2024-2025學(xué)年新教材高中生物第3章基因工程第2節(jié)基因工程的基本操作程序教學(xué)實錄新人教版選擇性必修3學(xué)校授課教師課時授課班級授課地點教具設(shè)計思路本節(jié)課以“2024-2025學(xué)年新教材高中生物第3章基因工程第2節(jié)基因工程的基本操作程序”為主題，通過結(jié)合教材內(nèi)容，設(shè)計了一系列實踐活動和理論知識講解，旨在幫助學(xué)生掌握基因工程的基本操作程序，提高學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新思維。教學(xué)過程注重理論與實踐相結(jié)合，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)他們的科學(xué)素養(yǎng)。核心素養(yǎng)目標(biāo)1.科學(xué)思維：通過分析基因工程操作步驟，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理和批判性思維能力。

2.科學(xué)探究：引導(dǎo)學(xué)生運用實驗設(shè)計、數(shù)據(jù)分析和結(jié)果評估，提高科學(xué)探究能力。

3.生物觀念：深化學(xué)生對生物大分子的結(jié)構(gòu)與功能、生物多樣性和生物進(jìn)化等概念的理解。

4.科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：培養(yǎng)學(xué)生尊重科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)求實的態(tài)度，增強對生命科學(xué)的責(zé)任感。學(xué)習(xí)者分析1.學(xué)生已經(jīng)掌握了哪些相關(guān)知識：學(xué)生在本節(jié)課前已學(xué)習(xí)過分子生物學(xué)的基礎(chǔ)知識，包括DNA的結(jié)構(gòu)、復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯等，以及遺傳學(xué)的基本原理，如基因、染色體和遺傳規(guī)律等。這些知識為理解基因工程提供了必要的背景。

2.學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、能力和學(xué)習(xí)風(fēng)格：學(xué)生對生物科學(xué)普遍保持較高的興趣，尤其是對前沿科技如基因工程。學(xué)生具備一定的實驗操作能力，但可能缺乏對復(fù)雜實驗流程的理解。學(xué)習(xí)風(fēng)格上，部分學(xué)生偏好通過實驗操作來學(xué)習(xí)，而另一部分學(xué)生則更傾向于理論學(xué)習(xí)和邏輯推理。

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基本操作程序時可能遇到以下困難：一是對實驗原理的理解不夠深入，難以將理論知識與實際操作相結(jié)合；二是實驗操作步驟復(fù)雜，學(xué)生可能難以記憶和準(zhǔn)確執(zhí)行；三是數(shù)據(jù)分析能力不足，影響對實驗結(jié)果的正確解讀。此外，學(xué)生對倫理和安全性問題的認(rèn)識也可能成為學(xué)習(xí)中的挑戰(zhàn)。教學(xué)資源-軟硬件資源：生物實驗室、顯微鏡、DNA提取試劑盒、PCR儀、凝膠成像系統(tǒng)、計算機、投影儀

-課程平臺：學(xué)校生物學(xué)科網(wǎng)絡(luò)平臺

-信息化資源：基因工程操作視頻、相關(guān)實驗步驟PPT、在線實驗指導(dǎo)手冊

-教學(xué)手段：多媒體教學(xué)、小組討論、模擬實驗操作教學(xué)過程設(shè)計一、導(dǎo)入環(huán)節(jié)（5分鐘）

1.創(chuàng)設(shè)情境：展示關(guān)于基因工程在農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)和環(huán)保等領(lǐng)域的應(yīng)用案例視頻，引發(fā)學(xué)生對基因工程的興趣。

2.提出問題：引導(dǎo)學(xué)生思考基因工程是如何改變生物的遺傳特征的，以及它在現(xiàn)實生活中有哪些應(yīng)用。

3.學(xué)生討論：分組討論，分享對基因工程的初步認(rèn)識，教師巡視并給予適當(dāng)引導(dǎo)。

二、講授新課（15分鐘）

1.基因工程概述：介紹基因工程的基本概念、發(fā)展歷程和重要性，強調(diào)其在生物科學(xué)領(lǐng)域的地位。

2.基因工程的基本操作程序：

a.基因克?。褐v解克隆原理、目的基因的獲取、載體選擇和構(gòu)建等步驟。

b.基因表達(dá)：介紹基因表達(dá)載體的構(gòu)建、轉(zhuǎn)化和篩選等過程。

c.基因編輯：講解CRISPR-Cas9技術(shù)的基本原理和應(yīng)用。

3.基因工程的安全性：討論基因工程可能帶來的倫理和生態(tài)問題，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注社會責(zé)任。

