3.3基因工程的應(yīng)用（教學(xué)設(shè)計(jì)）-2023-2024學(xué)年高二下學(xué)期生物人教版（2019）選擇性必修3授課內(nèi)容授課時(shí)數(shù)授課班級(jí)授課人數(shù)授課地點(diǎn)授課時(shí)間教學(xué)內(nèi)容分析1.本節(jié)課的主要教學(xué)內(nèi)容為《基因工程的應(yīng)用》，涉及基因工程在醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)例。

2.教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生已有知識(shí)的聯(lián)系：本節(jié)課基于學(xué)生已掌握的基因工程基本原理和操作技術(shù)，引導(dǎo)學(xué)生了解基因工程在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和解決問題的能力。教材章節(jié)為選擇性必修3第3章《基因工程的應(yīng)用》，具體內(nèi)容包括基因工程在醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)例。核心素養(yǎng)目標(biāo)分析本節(jié)課旨在培養(yǎng)學(xué)生以下核心素養(yǎng)：1）科學(xué)探究能力，通過分析基因工程應(yīng)用實(shí)例，提升學(xué)生運(yùn)用科學(xué)方法解決問題的能力；2）社會(huì)責(zé)任感，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)到基因工程在改善人類生活質(zhì)量和社會(huì)發(fā)展中的重要作用；3）信息素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生獲取、評(píng)估和利用基因工程相關(guān)信息的能力；4）合作交流能力，通過小組討論和合作，提高學(xué)生在團(tuán)隊(duì)中的溝通與協(xié)作能力。重點(diǎn)難點(diǎn)及解決辦法1.重點(diǎn)：

（1）基因工程在醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)例，如基因治療和疫苗制備。

（2）基因工程在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)例，如轉(zhuǎn)基因作物的培育。

解決方法：

-通過實(shí)例分析，引導(dǎo)學(xué)生理解基因工程在特定領(lǐng)域的應(yīng)用原理和過程。

-利用多媒體資源，展示基因工程技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用，增強(qiáng)學(xué)生的直觀理解。

2.難點(diǎn)：

（1）基因工程操作技術(shù)的復(fù)雜性和安全性問題。

（2）基因工程對(duì)生態(tài)環(huán)境和人類健康的影響。

解決方法：

-結(jié)合實(shí)際案例，分析基因工程技術(shù)的倫理和安全問題，培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維。

-通過小組討論和角色扮演，讓學(xué)生模擬基因工程項(xiàng)目的決策過程，提高問題解決能力。教學(xué)方法與手段教學(xué)方法：

1.講授法：結(jié)合多媒體課件，系統(tǒng)講解基因工程的基本原理和應(yīng)用領(lǐng)域，確保學(xué)生掌握基礎(chǔ)知識(shí)。

2.討論法：組織學(xué)生就基因工程在醫(yī)藥和農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)例進(jìn)行討論，培養(yǎng)批判性思維和問題解決能力。

3.案例分析法：通過分析具體的基因工程應(yīng)用案例，引導(dǎo)學(xué)生深入理解技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用和倫理問題。

教學(xué)手段：

1.多媒體課件：利用PPT展示基因工程相關(guān)圖片、視頻和動(dòng)畫，增強(qiáng)教學(xué)的直觀性和生動(dòng)性。

2.在線資源：引入相關(guān)的在線視頻和文獻(xiàn)資料，拓展學(xué)生的知識(shí)面，提高自主學(xué)習(xí)能力。

3.實(shí)驗(yàn)?zāi)M：使用虛擬實(shí)驗(yàn)室軟件，讓學(xué)生在虛擬環(huán)境中進(jìn)行基因工程實(shí)驗(yàn)操作，加深對(duì)技術(shù)流程的理解。教學(xué)過程設(shè)計(jì)1.導(dǎo)入新課（5分鐘）

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

過程：

開場(chǎng)提問：“你們知道基因工程嗎？它在我們生活中有哪些應(yīng)用？”

展示一些關(guān)于基因工程在醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)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應(yīng)用魅力。

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(gè)典型的基因工程案例進(jìn)行分析，如基因治療、轉(zhuǎn)基因作物等。

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(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)的倫理問題、轉(zhuǎn)基因作物的安全性等。

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(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)（5分鐘）

