3.2 基因工程的基本操作程序 教學設計 2023-2024學年高二下學期生物人教版選擇性必修3

3.2基因工程的基本操作程序教學設計2023—2024學年高二下學期生物人教版選擇性必修3學校授課教師課時授課班級授課地點教具教學內(nèi)容分析本節(jié)課的主要教學內(nèi)容來自于人教版選擇性必修3第3章第2節(jié)“基因工程的基本操作程序”。這部分內(nèi)容主要介紹了基因工程的操作步驟，包括目的基因的獲取、基因表達載體的構建、將目的基因?qū)胧荏w細胞、目的基因的檢測與鑒定等。這些操作步驟對于學生理解基因工程的基本原理和應用具有重要意義。

教學內(nèi)容與學生已有知識的聯(lián)系主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

1.學生已經(jīng)學習了生物學基礎知識，包括細胞結構、遺傳信息的傳遞等，這些知識為理解基因工程的基本操作程序奠定了基礎。

2.學生已經(jīng)學習了基因的概念和基因表達的調(diào)控，這些知識有助于理解基因工程中目的基因的獲取和表達載體的構建。

3.學生已經(jīng)學習了微生物學和細胞培養(yǎng)的基本技術，這些技術為基因工程中的受體細胞培養(yǎng)和目的基因的導入提供了基礎。核心素養(yǎng)目標1.科學思維：通過學習基因工程的基本操作程序，培養(yǎng)學生運用科學思維分析和解決問題的能力，如邏輯思維、批判性思維和創(chuàng)造性思維。

2.科學探究：培養(yǎng)學生運用實驗技能和科學方法進行基因工程操作的能力，如目的基因的獲取、基因表達載體的構建等。

3.社會責任：通過學習基因工程在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、環(huán)保等方面的應用，培養(yǎng)學生關注社會熱點問題，運用所學知識參與社會決策的能力。

4.信息處理：培養(yǎng)學生利用網(wǎng)絡資源、文獻等獲取和處理信息的能力，為基因工程的學習和研究提供支持。

5.團隊合作：通過小組討論、實驗操作等形式，培養(yǎng)學生的團隊合作意識和能力。

6.生命觀念：通過學習基因工程的基本操作程序，培養(yǎng)學生對生命科學的基本認識，如生命的多樣性、生命的本質(zhì)等。

7.科學態(tài)度與價值觀：培養(yǎng)學生嚴謹?shù)目茖W態(tài)度，尊重生命，關注人類福祉，樹立正確的價值觀。學情分析1.學生層次：本節(jié)課面向的是高二下學期的學生，他們已經(jīng)具備了一定的生物學基礎知識，如細胞結構、遺傳信息的傳遞等。然而，學生在基因工程方面的知識可能較為薄弱，需要教師進行引導和講解。

2.知識、能力、素質(zhì)方面：學生在生物學基礎知識方面有一定的積累，但在基因工程方面的知識和技能還需要進一步培養(yǎng)。學生的邏輯思維、批判性思維和創(chuàng)造性思維能力有待提高，尤其是在解決實際問題中的應用能力。此外，學生的團隊合作意識和社會責任感也需要加強。

3.行為習慣：學生在學習過程中可能存在一定的依賴心理，需要教師鼓勵自主學習和探究。同時，學生在實驗操作和信息處理方面可能存在一定的困難，需要教師提供指導和幫助。

4.對課程學習的影響：學生在學習基因工程時可能會感到抽象和難以理解，因此需要教師采用生動形象的例子和實際案例來幫助他們理解和掌握。此外，學生的學習態(tài)度和價值觀也會影響他們對基因工程的認識和應用，因此教師需要引導學生樹立正確的科學態(tài)度和價值觀。

5.學生需求：學生對基因工程的應用領域如農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、環(huán)保等可能感興趣，因此教師可以結合這些領域進行教學，激發(fā)學生的學習興趣。同時，學生需要更多的實踐機會來提高他們的實驗技能和科學方法的應用能力。

6.學生困難：學生在學習基因工程時可能會遇到一些難點，如目的基因的獲取、基因表達載體的構建等。教師需要對這些難點進行詳細的講解和示范，幫助學生克服困難。

7.學生期望：學生期望通過學習基因工程的基本操作程序，能夠了解基因工程的應用領域和實際意義，提高自己的科學素養(yǎng)和應用能力。教師需要滿足學生的期望，為他們提供豐富的學習資源和實踐機會。教學資源1.軟硬件資源：多媒體投影儀、白板、電腦、顯微鏡、實驗器材等。

