3.2基因工程的基本操作程序教學(xué)設(shè)計(jì)-2023-2024學(xué)年高二下學(xué)期生物人教版選擇性必修3科目授課時(shí)間節(jié)次--年—月—日（星期——）第—節(jié)指導(dǎo)教師授課班級(jí)、授課課時(shí)授課題目（包括教材及章節(jié)名稱）3.2基因工程的基本操作程序教學(xué)設(shè)計(jì)-2023-2024學(xué)年高二下學(xué)期生物人教版選擇性必修3課程基本信息1.課程名稱：基因工程的基本操作程序

2.教學(xué)年級(jí)和班級(jí)：高二（1）班

3.授課時(shí)間：2023年11月15日第3節(jié)課

4.教學(xué)時(shí)數(shù)：1課時(shí)核心素養(yǎng)目標(biāo)1.培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，通過(guò)分析基因工程的基本操作程序，提升學(xué)生對(duì)生物技術(shù)的理解和應(yīng)用能力。

2.增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力，通過(guò)模擬基因工程操作，讓學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)探究的過(guò)程，提高實(shí)驗(yàn)技能。

3.強(qiáng)化學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)到生物技術(shù)在社會(huì)發(fā)展中的重要作用，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)倫理意識(shí)。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)生在進(jìn)入本節(jié)課之前，已經(jīng)學(xué)習(xí)了基礎(chǔ)的生物學(xué)知識(shí)，包括細(xì)胞結(jié)構(gòu)、遺傳規(guī)律和分子生物學(xué)等。他們對(duì)DNA、RNA和蛋白質(zhì)等生物大分子的結(jié)構(gòu)和功能有一定的了解，同時(shí)也接觸過(guò)基因的概念和基因表達(dá)的相關(guān)知識(shí)。

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

高中生對(duì)生物科學(xué)普遍感興趣，尤其是那些對(duì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)和技術(shù)操作感興趣的學(xué)生。他們的學(xué)習(xí)能力強(qiáng)，能夠通過(guò)觀察、實(shí)驗(yàn)和討論等方式吸收新知識(shí)。學(xué)習(xí)風(fēng)格上，部分學(xué)生可能偏好通過(guò)實(shí)驗(yàn)操作來(lái)學(xué)習(xí)，而另一些學(xué)生可能更傾向于通過(guò)理論學(xué)習(xí)和邏輯推理來(lái)理解復(fù)雜概念。

3.學(xué)生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：

在學(xué)習(xí)基因工程的基本操作程序時(shí)，學(xué)生可能會(huì)遇到以下困難和挑戰(zhàn)：一是對(duì)基因操作過(guò)程的抽象性理解困難，二是實(shí)驗(yàn)操作的復(fù)雜性和精確性要求較高，三是對(duì)生物倫理和安全問(wèn)題的認(rèn)知不足，可能影響他們的科學(xué)態(tài)度和價(jià)值觀。此外，學(xué)生可能缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，難以將理論知識(shí)與實(shí)際操作相結(jié)合。教學(xué)資源準(zhǔn)備1.教材：確保每位學(xué)生都配備了人教版選擇性必修3《生物》教材。

2.輔助材料：準(zhǔn)備與基因工程操作相關(guān)的圖片、圖表和視頻，以幫助學(xué)生直觀理解。

3.實(shí)驗(yàn)器材：準(zhǔn)備DNA提取、PCR擴(kuò)增等基因工程基本操作的實(shí)驗(yàn)器材，確保其完整性和安全性。

4.教室布置：設(shè)置分組討論區(qū)，布置實(shí)驗(yàn)操作臺(tái)，并確保教室環(huán)境安靜、整潔，有利于學(xué)生集中注意力。教學(xué)過(guò)程【導(dǎo)入】

同學(xué)們，我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了DNA的結(jié)構(gòu)和功能，了解了遺傳信息的傳遞。今天，我們要進(jìn)一步探索生物技術(shù)中的一個(gè)重要領(lǐng)域——基因工程。讓我們一起走進(jìn)基因工程的奇妙世界，看看它是如何改變和影響我們的生活。

