江蘇省江陰市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(shí)錄新人教版必修2主備人備課成員教材分析江蘇省江陰市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(shí)錄新人教版必修2。本節(jié)內(nèi)容圍繞基因工程的概念、原理和應(yīng)用展開(kāi)，旨在讓學(xué)生了解基因工程的本質(zhì)及其在醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用。通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生能掌握基因工程的基本操作步驟，了解基因工程在解決生物問(wèn)題中的重要作用。核心素養(yǎng)目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力，通過(guò)基因工程實(shí)驗(yàn)操作，提升學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)施和分析能力。增強(qiáng)學(xué)生的生物技術(shù)應(yīng)用意識(shí)，理解基因工程在解決實(shí)際問(wèn)題中的價(jià)值。激發(fā)學(xué)生對(duì)生物科學(xué)的興趣，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和批判性思維。學(xué)習(xí)者分析1.學(xué)生已經(jīng)掌握了哪些相關(guān)知識(shí)：

學(xué)生在此前已經(jīng)學(xué)習(xí)了生物學(xué)的基本概念，如細(xì)胞結(jié)構(gòu)、遺傳規(guī)律、基因表達(dá)等。他們對(duì)生物科學(xué)有一定的了解，能夠理解雜交育種的基本原理。

2.學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、能力和學(xué)習(xí)風(fēng)格：

學(xué)生對(duì)生物科學(xué)普遍保持較高的興趣，尤其是對(duì)新技術(shù)和新應(yīng)用。他們?cè)趯W(xué)習(xí)過(guò)程中表現(xiàn)出較強(qiáng)的動(dòng)手操作能力，喜歡通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證理論知識(shí)。學(xué)生的學(xué)習(xí)風(fēng)格多樣，有的學(xué)生偏好理論講解，有的則更傾向于實(shí)踐操作。

3.學(xué)生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：

學(xué)生在理解基因工程的概念和原理時(shí)可能會(huì)遇到困難，尤其是對(duì)基因操作技術(shù)的復(fù)雜性感到困惑。此外，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中可能會(huì)遇到實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析等方面的挑戰(zhàn)。部分學(xué)生可能對(duì)基因工程的應(yīng)用持有倫理和道德方面的疑問(wèn)，需要引導(dǎo)他們進(jìn)行深入思考。學(xué)具準(zhǔn)備Xxx課型新授課教法學(xué)法講授法課時(shí)第一課時(shí)師生互動(dòng)設(shè)計(jì)二次備課教學(xué)資源準(zhǔn)備1.教材：確保每位學(xué)生都有本節(jié)課所需的教材或?qū)W習(xí)資料，包括新人教版必修2教材。

2.輔助材料：準(zhǔn)備與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的圖片、圖表、視頻等多媒體資源，如基因工程操作流程圖、相關(guān)技術(shù)發(fā)展歷程介紹等。

3.實(shí)驗(yàn)器材：如果涉及實(shí)驗(yàn)，確保實(shí)驗(yàn)器材的完整性和安全性，包括DNA提取試劑盒、顯微鏡、離心機(jī)等。

4.教室布置：根據(jù)教學(xué)需要，布置教室環(huán)境，設(shè)置分組討論區(qū)，準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)操作臺(tái)，確保學(xué)生能夠有序進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和討論。教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)1.導(dǎo)入新課（5分鐘）

目標(biāo)：引起學(xué)生對(duì)基因工程及其應(yīng)用的興趣，激發(fā)其探索欲望。

過(guò)程：

開(kāi)場(chǎng)提問(wèn)：“你們知道基因工程是什么嗎？它在我們的生活中有哪些應(yīng)用？”

展示一些關(guān)于基因工程在農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用圖片或視頻片段，讓學(xué)生初步感受基因工程的魅力或特點(diǎn)。

簡(jiǎn)短介紹基因工程的基本概念和重要性，為接下來(lái)的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