2.課程平臺：人教版選擇性必修3教材、教學PPT、教學視頻等。

3.信息化資源：網(wǎng)絡資源、生物學相關期刊論文、在線課程等。

4.教學手段：講授、演示、小組討論、實驗操作、問題解決等。

5.輔助工具：實驗手冊、參考書籍、學習卡片等。教學過程設計1.導入新課（5分鐘）

目標：激發(fā)學生對基因工程的興趣和好奇心。

過程：通過展示基因工程在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、環(huán)保等領域的實際應用案例，讓學生了解基因工程的重要性和實際意義。

2.基因工程的基本概念（10分鐘）

目標：使學生理解基因工程的基本概念和原理。

過程：通過講解基因工程的基本概念和原理，結合生動形象的例子，幫助學生理解基因工程的核心內(nèi)容。

3.基因工程的基本操作程序（20分鐘）

目標：使學生掌握基因工程的基本操作程序。

過程：通過講解基因工程的基本操作程序，結合實驗演示，幫助學生掌握基因工程的操作步驟。

4.學生小組討論（10分鐘）

目標：培養(yǎng)學生運用所學知識分析和解決問題的能力。

過程：將學生分成小組，讓學生結合所學知識，討論基因工程在實際應用中可能遇到的問題和解決方案。

5.課堂展示與點評（15分鐘）

目標：提高學生的表達能力和批判性思維能力。

過程：邀請學生進行課堂展示，展示他們對基因工程的理解和應用，教師進行點評和指導。

6.課堂小結（5分鐘）

目標：幫助學生鞏固所學知識。

過程：教師對課堂內(nèi)容進行總結，強調(diào)基因工程的基本概念和操作步驟，回答學生提出的問題。拓展與延伸1.基因工程在農(nóng)業(yè)領域的應用：提供關于基因工程在農(nóng)業(yè)領域的應用案例，如轉(zhuǎn)基因作物的研發(fā)、抗病抗蟲作物的培育等。

2.基因工程在醫(yī)藥領域的應用：提供關于基因工程在醫(yī)藥領域的應用案例，如基因治療、生物制藥等。

3.基因工程在環(huán)保領域的應用：提供關于基因工程在環(huán)保領域的應用案例，如生物降解、生物監(jiān)測等。

4.基因工程倫理與社會問題：提供關于基因工程倫理和社會問題的案例，如轉(zhuǎn)基因食品安全、基因隱私等。

5.基因工程與生物技術發(fā)展趨勢：提供關于基因工程和生物技術發(fā)展趨勢的信息，如基因編輯技術、合成生物學等。

6.基因工程相關學科知識：提供關于基因工程相關學科知識的信息，如分子生物學、細胞生物學等。

7.基因工程實驗技術：提供關于基因工程實驗技術的信息，如基因克隆、基因表達等。

8.基因工程與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)：提供關于基因工程與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的信息，如基因檢測公司、生物技術創(chuàng)業(yè)等。

9.基因工程教育與培訓：提供關于基因工程教育與培訓的信息，如基因工程課程、生物技術培訓班等。

10.基因工程與國際合作：提供關于基因工程與國際合作的信息，如國際基因工程會議、國際合作項目等。教學反思與改進在本節(jié)課的教學過程中，我發(fā)現(xiàn)學生在理解基因工程的基本操作程序方面存在一定的困難。此外，學生在實驗操作和信息處理方面也表現(xiàn)出一定的不足。同時，學生在課堂討論和小組合作中的參與度不高，影響了教學效果。

2.改進措施：

為了改進教學效果，我計劃在未來的教學中采取以下措施：

首先，針對學生對基因工程基本操作程序的理解困難，我將設計更多的實際案例和實驗操作，幫助學生更好地理解和掌握基因工程的操作步驟。

其次，為了提高學生的實驗操作和信息處理能力，我將提供更多的實驗指導和信息處理資源，幫助學生提高實驗操作的準確性和信息處理的效率。

再次，為了提高學生的課堂參與度和合作意識，我將設計更多的課堂討論和小組合作活動，鼓勵學生積極參與課堂討論和小組合作，提高學生的課堂參與度和合作意識。

最后，為了提高學生的學習興趣和動力，我將結合基因工程的應用領域，如農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、環(huán)保等，提供更多的實際案例和應用實例，激發(fā)學生的學習興趣和動力。內(nèi)容邏輯關系重點知識點：基因工程、基因、基因表達、基因轉(zhuǎn)移、基因編輯等。