三、鞏固練習(xí)（10分鐘）

1.實驗設(shè)計：教師提供實驗案例，學(xué)生分組設(shè)計實驗方案，如基因克隆實驗設(shè)計。

2.課堂討論：各小組分享實驗方案，教師點評并指導(dǎo)。

四、課堂提問（5分鐘）

1.提問環(huán)節(jié)：教師針對新課內(nèi)容提出問題，引導(dǎo)學(xué)生回顧和鞏固所學(xué)知識。

2.學(xué)生回答：學(xué)生分組回答問題，教師點評并給予鼓勵。

五、師生互動環(huán)節(jié)（10分鐘）

1.小組合作：學(xué)生分組進(jìn)行基因工程實驗操作模擬，教師巡視指導(dǎo)。

2.交流討論：各小組分享實驗心得，教師點評并解答疑問。

六、核心素養(yǎng)能力的拓展要求（5分鐘）

1.引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注基因工程在現(xiàn)實生活中的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任感。

2.通過實驗操作模擬，提高學(xué)生的科學(xué)探究能力和團(tuán)隊協(xié)作能力。

七、總結(jié)與反思（5分鐘）

1.教師總結(jié)本節(jié)課的主要內(nèi)容，強調(diào)基因工程的基本操作程序。

2.學(xué)生反思自己在學(xué)習(xí)過程中的收獲和不足，教師給予指導(dǎo)。

教學(xué)時間分配：導(dǎo)入環(huán)節(jié)5分鐘，講授新課15分鐘，鞏固練習(xí)10分鐘，課堂提問5分鐘，師生互動環(huán)節(jié)10分鐘，核心素養(yǎng)能力的拓展要求5分鐘，總結(jié)與反思5分鐘，共計45分鐘。教學(xué)資源拓展1.拓展資源：

-基因工程的歷史與發(fā)展：介紹基因工程從分子克隆技術(shù)到現(xiàn)代CRISPR-Cas9技術(shù)的演變過程，以及重要里程碑事件和科學(xué)家。

-基因工程的應(yīng)用領(lǐng)域：探討基因工程在農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)、環(huán)境保護(hù)和生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用案例，如轉(zhuǎn)基因作物、基因治療、生物制藥等。

-基因工程倫理與法規(guī)：分析基因工程帶來的倫理問題，如基因歧視、生物安全、知識產(chǎn)權(quán)等，以及相關(guān)法律法規(guī)和倫理指導(dǎo)原則。

-基因工程實驗技術(shù)：介紹常用的基因工程實驗技術(shù)，如PCR、基因測序、基因編輯等，以及它們在基因工程中的應(yīng)用。

2.拓展建議：

-閱讀相關(guān)書籍和文章：推薦學(xué)生閱讀關(guān)于基因工程的科普書籍、專業(yè)期刊文章和在線資源，以拓寬知識面。

-參觀實驗室或科技館：鼓勵學(xué)生參觀生物實驗室、科技館或相關(guān)展覽，親身體驗基因工程實驗和應(yīng)用。

-觀看教育視頻和紀(jì)錄片：推薦觀看與基因工程相關(guān)的教育視頻和紀(jì)錄片，如《基因革命》、《解碼生命》等，以增強學(xué)習(xí)興趣。

-參與科研項目或競賽：鼓勵學(xué)生參與基因工程相關(guān)的科研項目或科技創(chuàng)新競賽，提升實踐能力和創(chuàng)新思維。

-加入學(xué)習(xí)小組或社團(tuán)：組織或加入基因工程學(xué)習(xí)小組或社團(tuán)，與同學(xué)們共同探討和交流，促進(jìn)知識的深化和拓展。

-關(guān)注基因工程最新動態(tài)：關(guān)注基因工程領(lǐng)域的最新研究進(jìn)展和新聞動態(tài)，如基因編輯技術(shù)在醫(yī)學(xué)治療中的應(yīng)用、轉(zhuǎn)基因作物的安全性評估等。

-開展跨學(xué)科研究：鼓勵學(xué)生結(jié)合其他學(xué)科知識，如化學(xué)、物理學(xué)、計算機科學(xué)等，進(jìn)行跨學(xué)科研究，探索基因工程與其他領(lǐng)域的交叉應(yīng)用。

