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，幫助學生理解基因載體的選擇和構建過程，提高學生的理論知識和實驗操作能力。

（3）基因的轉化和表達

基因的轉化和表達是基因工程中的核心步驟，但也是學生學習的難點。學生可能難以理解不同基因轉化方法的原理和應用，以及如何通過檢測和分析表達產物來評估基因表達的效果。此外，基因的表達調控和蛋白質的折疊和運輸過程可能涉及復雜的分子生物學機制，學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，幫助學生理解基因的轉化和表達過程，提高學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用中的重要議題，但也是學生學習的難點。學生可能難以理解基因工程在實際應用中可能面臨的問題和挑戰(zhàn)，以及如何進行風險評估和倫理審查。因此，教師需要通過案例分析和討論，幫助學生了解基因工程在實際應用中可能面臨的倫理和安全問題，提高學生的倫理意識和責任感。

（5）基因工程的實際應用和創(chuàng)新

基因工程的實際應用和創(chuàng)新是基因工程領域的重要發(fā)展方向，但也是學生學習的難點。學生可能難以理解基因工程在農業(yè)、醫(yī)藥、環(huán)保等領域的應用，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，幫助學生了解基因工程的實際應用和創(chuàng)新方向，提高學生的創(chuàng)新意識和實踐能力。四、教學方法與策略

1.教學方法

（1）講授與討論相結合

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，鼓勵學生積極參與，提出自己的觀點和看法，培養(yǎng)學生的批判性思維和倫理意識。

（2）案例研究與項目導向學習

（3）實驗與觀察

2.教學活動

（1）角色扮演

設計一個角色扮演活動，讓學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

組織學生進行基因工程實驗操作，如PCR擴增、電泳檢測、轉化等，讓學生在實踐中學習和掌握基因工程的基本操作步驟和實驗技術。

（3）案例分析討論

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

（4）項目導向學習

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

3.教學媒體和資源

（1）PPT和視頻

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

（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、在線實驗模擬軟件等，讓學生在課前和課后進行自主學習和探索，提高學生的自主學習能力和實踐能力。五、教學流程

1.導入（5分鐘）

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

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建、基因的轉化和表達等。

3.學生活動（10分鐘）

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

4.鞏固練習（5分鐘）

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

5.總結反饋（5分鐘）

6.教學延伸（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、基因治療的應用等。通過介紹，激發(fā)學生的學習興趣和好奇心，引導學生關注基因工程的未來發(fā)展。同時，鼓勵學生進行自主學習和探索，提高學生的實踐能力和創(chuàng)新意識。

總用時：45分鐘六、教學資源拓展

1.拓展資源

（1）課外書籍

推薦學生閱讀以下課外書籍，以加深對基因工程及其延伸技術應用廣泛的理解：

-《基因工程》（GeorgeL.Gens）

-《基因魔剪：基因編輯技術的前世今生》（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)絡資源

推薦學生訪問以下網(wǎng)站，以獲取更多關于基因工程及其延伸技術應用廣泛的信息：

-國家基因庫（/）

-中國生物技術發(fā)展中心（/）

-國際遺傳工程與生物技術中心（/）

-美國基因工程網(wǎng)絡（/）

（3）實踐基地

建議學生參觀以下實踐基地，以親身體驗基因工程及其延伸技術的應用：

-高校基因工程實驗室

-生物醫(yī)藥企業(yè)

-農業(yè)科研機構

-環(huán)保組織

2.拓展建議

（1）閱讀指定書籍

要求學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應用廣泛的理解。

（2）參加在線課程

建議學生參加以下在線課程，以獲取更多關于基因工程及其延伸技術應用廣泛的知識：

-Coursera上的《基因工程與生物技術》課程

-edX上的《基因編輯：CRISPR技術》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的應用。在參觀前，要求學生了解實踐基地的相關背景和研究方向，以便在參觀過程中有目的地學習和思考。參觀后，要求學生撰寫參觀報告，分享自己的收獲和感悟。

（4）參與科研項目

鼓勵學生積極參與科研項目，如學?；蛏鐓^(qū)的基因工程相關課題研究。在科研項目中，學生可以深入了解基因工程及其延伸技術的應用，鍛煉自己的實踐能力和創(chuàng)新能力。

（5）開展科普宣傳活動

建議學生利用所學知識，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應用廣泛的認知和理解，培養(yǎng)學生的社會責任感和公民意識。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技術，對基因進行操作和改造，實現(xiàn)基因重組和轉移的技術?；驹戆康幕虻墨@取、基因載體的選擇和構建、基因的轉化和表達等。

（2）題目：舉例說明基因工程在現(xiàn)實生活中的應用。

答案：基因工程在醫(yī)藥、農業(yè)、環(huán)保等領域的應用，如基因治療、轉基因作物、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建、基因的轉化和表達等。

（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險、轉基因作物的環(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.基因工程的實際應用和創(chuàng)新

（1）題目：請舉例說明基因工程在農業(yè)領域的應用。

答案：基因工程在農業(yè)領域的應用包括轉基因作物的改良，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)藥領域的應用。

答案：基因工程在醫(yī)藥領域的應用包括基因治療、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建、基因的轉化和表達等。

（2）題目：請舉例說明基因工程的實驗操作技術。

答案：基因工程的實驗操作技術包括PCR擴增、電泳檢測、轉化等。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。

2.作業(yè)反饋

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

（2）作業(yè)反饋：針對學生的作業(yè)，給予積極的反饋，鼓勵學生的學習進步。

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

（4）作業(yè)總結：在作業(yè)批改和反饋過程中，總結學生的學習情況和存在的問題，為后續(xù)教學提供參考和改進方向。九、板書設計

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)基因重組和轉移的技術。

-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建、基因的轉化和表達等。

②基因工程的基本操作步驟

-目的基因的獲?。禾崛?、純化、PCR擴增等。

-基因載體的選擇和構建：不同基因載體的特點和適用范圍。

-基因的轉化和表達：轉化方法的原理和應用、表達產物的檢測和分析。

③基因工程的安全性和倫理問題

-基因工程的安全性問題：基因治療的風險、轉基因作物的環(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、