2024-2025學年高中生物第一單元生物技術與生物工程第1章第2節(jié)基因工程的應用教案中圖版選修3主備人備課成員教學內容本節(jié)課的教學內容來自于2024-2025學年高中生物第一單元生物技術與生物工程的第1章第2節(jié)，主要涉及基因工程的應用。本節(jié)課的內容包括以下幾個方面：

1.基因工程的基本概念：讓學生了解基因工程的基本原理和方法，理解基因工程的操作步驟和應用領域。

2.基因工程技術：讓學生掌握基因克隆、基因編輯等基因工程技術，并了解其原理和操作方法。

3.基因工程的應用：讓學生了解基因工程在農業(yè)、醫(yī)藥、環(huán)保等領域的應用，并理解其意義和價值。

4.基因工程技術的發(fā)展趨勢：讓學生了解基因工程技術的發(fā)展趨勢，及其對人類社會的影響和挑戰(zhàn)。核心素養(yǎng)目標本節(jié)課的核心素養(yǎng)目標主要包括以下幾個方面：

1.生命觀念：通過學習基因工程的基本概念和原理，使學生能夠建立正確的生命觀念，理解生物體的生命現象和生命過程。

2.科學思維：培養(yǎng)學生運用科學思維方法分析和解決問題，如通過分析基因工程技術的原理和操作方法，提升學生的邏輯推理和批判性思維能力。

3.科學探究：引導學生參與科學探究活動，如通過小組討論和實驗操作，培養(yǎng)學生的觀察能力、實驗能力和問題解決能力。

4.社會責任：使學生了解基因工程在實際應用中的社會責任和倫理問題，培養(yǎng)學生的公民意識和社會責任感，能夠參與相關的社會決策和討論。教學難點與重點1.教學重點：

（1）基因工程的基本概念：要求學生理解基因工程的定義、原理及其在生物技術領域的應用。

（2）基因克隆技術：要求學生掌握基因克隆的基本步驟，包括目的基因的獲取、克隆載體的構建、轉化宿主細胞等。

（3）基因編輯技術：要求學生了解基因編輯技術的原理，如CRISPR/Cas9系統，并掌握其操作步驟。

（4）基因工程在實際應用中的實例：要求學生了解基因工程在農業(yè)、醫(yī)藥、環(huán)保等領域的具體應用，如轉基因作物、基因治療、生物降解等。

2.教學難點：

（1）基因克隆技術中的克隆載體構建：這是基因工程中的一個核心技術，要求學生理解載體設計、酶切位點的選擇、連接酶的使用等復雜步驟。

（2）基因編輯技術中的CRISPR/Cas9系統：這是一個相對較新的技術，要求學生理解其原理，如Cas9蛋白的識別機制、guideRNA的設計等。

（3）基因工程在實際應用中的倫理和社會問題：這是一個跨學科的話題，要求學生理解基因工程在實際應用中可能帶來的倫理和社會問題，如轉基因作物的安全性、基因治療的公平性等。

（4）將理論知識應用于實際問題的能力：要求學生能夠將所學的基因工程知識應用于解決實際問題，如設計實驗、分析實驗結果等。學具準備Xxx課型新授課教法學法講授法課時第一課時師生互動設計二次備課教學方法與策略1.選擇適合教學目標和學習者特點的教學方法：

針對本節(jié)課的教學內容，將采用講授法、案例研究法、項目導向學習法和討論法等多種教學方法。講授法用于向學生傳授基因工程的基本概念、原理和應用；案例研究法用于分析具體的基因工程應用實例，使學生更好地理解理論知識；項目導向學習法讓學生通過設計實驗、分析實驗結果等實踐活動，提高解決實際問題的能力；討論法用于引導學生探討基因工程的倫理和社會問題，培養(yǎng)學生的批判性思維和公民意識。

2.設計具體的教學活動：

（1）課前：讓學生預習本節(jié)課的內容，并查找相關的資料，了解基因工程在實際應用中的最新進展。

（2）課堂：首先通過講授法向學生介紹基因工程的基本概念和原理，然后引入具體的案例，讓學生通過案例研究法分析基因工程的應用實例。接下來，將組織學生進行小組討論，探討基因工程的倫理和社會問題。最后，讓學生結合所學的理論知識，設計一個基因工程實驗，通過項目導向學習法提高學生的實踐能力。