-參與社區(qū)服務(wù)或志愿服務(wù)：參與與基因工程相關(guān)的社區(qū)服務(wù)或志愿服務(wù)活動，如基因檢測咨詢、環(huán)保宣傳等，提高社會責(zé)任感。課堂1.課堂評價：

a.提問與反饋：在講授新課和鞏固練習(xí)環(huán)節(jié)，通過提問來檢查學(xué)生對知識的掌握程度。問題設(shè)計要涵蓋本節(jié)課的關(guān)鍵知識點，通過學(xué)生的回答來了解他們的理解深度和思維過程。對于學(xué)生的回答，教師要給予及時反饋，無論是肯定還是指出錯誤，都要以鼓勵和支持為主，幫助學(xué)生建立自信。

b.觀察與記錄：在實驗操作環(huán)節(jié)，教師通過觀察學(xué)生的實驗步驟、操作技巧和實驗態(tài)度來評估他們的實踐能力。同時，教師記錄學(xué)生的表現(xiàn)，為后續(xù)的個別輔導(dǎo)和教學(xué)調(diào)整提供依據(jù)。

c.小組討論與展示：在小組討論和實驗設(shè)計環(huán)節(jié)，教師觀察學(xué)生之間的合作情況、討論的深度和廣度，以及他們能否將理論知識應(yīng)用于實際問題解決。學(xué)生的小組展示是評價他們綜合能力的重要環(huán)節(jié)，教師要對展示過程和結(jié)果進(jìn)行評價。

2.學(xué)生自我評價：

a.實施自我評價表格：在課程結(jié)束時，學(xué)生填寫自我評價表格，反思自己在課程中的學(xué)習(xí)表現(xiàn)，包括知識掌握、技能提升和團(tuán)隊合作等方面。

b.引導(dǎo)學(xué)生自我分析：教師引導(dǎo)學(xué)生分析自己在學(xué)習(xí)過程中的強項和不足，鼓勵學(xué)生制定改進(jìn)計劃。

3.作業(yè)評價：

a.作業(yè)設(shè)計：作業(yè)設(shè)計要緊密結(jié)合課堂教學(xué)內(nèi)容，旨在鞏固所學(xué)知識并提升學(xué)生的應(yīng)用能力。作業(yè)形式可以包括填空題、選擇題、簡答題和實驗報告等。

b.批改與反饋：作業(yè)批改要及時，教師對學(xué)生的作業(yè)進(jìn)行認(rèn)真批改，并給出具體的反饋意見。對于作業(yè)中的錯誤，教師要耐心解釋正確答案，幫助學(xué)生理解和改正。

c.作業(yè)展示與討論：在課堂上，教師可以選擇一些典型作業(yè)進(jìn)行展示和討論，以此為契機，引導(dǎo)學(xué)生深入思考，提升他們的分析問題和解決問題的能力。

4.評價反饋：

a.課堂即時反饋：在課堂教學(xué)中，教師應(yīng)通過提問、觀察和小組討論等方式，及時給予學(xué)生反饋，幫助學(xué)生糾正錯誤，強化正確知識。

b.定期評價反饋：通過定期的小測驗、單元測試等方式，對學(xué)生的學(xué)習(xí)成果進(jìn)行評價，并給予書面或口頭反饋。

c.綜合評價報告：在課程結(jié)束后，教師為學(xué)生提供一份綜合評價報告，包括課堂表現(xiàn)、作業(yè)完成情況、實驗技能等，幫助學(xué)生全面了解自己的學(xué)習(xí)狀況。內(nèi)容邏輯關(guān)系①基因工程的基本概念：

-基因工程的定義：通過分子生物學(xué)和分子遺傳學(xué)的方法，對生物體的遺傳物質(zhì)進(jìn)行改造和利用的技術(shù)。

-基因工程的目的：改變生物體的遺傳特性，培育新品種，生產(chǎn)新的生物產(chǎn)品，或治療遺傳疾病。

②基因工程的基本操作程序：

-目的基因的獲?。禾崛∧繕?biāo)基因，可以通過PCR技術(shù)、人工合成等方法。

-載體的選擇與構(gòu)建：選擇合適的載體，如質(zhì)粒、噬菌體等，構(gòu)建載體并與目的基因連接。

-轉(zhuǎn)化：將構(gòu)建好的載體導(dǎo)入受體細(xì)胞，常用的轉(zhuǎn)化方法有電穿孔、顯微注射等。

-表達(dá)與篩選：在受體細(xì)胞中表達(dá)目的基因，通過篩選得到表達(dá)目的蛋白的細(xì)胞。

③基因編輯技術(shù)：

-基因編輯的定義：通過精確修改生物體基因的方法，實現(xiàn)對遺傳信息的精確操控。

-常用技術(shù)：如CRISPR-Cas9系統(tǒng)，它能夠高效、精確地編輯DNA序列。

④基因工程的倫理和安全性：

-倫理問題：基因工程可能引發(fā)的倫理爭議，如基因歧視、基因隱私等。

-安全性問題：基因工程對生態(tài)環(huán)境和人類健康的潛在風(fēng)險。教學(xué)反思與總結(jié)今天的這節(jié)課，我們探討了基因工程的基本操作程序，這是一門既有趣又有挑戰(zhàn)性的課程。讓我來和大家分享一下我的教學(xué)反思和總結(jié)。