【新課講授】

（一）基因工程概述

1.老師引導(dǎo)：請(qǐng)大家回顧一下我們學(xué)過(guò)的遺傳學(xué)知識(shí)，什么是基因？基因的功能是什么？

2.學(xué)生回答：基因是生物體內(nèi)負(fù)責(zé)遺傳信息的單位，具有編碼蛋白質(zhì)的功能。

3.老師總結(jié)：基因工程就是利用分子生物學(xué)和生物化學(xué)技術(shù)，對(duì)生物體基因進(jìn)行操作和改造的技術(shù)。

（二）基因工程的基本操作程序

1.老師講解：基因工程的基本操作程序主要包括四步：目的基因的獲取、基因表達(dá)載體的構(gòu)建、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞和目的基因的檢測(cè)與鑒定。

2.學(xué)生思考：請(qǐng)同學(xué)們思考，每一步操作的具體方法和目的。

3.學(xué)生討論：分組討論，每組選擇一個(gè)操作步驟進(jìn)行深入研究。

4.小組代表匯報(bào)：請(qǐng)各小組代表分享他們所研究的操作步驟的具體方法和目的。

5.老師總結(jié)：目的基因的獲取方法有酶切、PCR和化學(xué)合成等；基因表達(dá)載體的構(gòu)建需要將目的基因插入載體中，常用的載體有質(zhì)粒、噬菌體和病毒等；將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞的方法有顯微注射、電穿孔、基因槍和脂質(zhì)體介導(dǎo)等；目的基因的檢測(cè)與鑒定可以通過(guò)DNA雜交、Southern印跡、Northern印跡、Western印跡等方法進(jìn)行。

（三）基因工程的倫理問(wèn)題

1.老師引導(dǎo)：在基因工程的研究和應(yīng)用過(guò)程中，我們需要關(guān)注哪些倫理問(wèn)題？

2.學(xué)生回答：倫理問(wèn)題主要包括基因編輯的公正性、安全性、生物多樣性保護(hù)等。

3.老師總結(jié)：基因編輯的公正性要求確保所有受影響的人群都能從基因編輯中受益；安全性要求確?；蚓庉嫴粫?huì)對(duì)人類和生態(tài)環(huán)境造成危害；生物多樣性保護(hù)要求在基因工程的研究和應(yīng)用中，尊重和保護(hù)生物多樣性。

（四）基因工程的應(yīng)用

1.老師講解：基因工程在農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)、環(huán)保等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用，如轉(zhuǎn)基因作物、基因治療、生物修復(fù)等。

2.學(xué)生思考：請(qǐng)同學(xué)們思考，基因工程在以上領(lǐng)域的應(yīng)用有哪些優(yōu)勢(shì)和不足？

3.學(xué)生討論：分組討論，每組選擇一個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行深入研究。

4.小組代表匯報(bào)：請(qǐng)各小組代表分享他們所研究的應(yīng)用領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)和不足。

5.老師總結(jié)：基因工程在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用可以提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和抗病性，但在生態(tài)環(huán)境方面可能帶來(lái)潛在風(fēng)險(xiǎn)；在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用可以幫助治療遺傳病和癌癥，但同時(shí)也存在一定的倫理問(wèn)題；在環(huán)保領(lǐng)域的應(yīng)用可以通過(guò)生物修復(fù)技術(shù)治理環(huán)境污染，但在實(shí)際應(yīng)用中需要考慮成本和效果。

【鞏固練習(xí)】

1.老師提出問(wèn)題：基因工程的基本操作程序有哪些？請(qǐng)簡(jiǎn)要描述每一步的具體方法和目的。

2.學(xué)生回答：目的基因的獲取、基因表達(dá)載體的構(gòu)建、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞和目的基因的檢測(cè)與鑒定。

3.老師點(diǎn)評(píng)：回答正確，請(qǐng)大家繼續(xù)保持。

【課堂小結(jié)】

今天，我們學(xué)習(xí)了基因工程的基本概念、基本操作程序和倫理問(wèn)題，了解了基因工程在農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)和環(huán)保等領(lǐng)域的應(yīng)用。希望通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)，大家能夠?qū)蚬こ逃幸粋€(gè)更深入的了解，為今后的學(xué)習(xí)和研究打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