（3）課后：布置相關的作業(yè)，讓學生進一步鞏固所學知識，并鼓勵學生進行深入研究，探索基因工程在未來發(fā)展中的潛在應用。

3.確定教學媒體和資源的使用：

為了提高教學效果，將充分利用現代教育技術，采用PPT、視頻、在線工具等多種教學媒體和資源。

（1）PPT：制作精美的PPT，用于展示基因工程的基本概念、原理和應用，以及相關的案例研究，使學生更加直觀地了解知識內容。

（2）視頻：播放與基因工程相關的視頻，如基因編輯技術的原理和操作步驟，以提高學生的學習興趣和積極性。

（3）在線工具：引導學生使用在線工具，如基因編輯軟件，進行實際操作，提高學生的實踐能力。

（4）案例素材：收集和整理與基因工程應用相關的真實案例，用于案例研究法教學，使學生更好地理解理論知識。教學實施過程1.課前自主探索：

教師活動：設計并提供預習材料，包括本節(jié)課的學習目標、主要內容、相關案例等。

學生活動：學生自主閱讀預習材料，查找additionalresources，初步了解基因工程的基本概念和應用。

教學方法：自主學習法

教學手段：預習材料、additionalresources

作用和目的：幫助學生提前了解本節(jié)課的基本內容，為課堂學習做好準備。

2.課中強化技能：

（1）導入新課：

教師活動：通過播放一段關于基因編輯技術的視頻，引出本節(jié)課的主題。

學生活動：觀看視頻，參與討論，提出問題。

教學方法：情境教學法

教學手段：視頻

作用和目的：激發(fā)學生的興趣，引導學生思考基因工程的實際應用。

（2）講授基因工程基本概念：

教師活動：使用PPT展示基因工程的基本概念和原理，進行講解。

學生活動：聽講，記筆記。

教學方法：講授法

教學手段：PPT

作用和目的：幫助學生理解和掌握基因工程的基本概念和原理。

（3）案例分析：

教師活動：提供幾個基因工程應用的案例，引導學生進行分析。

學生活動：小組合作，分析案例，討論基因工程的應用和可能的問題。

教學方法：案例研究法

教學手段：案例材料

作用和目的：讓學生通過實際案例理解基因工程的應用和相關的倫理和社會問題。

（4）小組討論：

教師活動：提出基因工程倫理和社會問題，引導學生進行小組討論。

學生活動：參與討論，表達自己的觀點。

教學方法：討論法

教學手段：無

作用和目的：培養(yǎng)學生的批判性思維和公民意識。

（5）實踐活動：

教師活動：布置一個基因工程實驗設計項目，提供必要的指導。

學生活動：小組合作，設計實驗，準備匯報。

教學方法：項目導向學習法

教學手段：無

作用和目的：提高學生的實踐能力和問題解決能力。

3.課后拓展應用：

教師活動：提供一些與基因工程相關的閱讀材料和練習題，鼓勵學生進行深入研究。

學生活動：自主閱讀額外材料，完成練習題。

教學方法：自主學習法

教學手段：額外閱讀材料、練習題

作用和目的：鞏固所學知識，提高學生的自主學習能力。教學資源拓展1.拓展資源：

（1）案例研究：提供更多基因工程應用的案例，如轉基因作物、基因治療等，讓學生通過案例研究法深入理解基因工程的應用和相關的倫理和社會問題。

（2）實驗教程：提供基因工程實驗操作的教程，如基因克隆、基因編輯等，讓學生通過實踐掌握基因工程的基本技能。

（3）學術文章：推薦一些關于基因工程最新研究的學術文章，讓學生了解基因工程領域的最新進展。

（4）在線工具：介紹一些在線基因編輯工具，如CRISPR/Cas9系統模擬器，讓學生實際操作，提高實踐能力。

2.拓展建議：

（1）小組討論：組織學生進行小組討論，選擇一個基因工程應用案例，深入分析其倫理和社會問題，并準備進行課堂分享。

（2）實驗設計：鼓勵學生設計自己的基因工程實驗，可以選擇一個感興趣的應用領域，通過實驗探究基因工程的技術和方法。

（3）研究論文：指導學生閱讀一篇關于基因工程的研究論文，理解其研究方法、實驗設計和結果分析，提高學生的科研能力。

（4）項目實踐：鼓勵學生參與基因工程相關的項目實踐，如參加科學競賽、參與實驗室的研究項目等，提高學生的實踐能力和創(chuàng)新能力。典型例題講解本節(jié)課將針對基因工程的應用，選取五個典型例題進行講解，幫助學生深入理解基因工程的核心知識點。

例題1：基因克隆

題目：已知目的基因長度為1000bp，選擇合適的克隆載體，設計實驗步驟，實現目的基因的克隆。

解答：首先，選擇一個合適的克隆載體，如質粒，其長度應小于目的基因的長度。然后，利用酶切酶對載體和目的基因進行酶切，獲得相同的黏性末端。接著，將目的基因連接到載體上，轉化宿主細胞，篩選獲得含有目的基因的克隆載體。

例題2：基因編輯

題目：利用CRISPR/Cas9系統對目標基因進行編輯，請設計實驗步驟。

解答：首先，設計合適的guideRNA，使其與目標基因的序列互補。然后，合成guideRNA和Cas9蛋白，引入宿主細胞中。接著，利用guideRNA引導Cas9蛋白識別并切割目標基因，引入基因編輯所需的改變。最后，通過DNA修復機制，實現目標基因的編輯。