2.基因工程基礎(chǔ)知識(shí)講解（10分鐘）

目標(biāo)：讓學(xué)生了解基因工程的基本概念、組成部分和原理。

過(guò)程：

講解基因工程的定義，包括其主要組成元素或結(jié)構(gòu)。

詳細(xì)介紹基因工程的組成部分或功能，使用圖表或示意圖幫助學(xué)生理解。

3.基因工程案例分析（20分鐘）

目標(biāo)：通過(guò)具體案例，讓學(xué)生深入了解基因工程的特性和重要性。

過(guò)程：

選擇幾個(gè)典型的基因工程案例進(jìn)行分析，如基因治療、生物制藥等。

詳細(xì)介紹每個(gè)案例的背景、特點(diǎn)和意義，讓學(xué)生全面了解基因工程的多樣性或復(fù)雜性。

引導(dǎo)學(xué)生思考這些案例對(duì)實(shí)際生活或?qū)W習(xí)的影響，以及如何應(yīng)用基因工程解決實(shí)際問(wèn)題。

4.學(xué)生小組討論（10分鐘）

目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生的合作能力和解決問(wèn)題的能力。

過(guò)程：

將學(xué)生分成若干小組，每組選擇一個(gè)與基因工程相關(guān)的主題進(jìn)行深入討論，如基因編輯技術(shù)的倫理問(wèn)題。

小組內(nèi)討論該主題的現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)以及可能的解決方案。

每組選出一名代表，準(zhǔn)備向全班展示討論成果。

5.課堂展示與點(diǎn)評(píng)（15分鐘）

目標(biāo)：鍛煉學(xué)生的表達(dá)能力，同時(shí)加深全班對(duì)基因工程的認(rèn)識(shí)和理解。

過(guò)程：

各組代表依次上臺(tái)展示討論成果，包括主題的現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)及解決方案。

其他學(xué)生和教師對(duì)展示內(nèi)容進(jìn)行提問(wèn)和點(diǎn)評(píng)，促進(jìn)互動(dòng)交流。

教師總結(jié)各組的亮點(diǎn)和不足，并提出進(jìn)一步的建議和改進(jìn)方向。

6.課堂小結(jié)（5分鐘）

目標(biāo)：回顧本節(jié)課的主要內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)基因工程的重要性和意義。

過(guò)程：

簡(jiǎn)要回顧本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，包括基因工程的基本概念、組成部分、案例分析等。

強(qiáng)調(diào)基因工程在現(xiàn)實(shí)生活或?qū)W習(xí)中的價(jià)值和作用，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)一步探索和應(yīng)用基因工程。

7.課后作業(yè)布置（5分鐘）

目標(biāo)：鞏固學(xué)習(xí)效果，拓展學(xué)生的知識(shí)面。

過(guò)程：

布置課后作業(yè)：讓學(xué)生撰寫(xiě)一篇關(guān)于基因工程在某一領(lǐng)域的應(yīng)用案例分析，要求學(xué)生結(jié)合所學(xué)知識(shí)，分析案例的背景、技術(shù)原理和影響。

教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)完畢。知識(shí)點(diǎn)梳理1.基因工程的基本概念

-基因工程的定義：利用分子生物學(xué)和分子遺傳學(xué)的原理，通過(guò)體外DNA重組和轉(zhuǎn)基因等技術(shù)，賦予生物新的遺傳特性或創(chuàng)造新的生物品種。

-基因工程的原理：利用限制酶、DNA連接酶和質(zhì)粒等工具，將外源基因插入到宿主細(xì)胞的基因組中，實(shí)現(xiàn)基因的轉(zhuǎn)移和表達(dá)。

2.基因工程的工具和技術(shù)

-限制酶：用于切割DNA分子的特定序列，產(chǎn)生具有粘性末端或平末端的DNA片段。

-DNA連接酶：用于連接DNA片段，形成完整的DNA分子。

-質(zhì)粒：常用的載體，能夠?qū)⑼庠椿蜣D(zhuǎn)移到宿主細(xì)胞中。

3.基因工程的實(shí)驗(yàn)步驟

-基因克隆：通過(guò)限制酶切割目的基因和載體，利用DNA連接酶將它們連接起來(lái)，形成重組DNA分子。

-轉(zhuǎn)化：將重組DNA分子導(dǎo)入宿主細(xì)胞，使其在細(xì)胞內(nèi)復(fù)制和表達(dá)。

-表達(dá)：通過(guò)基因調(diào)控，使外源基因在宿主細(xì)胞中產(chǎn)生相應(yīng)的蛋白質(zhì)。

4.基因工程的應(yīng)用

-農(nóng)業(yè)應(yīng)用：培育轉(zhuǎn)基因植物和動(dòng)物，提高產(chǎn)量、抗病性和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。