【課后作業(yè)】

1.閱讀教材相關(guān)章節(jié)，鞏固基因工程的基本知識(shí)。

2.查閱資料，了解基因工程在農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)和環(huán)保等領(lǐng)域的最新研究成果。

3.思考：基因工程的發(fā)展對(duì)人類社會(huì)有哪些影響？我們應(yīng)該如何面對(duì)和應(yīng)對(duì)這些影響？

【教學(xué)反思】

本節(jié)課通過(guò)講解、討論和實(shí)驗(yàn)等多種教學(xué)方式，讓學(xué)生了解基因工程的基本概念、基本操作程序和倫理問(wèn)題，培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)思維和實(shí)驗(yàn)探究能力。在教學(xué)過(guò)程中，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

1.注重理論與實(shí)踐相結(jié)合，引導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際生活。

2.鼓勵(lì)學(xué)生積極參與課堂討論，培養(yǎng)學(xué)生的合作意識(shí)和溝通能力。

3.關(guān)注學(xué)生的個(gè)體差異，針對(duì)不同學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，提供相應(yīng)的教學(xué)支持。

4.適時(shí)進(jìn)行教學(xué)反思，不斷優(yōu)化教學(xué)方法，提高教學(xué)效果。學(xué)生學(xué)習(xí)效果學(xué)生學(xué)習(xí)效果

在本節(jié)課的學(xué)習(xí)過(guò)程中，學(xué)生們通過(guò)參與互動(dòng)式教學(xué)活動(dòng)，取得了以下顯著的學(xué)習(xí)效果：

1.知識(shí)掌握：

學(xué)生們對(duì)基因工程的基本概念有了清晰的理解，包括基因、DNA、RNA、蛋白質(zhì)等生物大分子的結(jié)構(gòu)和功能。他們能夠描述基因工程的基本操作程序，如目的基因的獲取、基因表達(dá)載體的構(gòu)建、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞以及目的基因的檢測(cè)與鑒定。

2.技能提升：

通過(guò)模擬實(shí)驗(yàn)和小組討論，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能得到了顯著提升。他們學(xué)會(huì)了使用DNA提取、PCR擴(kuò)增等實(shí)驗(yàn)技術(shù)，能夠獨(dú)立進(jìn)行簡(jiǎn)單的基因工程操作。

3.思維能力：

學(xué)生們?cè)诜治龌蚬こ滩僮鞑襟E時(shí)，培養(yǎng)了批判性思維和解決問(wèn)題的能力。他們能夠評(píng)估不同操作步驟的優(yōu)缺點(diǎn)，并提出改進(jìn)建議。

4.合作能力：

小組討論和實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中，學(xué)生們學(xué)會(huì)了如何與他人合作，共同完成任務(wù)。他們學(xué)會(huì)了傾聽(tīng)他人的意見(jiàn)，尊重不同的觀點(diǎn)，并在團(tuán)隊(duì)中發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)。

5.倫理意識(shí)：

學(xué)生們通過(guò)討論基因工程的倫理問(wèn)題，增強(qiáng)了社會(huì)責(zé)任感和科學(xué)倫理意識(shí)。他們能夠認(rèn)識(shí)到基因編輯的公正性、安全性和生物多樣性保護(hù)的重要性。

6.應(yīng)用能力：

學(xué)生們將基因工程的知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合，了解了基因工程在農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)和環(huán)保等領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)例。他們能夠分析這些應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)和潛在風(fēng)險(xiǎn)。

7.學(xué)習(xí)興趣：

通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生對(duì)生物技術(shù)和基因工程產(chǎn)生了濃厚的興趣。他們?cè)敢膺M(jìn)一步探索這個(gè)領(lǐng)域，并可能在未來(lái)選擇相關(guān)的研究或職業(yè)道路。