目標(biāo)：鞏固學(xué)習(xí)效果，提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。

過程：

布置課后作業(yè)：讓學(xué)生撰寫一篇關(guān)于基因工程應(yīng)用的短文或報(bào)告，內(nèi)容可以包括個(gè)人對(duì)基因工程的理解、對(duì)某一具體應(yīng)用的看法等。

要求學(xué)生在課后查閱相關(guān)資料，提高信息檢索和綜合分析能力。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(gè)方面：

1.知識(shí)掌握：

（1）學(xué)生能夠準(zhǔn)確理解和描述基因工程的基本概念，如基因、DNA、基因表達(dá)等。

（2）學(xué)生掌握了基因工程的基本操作技術(shù)，如基因克隆、基因編輯等。

（3）學(xué)生了解基因工程在醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)例。

2.能力提升：

（1）學(xué)生的科學(xué)探究能力得到提高，能夠運(yùn)用科學(xué)方法分析基因工程問題。

（2）學(xué)生的批判性思維能力得到鍛煉，能夠?qū)蚬こ痰膽?yīng)用進(jìn)行理性分析和評(píng)價(jià)。

（3）學(xué)生的信息素養(yǎng)得到提升，能夠有效獲取、評(píng)估和利用基因工程相關(guān)信息。

3.思維方式：

（1）學(xué)生形成了系統(tǒng)性的思維方式，能夠?qū)⒒蚬こ痰闹R(shí)與其他學(xué)科知識(shí)相結(jié)合。

（2）學(xué)生具備了創(chuàng)新思維，能夠提出針對(duì)基因工程應(yīng)用的改進(jìn)建議和創(chuàng)新點(diǎn)。

（3）學(xué)生學(xué)會(huì)了跨學(xué)科思考，能夠從不同角度分析基因工程問題。

4.價(jià)值觀培養(yǎng)：

（1）學(xué)生認(rèn)識(shí)到基因工程在改善人類生活質(zhì)量和社會(huì)發(fā)展中的重要作用，增強(qiáng)了社會(huì)責(zé)任感。

（2）學(xué)生關(guān)注基因工程的倫理和安全問題，形成了正確的倫理觀念和價(jià)值觀。

（3）學(xué)生培養(yǎng)了合作精神和團(tuán)隊(duì)意識(shí)，能夠在小組討論中積極交流，共同解決問題。

5.實(shí)踐能力：

（1）學(xué)生在課堂討論和實(shí)驗(yàn)操作中，提高了實(shí)際操作能力。

（2）學(xué)生通過課后作業(yè)，學(xué)會(huì)了獨(dú)立思考和自主學(xué)習(xí)，提高了自我管理能力。

（3）學(xué)生在項(xiàng)目實(shí)踐中，鍛煉了團(tuán)隊(duì)合作和溝通能力，為將來(lái)的學(xué)習(xí)和工作打下了基礎(chǔ)。

6.綜合運(yùn)用：

（1）學(xué)生能夠?qū)⒒蚬こ讨R(shí)應(yīng)用于實(shí)際生活，解決實(shí)際問題。

（2）學(xué)生能夠關(guān)注基因工程領(lǐng)域的最新發(fā)展，提高自己的專業(yè)素養(yǎng)。

（3）學(xué)生具備了跨學(xué)科知識(shí)背景，能夠適應(yīng)快速發(fā)展的社會(huì)需求。板書設(shè)計(jì)①基因工程基本概念

-基因：遺傳信息的載體

-DNA：脫氧核糖核酸，基因的化學(xué)基礎(chǔ)

-基因表達(dá)：基因信息轉(zhuǎn)化為蛋白質(zhì)的過程

②基因工程操作技術(shù)

-基因克?。簩⑻囟ɑ蚱螐?fù)制到載體中

-基因編輯：精確修改或替換基因序列

-轉(zhuǎn)基因：將外源基因?qū)肷矬w基因組

③基因工程應(yīng)用實(shí)例

-醫(yī)藥領(lǐng)域：基因治療、疫苗制備

-農(nóng)業(yè)領(lǐng)域：轉(zhuǎn)基因作物、抗蟲害植物

-環(huán)境保護(hù)：生物降解、生物修復(fù)

④基因工程倫理和安全問題

-倫理問題：基因歧視、基因編輯的道德邊界

-安全問題：轉(zhuǎn)基因生物對(duì)環(huán)境的影響、食品安全問題

⑤基因工程發(fā)展趨勢(shì)