-醫(yī)學(xué)應(yīng)用：生產(chǎn)基因工程藥物，如胰島素、干擾素等。

-環(huán)境保護(hù)：利用基因工程技術(shù)修復(fù)污染環(huán)境，如治理重金屬污染等。

5.基因工程的安全性

-轉(zhuǎn)基因生物的安全性問(wèn)題：轉(zhuǎn)基因生物對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響、對(duì)人類(lèi)健康的影響等。

-基因污染：轉(zhuǎn)基因生物與野生生物雜交，可能導(dǎo)致基因污染。

6.基因編輯技術(shù)

-CRISPR-Cas9技術(shù)：一種基于RNA引導(dǎo)的基因編輯技術(shù)，具有高效、簡(jiǎn)便、低成本的特點(diǎn)。

-基因編輯的應(yīng)用：治療遺傳性疾病、培育優(yōu)良品種、研究基因功能等。

7.基因工程倫理問(wèn)題

-人類(lèi)胚胎基因編輯：引發(fā)倫理爭(zhēng)議，如胚胎性別選擇、基因增強(qiáng)等。

-轉(zhuǎn)基因生物的安全性和環(huán)境影響：引發(fā)公眾擔(dān)憂(yōu)和反對(duì)。

8.基因工程的發(fā)展趨勢(shì)

-高效、簡(jiǎn)便的基因編輯技術(shù)：如CRISPR-Cas9技術(shù)的進(jìn)一步優(yōu)化。

-基因治療和基因編輯在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用：治療遺傳性疾病、癌癥等。

-基因工程與其他學(xué)科的交叉融合：如生物信息學(xué)、合成生物學(xué)等。教學(xué)反思與總結(jié)這節(jié)課下來(lái)，我覺(jué)得有幾個(gè)方面挺有收獲的，也有幾個(gè)地方我覺(jué)得可以改進(jìn)。

首先，我覺(jué)得這節(jié)課在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣方面做得不錯(cuò)。通過(guò)展示一些與基因工程相關(guān)的圖片和視頻，學(xué)生們的眼神都亮了起來(lái)，他們對(duì)這個(gè)話(huà)題表現(xiàn)出濃厚的興趣。這讓我意識(shí)到，對(duì)于這樣比較抽象的生物學(xué)內(nèi)容，多媒體教學(xué)手段確實(shí)能夠起到很好的輔助作用。

在基礎(chǔ)知識(shí)講解的部分，我發(fā)現(xiàn)了一些問(wèn)題。有些學(xué)生對(duì)于基因工程的原理和步驟理解得還不夠深入，我覺(jué)得這可能是因?yàn)槲覜](méi)有用足夠直觀(guān)的方式來(lái)解釋。在今后的教學(xué)中，我可能會(huì)嘗試使用更多的圖表和模型來(lái)幫助學(xué)生理解這些概念。

案例分析環(huán)節(jié)，學(xué)生們的討論很熱烈，這讓我很高興。他們能夠結(jié)合實(shí)際案例來(lái)思考基因工程的應(yīng)用，并提出了一些很有創(chuàng)意的觀(guān)點(diǎn)。不過(guò)，我也發(fā)現(xiàn)有些學(xué)生對(duì)于案例的分析不夠深入，可能是因?yàn)樗麄儗?duì)案例的背景知識(shí)掌握得不夠全面。我需要在課后布置一些相關(guān)的背景資料，讓學(xué)生在課前做好準(zhǔn)備。

在小組討論環(huán)節(jié)，我發(fā)現(xiàn)學(xué)生們?cè)诤献鹘涣鞣矫孢€有提升空間。有些小組的討論不夠積極，可能是由于分組不均勻或者是學(xué)生之間缺乏有效的溝通。我計(jì)劃在今后的教學(xué)中，更加細(xì)致地考慮分組策略，并鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)參與討論。

課堂展示和點(diǎn)評(píng)環(huán)節(jié)，學(xué)生們的表現(xiàn)總體不錯(cuò)，但也有一些小插曲。比如，有的學(xué)生在回答問(wèn)題時(shí)有些緊張，導(dǎo)致表達(dá)不夠流暢。我意識(shí)到，對(duì)于學(xué)生的表達(dá)能力的培養(yǎng)，我需要更多的耐心和指導(dǎo)。同時(shí)，我也需要在點(diǎn)評(píng)環(huán)節(jié)更加注重鼓勵(lì)和肯定學(xué)生的努力，而不是僅僅關(guān)注結(jié)果。

