4.1基因工程賦予生物新的遺傳特性教學(xué)設(shè)計-2023-2024學(xué)年高二下學(xué)期生物浙科版（2019）選擇性必修3主備人備課成員教學(xué)內(nèi)容分析1.本節(jié)課的主要教學(xué)內(nèi)容：本節(jié)課將重點講解基因工程在賦予生物新遺傳特性方面的應(yīng)用。內(nèi)容涉及基因克隆、基因編輯、基因表達(dá)調(diào)控等技術(shù)。

2.教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生已有知識的聯(lián)系：本節(jié)課與學(xué)生在高一上學(xué)期學(xué)習(xí)到的分子生物學(xué)基礎(chǔ)和遺傳學(xué)知識密切相關(guān)。學(xué)生需要回顧DNA的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯等過程，以及基因在遺傳信息傳遞中的作用。此外，還需要掌握基因表達(dá)調(diào)控的相關(guān)知識，為理解基因工程在賦予生物新遺傳特性方面的應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。核心素養(yǎng)目標(biāo)1.培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，通過分析基因工程的操作步驟，引導(dǎo)學(xué)生理解科學(xué)探究的過程和方法。

2.增強學(xué)生的社會責(zé)任感，讓學(xué)生認(rèn)識到基因工程在農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用，以及可能帶來的倫理和社會問題。

3.提升學(xué)生的實踐能力，通過實驗操作，讓學(xué)生親身體驗基因工程的基本技術(shù)，提高動手操作和實驗設(shè)計能力。

4.培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神，鼓勵學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中提出問題、解決問題，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)的意識。教學(xué)難點與重點1.教學(xué)重點，

①基因克隆的基本原理和操作步驟，包括目的基因的獲取、載體選擇、重組DNA的構(gòu)建等。

②基因編輯技術(shù)，特別是CRISPR-Cas9系統(tǒng)的原理和應(yīng)用，以及其精確性和安全性。

③基因表達(dá)調(diào)控機制，包括啟動子、增強子、沉默子等調(diào)控元件的作用，以及轉(zhuǎn)錄因子和RNA干擾在基因表達(dá)調(diào)控中的作用。

2.教學(xué)難點，

①理解基因工程操作的復(fù)雜性，包括分子水平的操作和細(xì)胞水平的調(diào)控，以及這些操作如何影響生物體的整體遺傳特性。

②掌握基因編輯技術(shù)的精確性和潛在風(fēng)險，包括脫靶效應(yīng)和基因編輯的倫理問題。

③分析基因表達(dá)調(diào)控的動態(tài)性和復(fù)雜性，以及不同生物體和環(huán)境因素對基因表達(dá)的影響。

④將理論知識與實際應(yīng)用相結(jié)合，例如理解基因工程在生物育種、疾病治療和生物制藥等領(lǐng)域的應(yīng)用實例。學(xué)具準(zhǔn)備多媒體課型新授課教法學(xué)法講授法課時第一課時師生互動設(shè)計二次備課教學(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，特別是浙科版選擇性必修3的教材。

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，如基因結(jié)構(gòu)圖、基因編輯技術(shù)流程圖等，以幫助學(xué)生直觀理解。

3.實驗器材：如果涉及實驗，確保實驗器材的完整性和安全性，包括DNA提取、PCR擴增等實驗所需的設(shè)備和試劑。

4.教室布置：根據(jù)教學(xué)需要，布置教室環(huán)境，如設(shè)置分組討論區(qū)，以便學(xué)生進行小組討論，以及實驗操作臺，方便學(xué)生進行實際操作練習(xí)。教學(xué)過程設(shè)計1.導(dǎo)入新課（5分鐘）

目標(biāo)：引起學(xué)生對基因工程賦予生物新的遺傳特性的興趣，激發(fā)其探索欲望。

過程：

開場提問：“你們知道什么是基因工程嗎？它在我們生活中有哪些應(yīng)用？”

展示一些關(guān)于轉(zhuǎn)基因生物的圖片或視頻片段，讓學(xué)生初步感受基因工程在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥等領(lǐng)域的應(yīng)用。

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

2.基因工程基礎(chǔ)知識講解（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。

過程：

講解基因工程的定義，包括其主要組成元素或結(jié)構(gòu)，如基因、載體、限制酶等。

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，如基因克隆、基因編輯、基因表達(dá)調(diào)控等。

3.基因工程案例分析（20分鐘）

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

過程：

選擇幾個典型的基因工程案例進行分析，如轉(zhuǎn)基因作物、基因治療等。

詳細(xì)介紹每個案例的背景、特點和意義，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)生思考這些案例對實際生活或?qū)W習(xí)的影響，以及如何應(yīng)用基因工程解決實際問題。