8.自主學(xué)習(xí)：

學(xué)生們學(xué)會(huì)了如何通過(guò)查閱資料、獨(dú)立思考來(lái)擴(kuò)展知識(shí)面。他們能夠利用網(wǎng)絡(luò)資源、圖書館資料等自主學(xué)習(xí)，提高自己的研究能力。教學(xué)反思與總結(jié)同學(xué)們，今天我們一起探索了基因工程的奧秘，這節(jié)課結(jié)束后，我想和大家一起回顧一下我們的學(xué)習(xí)過(guò)程，也對(duì)自己在教學(xué)過(guò)程中的表現(xiàn)進(jìn)行一些反思和總結(jié)。

首先，我覺(jué)得今天的教學(xué)效果還是不錯(cuò)的。在課堂上，我盡量采用了互動(dòng)式教學(xué)，通過(guò)提問(wèn)、討論和實(shí)驗(yàn)操作，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。我發(fā)現(xiàn)，當(dāng)學(xué)生們能夠參與到課堂中來(lái)，他們的學(xué)習(xí)積極性明顯提高。比如，在討論基因工程的基本操作程序時(shí)，學(xué)生們各抒己見(jiàn)，提出了很多有創(chuàng)意的想法，這讓我很欣慰。

在教學(xué)方法上，我嘗試了分組討論和角色扮演，讓每個(gè)學(xué)生都有機(jī)會(huì)表達(dá)自己的觀點(diǎn)，同時(shí)也學(xué)會(huì)了傾聽(tīng)和尊重他人。這種教學(xué)方法不僅提高了學(xué)生的參與度，還鍛煉了他們的溝通能力和團(tuán)隊(duì)合作精神。

當(dāng)然，在教學(xué)過(guò)程中，我也發(fā)現(xiàn)了一些不足。比如，在講解基因表達(dá)載體的構(gòu)建這一部分時(shí)，由于內(nèi)容較為復(fù)雜，有些學(xué)生聽(tīng)起來(lái)比較吃力。這說(shuō)明我在講解時(shí)可能需要更加清晰和簡(jiǎn)潔，或者通過(guò)更多的實(shí)例來(lái)幫助學(xué)生理解。

在教學(xué)策略上，我注意到有些學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)操作比較陌生，我在實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)上可能需要更加細(xì)致。比如，在DNA提取實(shí)驗(yàn)中，我應(yīng)該在實(shí)驗(yàn)前就詳細(xì)講解每一步的操作要點(diǎn)，確保每個(gè)學(xué)生都能正確操作。

在課堂管理方面，我發(fā)現(xiàn)課堂紀(jì)律整體較好，但仍有少數(shù)學(xué)生在課堂上分心。我意識(shí)到，作為老師，我需要更加關(guān)注學(xué)生的個(gè)體差異，對(duì)于容易分心的學(xué)生，可以采取個(gè)別輔導(dǎo)或者調(diào)整座位的方式，幫助他們集中注意力。

針對(duì)教學(xué)中存在的問(wèn)題和不足，我提出以下改進(jìn)措施：

1.在講解復(fù)雜內(nèi)容時(shí)，采用更多實(shí)例和圖示，幫助學(xué)生更好地理解。

2.加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)前的指導(dǎo)，確保每個(gè)學(xué)生都能掌握實(shí)驗(yàn)操作技巧。

3.關(guān)注學(xué)生的個(gè)體差異，針對(duì)不同學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，提供個(gè)性化的教學(xué)支持。

4.優(yōu)化課堂管理，提高課堂紀(jì)律，確保每個(gè)學(xué)生都能在良好的學(xué)習(xí)環(huán)境中學(xué)習(xí)。典型例題講解例題1：

某科學(xué)家計(jì)劃利用基因工程的方法將某種植物的抗病基因?qū)敕阎?，以培育出抗病番茄。?qǐng)簡(jiǎn)述該科學(xué)家可能采取的步驟，并說(shuō)明每一步的目的。

答案：步驟：

1.目的基因的獲?。簭目共≈参镏刑崛『锌共』虻腄NA片段。

2.基因表達(dá)載體的構(gòu)建：將提取的抗病基因插入到植物表達(dá)載體中，如質(zhì)粒。

3.將目的基因?qū)敕鸭?xì)胞：采用顯微注射或農(nóng)桿菌介導(dǎo)等方法將載體導(dǎo)入番茄細(xì)胞。

4.目的基因的檢測(cè)與鑒定：通過(guò)分子生物學(xué)技術(shù)檢測(cè)番茄細(xì)胞中是否成功導(dǎo)入抗病基因，并觀察抗病性狀的表現(xiàn)。