為了改進(jìn)這些不足，我打算在以下幾個(gè)方面進(jìn)行調(diào)整：

1.在基礎(chǔ)知識(shí)講解時(shí)，增加直觀(guān)教具的使用，如模型、圖表等，幫助學(xué)生更好地理解抽象概念。

2.在案例分析環(huán)節(jié)，提前布置相關(guān)背景資料，讓學(xué)生在課前做好準(zhǔn)備，提高討論的深度和廣度。

3.在小組討論環(huán)節(jié)，優(yōu)化分組策略，鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)參與，并加強(qiáng)課堂管理，確保討論的有效性。

4.在課堂展示和點(diǎn)評(píng)環(huán)節(jié)，更加注重鼓勵(lì)學(xué)生的表達(dá)，同時(shí)提供針對(duì)性的反饋，幫助他們提升表達(dá)能力。

我相信，通過(guò)不斷反思和改進(jìn)，我的教學(xué)能夠更好地適應(yīng)學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，幫助他們更好地掌握知識(shí)，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)熱情。課堂小結(jié)，當(dāng)堂檢測(cè)課堂小結(jié)：

今天我們學(xué)習(xí)了基因工程及其應(yīng)用。首先，我們了解了基因工程的基本概念，它是利用分子生物學(xué)和分子遺傳學(xué)的原理，通過(guò)體外DNA重組和轉(zhuǎn)基因等技術(shù)，賦予生物新的遺傳特性或創(chuàng)造新的生物品種。接著，我們探討了基因工程的工具和技術(shù)，包括限制酶、DNA連接酶和質(zhì)粒等，這些工具是基因工程操作的關(guān)鍵。

在實(shí)驗(yàn)步驟方面，我們學(xué)習(xí)了基因克隆、轉(zhuǎn)化和表達(dá)三個(gè)主要步驟。基因克隆是通過(guò)限制酶切割目的基因和載體，利用DNA連接酶將它們連接起來(lái)，形成重組DNA分子。轉(zhuǎn)化是將重組DNA分子導(dǎo)入宿主細(xì)胞，使其在細(xì)胞內(nèi)復(fù)制和表達(dá)。表達(dá)則是通過(guò)基因調(diào)控，使外源基因在宿主細(xì)胞中產(chǎn)生相應(yīng)的蛋白質(zhì)。

我們還深入分析了基因工程的應(yīng)用領(lǐng)域，包括農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)和環(huán)境保護(hù)等。在農(nóng)業(yè)應(yīng)用中，我們探討了如何通過(guò)基因工程培育轉(zhuǎn)基因植物和動(dòng)物，提高產(chǎn)量、抗病性和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。在醫(yī)學(xué)應(yīng)用中，我們了解了如何利用基因工程生產(chǎn)基因工程藥物，如胰島素、干擾素等。在環(huán)境保護(hù)方面，我們討論了如何利用基因工程技術(shù)修復(fù)污染環(huán)境，如治理重金屬污染等。

此外，我們也討論了基因工程的安全性、倫理問(wèn)題以及發(fā)展趨勢(shì)。我們認(rèn)識(shí)到，轉(zhuǎn)基因生物的安全性問(wèn)題、基因污染以及基因編輯技術(shù)的倫理爭(zhēng)議是我們需要關(guān)注的重要議題。同時(shí)，我們也了解到CRISPR-Cas9技術(shù)等基因編輯技術(shù)正在快速發(fā)展，為基因治療和基因編輯在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用提供了新的可能性。

當(dāng)堂檢測(cè)：

1.基因工程的核心技術(shù)包括哪些？

A.限制酶、DNA連接酶和質(zhì)粒

B.轉(zhuǎn)化、表達(dá)和基因克隆

C.轉(zhuǎn)基因、基因編輯和基因治療

D.蛋白質(zhì)工程和酶工程

2.以下哪個(gè)不是基因工程的應(yīng)用領(lǐng)域？

A.農(nóng)業(yè)

B.醫(yī)學(xué)

C.環(huán)境保護(hù)

D.信息技術(shù)