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題的能力。

過程：

將學(xué)生分成若干小組，每組選擇一個與基因工程相關(guān)的主題進行深入討論，如轉(zhuǎn)基因作物的安全性、基因編輯的倫理問題等。

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.課堂展示與點評（15分鐘）

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

過程：

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

其他學(xué)生和教師對展示內(nèi)容進行提問和點評，促進互動交流。

教師總結(jié)各組的亮點和不足，并提出進一步的建議和改進方向。

6.課堂小結(jié)（5分鐘）

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

過程：

簡要回顧本節(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。

強調(diào)基因工程在現(xiàn)實生活或?qū)W習(xí)中的價值和作用，鼓勵學(xué)生進一步探索和應(yīng)用基因工程。

7.布置作業(yè)（5分鐘）

目標(biāo)：鞏固學(xué)習(xí)效果，培養(yǎng)學(xué)生獨立思考和研究的能力。

過程：

布置課后作業(yè)：讓學(xué)生撰寫一篇關(guān)于基因工程在某個領(lǐng)域應(yīng)用的短文或報告，要求學(xué)生結(jié)合所學(xué)知識，提出自己的觀點和見解。

提醒學(xué)生注意作業(yè)的格式要求，并鼓勵他們查閱相關(guān)資料，拓寬知識面。學(xué)生學(xué)習(xí)效果學(xué)生學(xué)習(xí)效果主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

1.知識掌握：

學(xué)生能夠準(zhǔn)確地理解和解釋基因工程的基本概念，如基因克隆、基因編輯、基因表達(dá)調(diào)控等。

學(xué)生能夠識別并描述基因工程在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、生物技術(shù)等領(lǐng)域的應(yīng)用實例。

學(xué)生能夠闡述基因工程操作的基本步驟和原理，包括目的基因的獲取、載體選擇、重組DNA的構(gòu)建等。

2.思維能力：

學(xué)生能夠運用科學(xué)思維方法，分析基因工程技術(shù)的原理和應(yīng)用，以及其可能帶來的影響和倫理問題。

學(xué)生能夠通過案例分析和討論，培養(yǎng)批判性思維，對基因工程的利弊進行辯證思考。

學(xué)生能夠?qū)⒗碚撝R與實際問題相結(jié)合，提出解決方案，提高問題解決能力。

3.實踐技能：

學(xué)生能夠在教師的指導(dǎo)下，通過實驗操作，學(xué)習(xí)基因工程的基本技術(shù)，如DNA提取、PCR擴增等。

學(xué)生能夠熟練使用基因工程實驗器材和試劑，提高實驗操作技能。

學(xué)生能夠根據(jù)實驗結(jié)果，分析數(shù)據(jù)，得出結(jié)論，提高實驗報告撰寫能力。

4.合作與交流能力：

學(xué)生能夠在小組討論中，有效溝通，共同探討基因工程相關(guān)主題。

學(xué)生能夠尊重他人的觀點，傾聽不同意見，學(xué)會合作和協(xié)調(diào)。

學(xué)生能夠在課堂展示中，清晰、準(zhǔn)確地表達(dá)自己的觀點，提高公共演講能力。

5.價值觀與倫理意識：

學(xué)生能夠認(rèn)識到基因工程在提高生活質(zhì)量、解決健康問題等方面的積極作用。

學(xué)生能夠意識到基因工程可能帶來的風(fēng)險和挑戰(zhàn)，如食品安全、生物安全、倫理問題等。

學(xué)生能夠基于對基因工程的了解，形成正確的價值觀和倫理觀念，為未來的職業(yè)生涯和社會實踐做好準(zhǔn)備。

6.終身學(xué)習(xí)：

學(xué)生通過學(xué)習(xí)基因工程，培養(yǎng)了對科學(xué)探索的興趣，激發(fā)了進一步學(xué)習(xí)的動力。

學(xué)生能夠自主學(xué)習(xí)相關(guān)資料，拓寬知識面，為未來的專業(yè)學(xué)習(xí)和研究打下基礎(chǔ)。

學(xué)生能夠?qū)⑺鶎W(xué)知識應(yīng)用于實際生活，提高自身的社會適應(yīng)能力，成為具備創(chuàng)新精神和實踐能力的新時代人才。課堂1.課堂評價：