板書設計：

-基因工程：通過基因轉(zhuǎn)移和基因編輯技術，改變生物體的遺傳特征。

-基因：控制生物體特有性狀的遺傳信息單位。

-基因表達：基因在生物體內(nèi)的表達和翻譯過程。

-基因轉(zhuǎn)移：將外源基因?qū)胧荏w細胞的過程。

-基因編輯：通過分子生物學技術對基因進行定點修改的過程。

2.基因工程的基本操作程序

重點知識點：目的基因的獲取、基因表達載體的構建、目的基因?qū)胧荏w細胞、目的基因的檢測與鑒定等。

板書設計：

-目的基因的獲?。和ㄟ^分子生物學技術從生物體中提取目的基因。

-基因表達載體的構建：將目的基因插入載體DNA中，構建成可以表達目的基因的載體。

-目的基因?qū)胧荏w細胞：通過轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)染等方法，將基因表達載體導入受體細胞。

-目的基因的檢測與鑒定：通過分子生物學技術檢測和鑒定目的基因在受體細胞中的表達和功能。

3.基因工程的應用領域

重點知識點：農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、環(huán)保等。

板書設計：

-農(nóng)業(yè)：轉(zhuǎn)基因作物、抗病抗蟲作物、動物繁殖等。

-醫(yī)藥：基因治療、生物制藥、疫苗研發(fā)等。

-環(huán)保：生物降解、生物監(jiān)測、環(huán)境修復等。作業(yè)布置與反饋作業(yè)布置：

1.完成教材第3章第2節(jié)的習題，加深對基因工程基本操作程序的理解。

2.收集和整理基因工程在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、環(huán)保等領域的實際應用案例，了解基因工程的應用價值。

3.設計一個簡單的基因工程實驗方案，包括目的基因的獲取、基因表達載體的構建、目的基因?qū)胧荏w細胞等步驟。

4.撰寫一篇關于基因工程倫理和社會問題的短文，闡述自己的觀點和看法。

作業(yè)反饋：

1.針對教材習題的完成情況，指出學生在理解和掌握基因工程基本操作程序方面存在的問題，并提供相應的改進建議。

2.對學生收集和整理的基因工程應用案例進行評價，指出其中的亮點和不足，鼓勵學生繼續(xù)深入研究和探討。

3.對學生設計的基因工程實驗方案進行評價，指出方案的可行性和存在的問題，指導學生進行修改和完善。

4.對學生撰寫的關于基因工程倫理和社會問題的短文進行評價，指出其中的觀點和論述的準確性，鼓勵學生繼續(xù)思考和探討。典型例題講解例題1：請簡述基因工程的基本操作程序。

答案：基因工程的基本操作程序包括目的基因的獲取、基因表達載體的構建、目的基因?qū)胧荏w細胞、目的基因的檢測與鑒定等步驟。

例題2：請解釋什么是基因表達。

答案：基因表達是指基因在生物體內(nèi)的表達和翻譯過程，包括基因的轉(zhuǎn)錄和翻譯兩個階段。

例題3：請描述如何獲取目的基因。

答案：獲取目的基因的方法包括從生物體中提取DNA，通過PCR擴增特定基因片段，或者通過基因克隆技術從基因文庫中篩選目的基因等。

例題4：請解釋基因表達載體的構建過程。

答案：基因表達載體的構建過程包括將目的基因插入載體DNA中，構建成可以表達目的基因的載體。載體DNA通常包括啟動子、終止子和選擇性標記等元件。

例題5：請描述目的基因?qū)胧荏w細胞的方法。

答案：目的基因?qū)胧荏w細胞的方法包括轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)染等方法。轉(zhuǎn)化是指將目的基因通過細菌等微生物的攝取作用導入受體細胞；轉(zhuǎn)染是指通過脂質(zhì)體、病毒等介質(zhì)將目