例題2：

基因工程在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用非常廣泛，以下哪種情況不適合基因治療？

A.基因治療遺傳性疾病

B.基因治療癌癥

C.基因治療心血管疾病

D.基因治療神經(jīng)退行性疾病

答案：C.基因治療心血管疾病

例題3：

A.Southern印跡

B.Northern印跡

C.Western印跡

D.Northern和Western印跡

答案：D.Northern和Western印跡

例題4：

在基因工程中，構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)，為什么要選擇適當(dāng)?shù)膯?dòng)子？

A.為了提高基因表達(dá)效率

B.為了確?；蛟谡_的時(shí)間表達(dá)

C.為了保證基因的正確剪切和拼接

D.以上都是

答案：D.以上都是

例題5：

基因編輯技術(shù)CRISPR-Cas9在基因工程中的應(yīng)用有哪些？

A.用于基因治療

B.用于基因敲除

C.用于基因增強(qiáng)

D.以上都是

答案：D.以上都是作業(yè)布置與反饋?zhàn)鳂I(yè)布置：

為了鞏固本節(jié)課關(guān)于基因工程的基本操作程序的知識(shí)，以下作業(yè)將有助于學(xué)生深化理解并提高應(yīng)用能力：

1.完成教材中的“思考與討論”部分，針對(duì)基因工程在農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)和環(huán)保領(lǐng)域的應(yīng)用，分析其潛在的社會(huì)影響和倫理問(wèn)題。

2.設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)短的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，描述如何利用PCR技術(shù)擴(kuò)增一個(gè)已知基因片段，包括實(shí)驗(yàn)步驟、預(yù)期結(jié)果和可能的實(shí)驗(yàn)誤差。

3.選擇一個(gè)與基因工程相關(guān)的新聞或案例，撰寫一篇簡(jiǎn)報(bào)，分析該案例中涉及的基因工程技術(shù)和其對(duì)社會(huì)的影響。

4.小組合作完成一個(gè)項(xiàng)目，選擇一個(gè)具體的基因工程應(yīng)用，如轉(zhuǎn)基因作物，研究其從實(shí)驗(yàn)室研究到市場(chǎng)應(yīng)用的整個(gè)過(guò)程。

5.編寫一個(gè)假設(shè)性的基因工程實(shí)驗(yàn)方案，包括目的、材料、方法、預(yù)期結(jié)果和討論。

作業(yè)反饋：

對(duì)于學(xué)生的作業(yè)，我將采取以下反饋策略：

1.及時(shí)批改：在學(xué)生提交作業(yè)后的第二天，我將完成批改工作，確保學(xué)生能夠及時(shí)收到反饋。

2.詳細(xì)評(píng)語(yǔ)：在批改作業(yè)時(shí)，我將給出詳細(xì)的評(píng)語(yǔ)，不僅指出學(xué)生的正確答案，還會(huì)指出錯(cuò)誤的原因，并提供改進(jìn)建議。

3.針對(duì)性問(wèn)題：對(duì)于學(xué)生在作業(yè)中表現(xiàn)出的特定問(wèn)題，我將提供個(gè)性化的反饋，幫助他們克服困難。

4.公開(kāi)展示：對(duì)于優(yōu)秀的作業(yè)，我將在課堂上進(jìn)行展示，并鼓勵(lì)其他學(xué)生學(xué)習(xí)和借鑒。

5.定期回顧：在下一節(jié)課的開(kāi)始，我將回顧上次的作業(yè)，與學(xué)生一起討論作業(yè)中的難點(diǎn)和易錯(cuò)點(diǎn)。板書設(shè)計(jì)1.基因工程的基本概念

①基因工程：利用分子生物學(xué)和生物化學(xué)技術(shù)對(duì)生物體基因進(jìn)行操作和改造的技術(shù)。

②基因：生物體內(nèi)負(fù)責(zé)遺