課堂評價是監(jiān)測學(xué)生學(xué)習(xí)效果的重要手段，以下為具體的評價方法：

a.提問與回答：通過課堂提問，檢驗學(xué)生對基因工程基礎(chǔ)知識的掌握程度。教師應(yīng)設(shè)計不同難度的問題，包括基本概念、原理和實際應(yīng)用等，以全面了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。

b.觀察與記錄：教師應(yīng)關(guān)注學(xué)生在課堂上的參與度、合作能力、實驗操作技能等。通過觀察學(xué)生的實驗操作、小組討論和課堂表現(xiàn)，記錄學(xué)生的進步和存在的問題。

c.小組討論：通過小組討論，評價學(xué)生的合作能力、溝通能力和問題解決能力。教師可以觀察學(xué)生在討論中的角色定位、觀點表達(dá)和團隊協(xié)作情況。

d.課堂測試：定期進行課堂測試，檢驗學(xué)生對基因工程知識的掌握程度。測試形式可以包括選擇題、填空題、簡答題和案例分析等，以全面評估學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

e.學(xué)生自評與互評：鼓勵學(xué)生進行自我評價和互評，提高學(xué)生的自我反思和評價能力。教師可以引導(dǎo)學(xué)生從知識掌握、實驗技能、團隊合作等方面進行自我評價。

2.作業(yè)評價：

作業(yè)是鞏固課堂知識、培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的重要環(huán)節(jié)。以下為作業(yè)評價的具體方法：

a.作業(yè)批改：教師應(yīng)對學(xué)生的作業(yè)進行認(rèn)真批改，確保作業(yè)質(zhì)量。批改內(nèi)容包括作業(yè)的正確性、完整性、創(chuàng)新性和表達(dá)清晰度等。

b.及時反饋：教師應(yīng)在批改作業(yè)后及時反饋給學(xué)生，指出作業(yè)中的錯誤和不足，并提出改進建議。反饋方式可以包括口頭、書面或電子形式。

c.作業(yè)展示：鼓勵學(xué)生展示自己的作業(yè)成果，如實驗報告、案例分析等。通過展示，學(xué)生可以互相學(xué)習(xí)，提高作業(yè)質(zhì)量。

d.作業(yè)分析：教師應(yīng)定期分析作業(yè)情況，了解學(xué)生的學(xué)習(xí)難點和問題，調(diào)整教學(xué)策略，提高教學(xué)質(zhì)量。

3.形成性評價與總結(jié)性評價相結(jié)合：

在教學(xué)過程中，應(yīng)將形成性評價與總結(jié)性評價相結(jié)合。形成性評價主要關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，如課堂表現(xiàn)、作業(yè)完成情況等；總結(jié)性評價則關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)成果，如期末考試、課程論文等。

a.形成性評價：通過課堂提問、小組討論、實驗操作等環(huán)節(jié)，實時了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，及時調(diào)整教學(xué)策略。

b.總結(jié)性評價：通過期末考試、課程論文等，全面評估學(xué)生的學(xué)習(xí)成果，為學(xué)生的后續(xù)學(xué)習(xí)提供參考。

4.教學(xué)反思與改進：

教師應(yīng)定期進行教學(xué)反思，總結(jié)教學(xué)過程中的優(yōu)點和不足，不斷改進教學(xué)方法。以下為教學(xué)反思的內(nèi)容：

a.教學(xué)內(nèi)容的合理性：分析教學(xué)內(nèi)容是否符合學(xué)生的認(rèn)知水平和興趣，是否與實際應(yīng)用相結(jié)合。

b.教學(xué)方法的多樣性：評估教學(xué)方法的適用性，如課堂講解、實驗操作、案例分析等，是否能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

c.教學(xué)資源的利用：分析教學(xué)資源的利用情況，如教材、多媒體、實驗器材等，是否能夠滿足教學(xué)需求。

d.學(xué)生反饋：關(guān)注學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容的反饋，了解學(xué)生的學(xué)習(xí)需求和困難，調(diào)整教學(xué)策略。反思改進措施反思改進措施（一）教學(xué)特色創(chuàng)新

1.互動式教學(xué)：在課堂中，我們可以嘗試更多的互動式教學(xué)方法，比如小組討論、角色扮演等，讓學(xué)生在模擬實驗或案例分析中主動學(xué)習(xí)，這樣不僅能提高他們的參與度，還能培養(yǎng)他們的團隊協(xié)作能力和問題解決能力。

2.案例教學(xué)法的深化：結(jié)合課本內(nèi)容，選擇一些與學(xué)生生活息息相關(guān)的案例進行教學(xué)，讓學(xué)生在實際案例中理解基因工程的原理和應(yīng)用，這樣的教學(xué)方式既貼近實際，又能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