首先，我覺得在教學(xué)方法上，我嘗試了多種策略來提高學(xué)生的參與度和理解力。比如，我使用了多媒體教學(xué)，通過視頻和動畫展示了基因工程的具體操作步驟，讓學(xué)生直觀地理解復(fù)雜的生物學(xué)過程。我發(fā)現(xiàn)這種方法很有效，學(xué)生們對基因工程的興趣明顯提高了。

然而，我也意識到，有些學(xué)生對于抽象的概念還是感到困惑。在今后的教學(xué)中，我計劃增加更多實際案例的分析，讓學(xué)生能夠?qū)⒗碚撝R與實際應(yīng)用聯(lián)系起來，這樣可能有助于他們更好地理解。

在課堂管理方面，我發(fā)現(xiàn)小組討論環(huán)節(jié)對于一些學(xué)生來說是個挑戰(zhàn)。他們可能不太習(xí)慣在小組中表達(dá)自己的觀點，或者不知道如何有效地與同伴合作。為了解決這個問題，我打算在下次課之前，先進(jìn)行一次小組合作技巧的培訓(xùn)，幫助學(xué)生們更好地適應(yīng)這種學(xué)習(xí)方式。

教學(xué)總結(jié)方面，我觀察到學(xué)生們在知識掌握和技能提升方面都有所進(jìn)步。他們對基因工程的基本操作程序有了更深入的理解，并且在實驗操作模擬環(huán)節(jié)中，大多數(shù)學(xué)生能夠按照步驟完成實驗設(shè)計。在情感態(tài)度方面，學(xué)生們對科學(xué)探索的熱情也有所提高。

當(dāng)然，也存在一些不足。比如，在課堂提問環(huán)節(jié)，有的學(xué)生回答問題時不夠自信，這可能是因為他們對知識掌握得不夠牢固。為了改善這一點，我會在課后提供更多的復(fù)習(xí)材料，幫助學(xué)生鞏固知識點。

對于今后的教學(xué)，我有以下幾點改進(jìn)措施和建議：

1.增加課堂互動，鼓勵學(xué)生提問和表達(dá)自己的觀點。

2.設(shè)計更多實踐性的作業(yè)和實驗，讓學(xué)生在實踐中學(xué)習(xí)。

3.定期進(jìn)行學(xué)習(xí)小組的反饋，幫助學(xué)生們互相學(xué)習(xí)，共同進(jìn)步。

4.加強對學(xué)生的個別輔導(dǎo)，針對不同學(xué)生的學(xué)習(xí)需求提供個性化的指導(dǎo)。課后作業(yè)1.實驗設(shè)計題：

設(shè)計一個實驗方案，旨在通過PCR技術(shù)擴(kuò)增特定基因片段。請描述實驗步驟，包括實驗材料、試劑和預(yù)期的實驗結(jié)果。

答案：實驗步驟如下：

a.提取含有目標(biāo)基因的DNA樣本。

b.設(shè)計并合成特異性引物。

c.配制PCR反應(yīng)混合物，包括模板DNA、引物、dNTPs、DNA聚合酶等。

d.進(jìn)行PCR擴(kuò)增，包括預(yù)變性、變性、退火和延伸步驟。

e.分析PCR產(chǎn)物，通過電泳檢測擴(kuò)增的基因片段。

2.應(yīng)用題：

解釋基因工程中載體選擇的重要性，并舉例說明常用的載體類型及其特點。

答案：載體選擇的重要性在于：

a.載體能夠有效地將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞。

b.載體能夠保證目的基因在受體細(xì)胞中的穩(wěn)定表達(dá)。

常用載體類型及其特點：

a.質(zhì)粒：小型的環(huán)狀DNA分子，易于操作，穩(wěn)定性好。

b.噬菌體：病毒載體，能夠高效地感染細(xì)菌，便于目的基因的轉(zhuǎn)移。

3.分析題：

分析CRISPR-Cas9技術(shù)在基因編輯中的應(yīng)用優(yōu)勢，并討論其在醫(yī)學(xué)和農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的潛在應(yīng)用。

答案：CRISPR-Cas9技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢包括：

a.操作簡單，效率高。

b.精確度高，能夠?qū)崿F(xiàn)對特定基因的編輯。

c.成本低，易于大規(guī)模應(yīng)用。

潛在應(yīng)用：

a.醫(yī)學(xué)領(lǐng)域：用于治療遺傳性疾病，如囊性纖維化、血友病等。

b.農(nóng)業(yè)領(lǐng)域：用于培育抗病蟲害、抗逆性強的轉(zhuǎn)基因作物。

4.討論題：

討論基因工程在環(huán)境保護(hù)中的作用，并分析可能帶來的環(huán)境和倫理問題。

答案：基因工程在環(huán)境保護(hù)中的作用：

a.