-新技術(shù)：CRISPR-Cas9、基因驅(qū)動(dòng)技術(shù)

-應(yīng)用拓展：個(gè)性化醫(yī)療、生物制藥

-倫理法規(guī)：國(guó)際法規(guī)、國(guó)家政策課堂1.課堂評(píng)價(jià)

課堂評(píng)價(jià)是教學(xué)過程中不可或缺的一環(huán)，它有助于教師了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，及時(shí)調(diào)整教學(xué)策略，確保教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成。以下是對(duì)課堂評(píng)價(jià)的具體實(shí)施方法：

（1）提問評(píng)價(jià)

提問是課堂評(píng)價(jià)的重要手段，通過提問可以檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和掌握程度。教師在提問時(shí)應(yīng)注意以下方面：

-設(shè)計(jì)開放性問題，鼓勵(lì)學(xué)生思考和表達(dá)。

-提問應(yīng)具有層次性，從基礎(chǔ)知識(shí)到應(yīng)用拓展，逐步提高問題難度。

-對(duì)學(xué)生的回答給予及時(shí)反饋，肯定正確答案，糾正錯(cuò)誤。

（2）觀察評(píng)價(jià)

教師應(yīng)通過觀察學(xué)生的課堂表現(xiàn)，了解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)和興趣點(diǎn)。以下為觀察評(píng)價(jià)的要點(diǎn)：

-觀察學(xué)生的課堂參與度，如舉手發(fā)言、提問、討論等。

-注意學(xué)生的眼神、表情和動(dòng)作，了解學(xué)生的情緒變化。

-觀察學(xué)生的合作學(xué)習(xí)情況，如小組討論、角色扮演等。

（3）測(cè)試評(píng)價(jià)

測(cè)試是檢驗(yàn)學(xué)生學(xué)習(xí)成果的有效手段。以下為測(cè)試評(píng)價(jià)的要點(diǎn)：

-設(shè)計(jì)合理的測(cè)試題目，涵蓋本節(jié)課的重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)。

-測(cè)試形式多樣化，如選擇題、簡(jiǎn)答題、案例分析等。

-及時(shí)批改測(cè)試卷，分析學(xué)生的答題情況，找出學(xué)習(xí)難點(diǎn)。

2.作業(yè)評(píng)價(jià)

作業(yè)是課堂學(xué)習(xí)的重要補(bǔ)充，通過對(duì)作業(yè)的評(píng)價(jià)，教師可以了解學(xué)生對(duì)知識(shí)的鞏固程度和自主學(xué)習(xí)能力。以下是對(duì)作業(yè)評(píng)價(jià)的具體實(shí)施方法：

（1）作業(yè)批改

教師應(yīng)認(rèn)真批改學(xué)生的作業(yè)，以下為批改作業(yè)的要點(diǎn)：

-對(duì)作業(yè)內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)檢查，確保學(xué)生理解并掌握了相關(guān)知識(shí)。

-對(duì)作業(yè)格式、書寫規(guī)范進(jìn)行檢查，培養(yǎng)學(xué)生的良好學(xué)習(xí)習(xí)慣。

-對(duì)作業(yè)中的錯(cuò)誤進(jìn)行糾正，并給出修改建議。

（2）作業(yè)點(diǎn)評(píng)

教師應(yīng)針對(duì)學(xué)生的作業(yè)進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，以下為點(diǎn)評(píng)作業(yè)的要點(diǎn)：

-對(duì)學(xué)生的優(yōu)點(diǎn)給予肯定，鼓勵(lì)學(xué)生繼續(xù)保持。

-對(duì)學(xué)生的不足進(jìn)行指正，提出改進(jìn)建議。

-對(duì)作業(yè)中的創(chuàng)新性想法給予表?yè)P(yáng)，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。

（3）作業(yè)反饋

教師應(yīng)及時(shí)將作業(yè)評(píng)價(jià)結(jié)果反饋給學(xué)生，以下為反饋?zhàn)鳂I(yè)的要點(diǎn)：