反思改進措施（二）存在主要問題

1.教學(xué)內(nèi)容過于理論化：有時候我們發(fā)現(xiàn)，盡管學(xué)生掌握了基因工程的基本知識，但在面對實際問題的時候，還是顯得力不從心。這說明我們的教學(xué)內(nèi)容可能過于理論化，缺乏實踐環(huán)節(jié)的支撐。

2.學(xué)生參與度不足：在課堂上，有些學(xué)生似乎對基因工程不太感興趣，參與度不高。這可能是因為我們的教學(xué)方法單一，沒有充分調(diào)動學(xué)生的積極性。

3.評價方式單一：目前我們的評價主要依靠考試，這雖然能夠檢測學(xué)生的知識掌握情況，但可能無法全面評估學(xué)生的綜合能力。

反思改進措施（三）

1.強化實踐教學(xué)：為了讓學(xué)生更好地將理論知識應(yīng)用到實踐中，我們可以增加實驗課時，讓學(xué)生親自操作，體驗基因工程實驗的全過程。

2.豐富教學(xué)方法：我們可以嘗試多種教學(xué)方法，如翻轉(zhuǎn)課堂、項目式學(xué)習(xí)等，讓學(xué)生在課堂上扮演更多角色，提高他們的參與度。

3.多元化評價方式：除了傳統(tǒng)的考試評價，我們可以引入學(xué)生自評、互評、過程評價等多種方式，全面評估學(xué)生的能力。同時，我們也可以結(jié)合學(xué)生的課堂表現(xiàn)、實驗報告、小組項目等多方面因素進行綜合評價。

4.加強與學(xué)生的溝通：我們應(yīng)定期與學(xué)生交流，了解他們的學(xué)習(xí)需求和困難，根據(jù)學(xué)生的反饋調(diào)整教學(xué)策略，確保教學(xué)內(nèi)容的實用性和針對性。

5.跨學(xué)科整合：基因工程是一個跨學(xué)科的領(lǐng)域，我們可以嘗試將生物知識與化學(xué)、物理、計算機科學(xué)等其他學(xué)科知識相結(jié)合，拓寬學(xué)生的知識視野，培養(yǎng)他們的綜合能力。典型例題講解1.例題：某科學(xué)家計劃通過基因工程技術(shù)將抗蟲基因?qū)敕阎?，以培育抗蟲番茄。請簡述該科學(xué)家可能采取的步驟。

答案：科學(xué)家可能采取以下步驟：

a.提取目的基因：從抗蟲生物中提取抗蟲基因。

b.選擇載體：選擇合適的載體，如質(zhì)粒，將目的基因插入其中。

c.構(gòu)建重組DNA：利用限制酶將目的基因和載體連接起來，形成重組DNA。

d.將重組DNA導(dǎo)入番茄細(xì)胞：采用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法或基因槍法等方法將重組DNA導(dǎo)入番茄細(xì)胞。

e.篩選和培育抗蟲番茄：通過篩選和培育，獲得具有抗蟲特性的番茄植株。

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

答案：CRISPR-Cas9在基因工程中的應(yīng)用包括：

a.精確編輯基因：CRISPR-Cas9系統(tǒng)能夠精確地定位并剪切目標(biāo)基因，實現(xiàn)對基因的精確編輯。

b.基因敲除：通過引入特定的sgRNA，CRISPR-Cas9可以敲除目標(biāo)基因，研究基因的功能。

c.基因敲入：通過引入特定的DNA片段，CRISPR-Cas9可以將外源基因插入到目標(biāo)基因的位置。

d.基因修復(fù)：CRISPR-Cas9可以用于修復(fù)基因突變，恢復(fù)基因的正常功能。

3.例題：基因表達(dá)調(diào)控在基因工程中有什么作用？

答案：基因表達(dá)調(diào)控在基因工程中的作用包括：

a.調(diào)控基因表達(dá)水平：通過調(diào)控基因的轉(zhuǎn)錄和翻譯過程，可以調(diào)節(jié)基因表達(dá)水平，實現(xiàn)特定基因的高效表達(dá)。

b.調(diào)控基因表達(dá)時間：通過調(diào)控基因的表達(dá)時間，可以控制基因在特定發(fā)育階段或環(huán)境條件下的表達(dá)。

c.調(diào)控基因表達(dá)空間：通過調(diào)控基因在細(xì)胞內(nèi)的表達(dá)位置，可以實現(xiàn)對基因表達(dá)的空間控制。

4.例題：基因工程在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用有哪些？

答案：基因工程在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用包括：

a.抗蟲