3.基因工程在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的主要應(yīng)用是什么？

A.生產(chǎn)基因工程藥物

B.開(kāi)發(fā)新的醫(yī)療設(shè)備

C.改善醫(yī)療服務(wù)質(zhì)量

D.提高醫(yī)療保健水平

4.以下哪個(gè)是基因工程的倫理問(wèn)題？

A.轉(zhuǎn)基因生物的安全性問(wèn)題

B.基因污染

C.基因編輯技術(shù)的應(yīng)用

D.基因工程的研究成本

5.CRISPR-Cas9技術(shù)的主要特點(diǎn)是什么？

A.高效、簡(jiǎn)便、低成本

B.只適用于微生物

C.主要用于基因治療

D.適用于所有生物物種

請(qǐng)學(xué)生在課下完成當(dāng)堂檢測(cè)，并在下次課前提交答案。典型例題講解1.例題：

假設(shè)一個(gè)基因片段包含600個(gè)堿基對(duì)，該基因片段的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物mRNA的長(zhǎng)度是多少？

答案：1200個(gè)核苷酸

解析：由于DNA雙鏈中的每3個(gè)堿基對(duì)對(duì)應(yīng)一個(gè)核苷酸，因此600個(gè)堿基對(duì)將轉(zhuǎn)錄成200個(gè)核苷酸的mRNA。

2.例題：

在基因工程中，使用限制酶切割DNA時(shí)，以下哪種酶切割后會(huì)產(chǎn)生粘性末端？

A.EcoRI

B.BamHI

C.SalI

D.XbaI

答案：A.EcoRI

解析：EcoRI是一種識(shí)別并切割GAATTC序列的限制酶，切割后會(huì)產(chǎn)生粘性末端。

3.例題：

一個(gè)質(zhì)粒載體包含一個(gè)抗生素抗性基因和一個(gè)熒光蛋白基因。如果將一個(gè)編碼抗蟲(chóng)蛋白的基因插入到質(zhì)粒載體中，以下哪個(gè)基因的表達(dá)可能會(huì)受到影響？

A.抗生素抗性基因

B.熒光蛋白基因

C.抗蟲(chóng)蛋白基因

D.質(zhì)粒復(fù)制基因

答案：B.熒光蛋白基因

解析：如果抗蟲(chóng)蛋白基因的表達(dá)水平很高，可能會(huì)消耗細(xì)胞內(nèi)的能量和資源，從而影響熒光蛋白基因的表達(dá)。

4.例題：

A.TALENs

B.CRISPR-Cas9

C.ZFNs

D.Meganucleases

答案：B.CRISPR-Cas9

解析：CRISPR-Cas9技術(shù)利用sgRNA引導(dǎo)Cas9酶到特定的基因位點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)單個(gè)堿基的精準(zhǔn)編輯。

5.例題：

在基因工程中，以下哪種方法可以用于檢測(cè)轉(zhuǎn)基因生物中的外源基因？

A.Southernblot

B.Northernblot

C.DNA測(cè)序

D.RT-PCR

答案：A.Southernblot

解析：Southernblot是一種檢測(cè)DNA分子中特定序列的方法，可以用于檢測(cè)轉(zhuǎn)基因生物中的外源基因。

這些例題涵蓋了基因工程中的基礎(chǔ)知識(shí)，包括基因結(jié)構(gòu)、基因表達(dá)、基因編輯和基因檢測(cè)等方面的內(nèi)容。通過(guò)這些例題，學(xué)生可以更好地理解基因工程的基本原理和應(yīng)用。板書(shū)設(shè)計(jì)①基因工程基本概念

-定義：利用分子生物學(xué)和分子遺傳學(xué)原理，通過(guò)體外DNA重組和轉(zhuǎn)基因等技術(shù)，賦予生物新的遺傳特性或創(chuàng)造新的生物品種。

-原理：利用限制酶、DNA連接酶和質(zhì)粒等工具，將外源基因插入到宿主細(xì)胞的基因組中。

②基因工程工具和技術(shù)

-限制酶：識(shí)別并切割特定序列的DNA分子。

-DNA連接酶：連接DNA片段，形成完整的DNA分子。

-載體：攜帶外源基因的DNA分子，如質(zhì)粒。

③基因工程實(shí)驗(yàn)步驟

-基因克?。呵懈钅康幕蚝洼d體，連接形成重組DNA。

-轉(zhuǎn)化：將重組DNA導(dǎo)入宿主細(xì)胞。

-表達(dá)：調(diào)控外源基因在宿主細(xì)胞中的表達(dá)。

④基因工程應(yīng)用