-通過課堂講解、個(gè)別輔導(dǎo)等方式，幫助學(xué)生理解和改正作業(yè)中的錯(cuò)誤。

-鼓勵(lì)學(xué)生互相交流作業(yè)心得，共同提高。

-定期舉行作業(yè)展示活動(dòng)，讓學(xué)生展示自己的學(xué)習(xí)成果。典型例題講解1.例題：

假設(shè)一個(gè)DNA片段的堿基序列為5'-ATCGTACGCTAG-3'，請(qǐng)寫出該DNA片段的互補(bǔ)鏈序列。

答案：3'-TAGCATGCGATC-5'

2.例題：

一個(gè)基因的編碼序列為5'-ATGCGGCTTACG-3'，請(qǐng)寫出該基因的mRNA序列。

答案：5'-AUGCGGCCUUAUG-3'

3.例題：

一個(gè)蛋白質(zhì)由100個(gè)氨基酸組成，其氨基酸序列為MELFLK...QHVK。請(qǐng)寫出該蛋白質(zhì)的基因序列。

答案：5'-ATGCGGCTTACG...TAGCATGCG-3'

4.例題：

假設(shè)一個(gè)DNA片段的堿基序列為5'-ATCGTACGCTAG-3'，請(qǐng)寫出該DNA片段在轉(zhuǎn)錄過程中形成的RNA序列。

答案：5'-AUGCGUACGCAU-3'

5.例題：

一個(gè)基因的編碼序列為5'-ATGCGGCTTACG-3'，如果該基因發(fā)生突變，其中一個(gè)堿基由G變?yōu)锳，請(qǐng)寫出突變后的基因序列和相應(yīng)的mRNA序列。

答案：

突變后的基因序列：5'-ATCGATCGCTAG-3'

相應(yīng)的mRNA序列：5'-AUGCGUACGCAU-3'

補(bǔ)充說明：

1.在DNA雙鏈中，堿基配對(duì)遵循A-T和C-G的原則，因此，互補(bǔ)鏈的堿基序列可以通過將A替換為T，T替換為A，C替換為G，G替換為C來(lái)得到。

2.mRNA序列與DNA編碼序列相同，但堿基T被U替換。

3.蛋白質(zhì)的氨基酸序列可以通過遺傳密碼表來(lái)確定相應(yīng)的基因序列。

4.在轉(zhuǎn)錄過程中，DNA模板鏈的堿基序列與mRNA序列互補(bǔ)。

5.基因突變可能導(dǎo)致氨基酸序列的改變，進(jìn)而影響蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能。在解答此類題目時(shí)，需要根據(jù)突變前后堿基的變化，推導(dǎo)出相應(yīng)的基因序列和mRNA序列。反思改進(jìn)措施反思改進(jìn)措施（一）教學(xué)特色創(chuàng)新

1.案例教學(xué)：在講解基因工程的應(yīng)用時(shí)，我嘗試引入了多個(gè)實(shí)際案例，讓學(xué)生通過分析案例來(lái)理解抽象的概念，這種教學(xué)方法不僅提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也增強(qiáng)了他們的實(shí)際應(yīng)用能力。

2.互動(dòng)式教學(xué)：我嘗試在課堂上增加互動(dòng)環(huán)節(jié)，如小組討論、角色扮演等，讓學(xué)生在參與中學(xué)習(xí)，這樣不僅活躍了課堂氣氛，也培養(yǎng)了他們的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和溝通技巧。

反思改進(jìn)措施（二）存在主要問題

1.教學(xué)深度不足：我發(fā)現(xiàn)有些學(xué)生在理解基因工程的復(fù)雜原理時(shí)存在困難，這可能是因?yàn)槲覍?duì)某些概念講解不夠深入，或者是因?yàn)槲覜]有提供足夠的背景知識(shí)。

2.學(xué)生參與度不均：在小組討論和課堂互動(dòng)中，我發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生參與度較高，而有些學(xué)生則相對(duì)被動(dòng)，這可能是因?yàn)槲覜]有很好地調(diào)動(dòng)所有學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

3.評(píng)價(jià)方式單一：我主要依賴測(cè)試來(lái)評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)成果，這種評(píng)價(jià)方式可能無(wú)法全面反映學(xué)生的學(xué)習(xí)過程和能力。

反思改進(jìn)措施（三）改進(jìn)措施

1.深化教學(xué)內(nèi)容：為了解決教學(xué)深度不足的問題，我計(jì)劃在講解基因工程原理時(shí)，加入更多相關(guān)的背景知識(shí)和實(shí)際應(yīng)用