例題3：基因工程在農業(yè)中的應用

題目：請舉例說明基因工程在農業(yè)中的應用。

解答：基因工程在農業(yè)中的應用之一是轉基因作物。通過基因工程技術，將具有抗蟲、抗病、抗草害等特性的基因導入作物中，培育出轉基因作物。例如，轉基因抗蟲棉是通過將蘇云金芽孢桿菌的Bt基因導入棉花中，使其具有抗蟲能力。

例題4：基因工程在醫(yī)藥中的應用

題目：請舉例說明基因工程在醫(yī)藥中的應用。

解答：基因工程在醫(yī)藥中的應用之一是基因治療。通過基因工程技術，將正常的基因導入患者的細胞中，替換異常的基因，從而治療遺傳性疾病。例如，基因治療用于治療囊性纖維化，通過導入正常的CFTR基因，修復患者的囊性纖維化病變。

例題5：基因工程在環(huán)保中的應用

題目：請舉例說明基因工程在環(huán)保中的應用。

解答：基因工程在環(huán)保中的應用之一是生物降解。通過基因工程技術，改造微生物的基因，使其具有降解特定污染物的能力。例如，通過基因工程改造的微生物可以降解石油泄漏造成的海洋污染，減少環(huán)境污染的影響。教學反思今天的課講的是基因工程的應用，這是生物學科中非常實用的一個部分，對于學生來說，理解起來既挑戰(zhàn)性又很有趣。我采用了講授法、案例研究法和討論法等多種教學方法，試圖激發(fā)學生的興趣，提高他們的理解力和實踐能力。

在講授基因工程的基本概念時，我注意到學生們對于一些基本原理的理解還是有些模糊，下次在講解時，我需要更形象具體地舉例說明，讓學生們能夠更直觀地理解。

在案例分析環(huán)節(jié)，學生們對于基因工程在農業(yè)、醫(yī)藥和環(huán)保中的應用表現出濃厚的興趣，他們通過分析具體案例，提出了很多有深度的問題，這也讓我感受到了學生的思考能力和批判性思維在慢慢提高。

在進行小組討論時，我發(fā)現學生們在表達自己的觀點時，有時會顯得有些緊張，下次我可以提前布置一些討論話題，讓學生們有足夠的時間準備，這樣他們在課堂上就會更自信地表達自己。

在課后拓展應用環(huán)節(jié)，我提供了多個與基因工程相關的閱讀材料和練習題，希望學生們能夠課后進一步深入研究，但我也注意到，不是所有的學生都會主動去完成這些拓展任務，下次我需要想一想如何更好地激勵他們。課堂小結，當堂檢測課堂小結：

今天的課程我們學習了基因工程的應用，包括基因克隆、基因編輯、基因工程在農業(yè)、醫(yī)藥和環(huán)保中的應用等方面?；蚬こ淌巧锛夹g領域的一個重要分支，通過基因工程技術，我們可以實現對基因的精確編輯和改造，為人類帶來了巨大的利益。

首先，我們學習了基因克隆的基本原理和操作步驟?；蚩寺∈菍⒛康幕虿迦氲捷d體中，轉化到宿主細胞中，通過篩選獲得含有目的基因的克隆載體。在這個過程中，我們需要選擇合適的載體、設計酶切位點、連接酶的使用等。

其次，我們學習了基因編輯技術，特別是CRISPR/Cas9系統。CRISPR/Cas9系統是一種新型的基因編輯技術，它利用Cas9蛋白和guideRNA的特異性識別，實現對目標基因的精確編輯。這項技術為基因治療、基因研究和基因改良等領域提供了強大的工具。

此外，我們還學習了基因工程在農業(yè)、醫(yī)藥和環(huán)保等領域的應用。在農業(yè)方面，基因工程可以幫助我們培育出抗病、抗蟲、抗草害等特性的轉基因作物，提高作物的產量和質量。在醫(yī)藥方面，基因工程可以用于基因治療，通過替換異?；?，治療遺傳性疾病。在環(huán)保方面，基因工程可以用于生物降解，改造微生物的基因，使其具有降解特定污染物的能力。

當堂檢測：

1.請簡述基因克隆的基本原理和操作步驟。

2.請解釋CRISPR/Cas9系統的工作原理。

3.請舉例說明基因工程在農業(yè)、醫(yī)藥和環(huán)保等領域的應用。

4.請談談你對基因工程在人類社會中的重要性和潛在價值的認識。板書設計①重點知識點：基因克隆的基本原理、操作步驟，基因編輯技術，基因工程在農業(yè)、醫(yī)藥、環(huán)保等領域的應用。

②關鍵