2024-2025學年高中生物 專題1 素能提升課 基因工程教案 新人教版選修3

2024-2025學年高中生物專題1素能提升課基因工程教案新人教版選修3課題：科目：班級：課時：計劃1課時教師：單位：一、教學內(nèi)容分析本節(jié)課的主要教學內(nèi)容是基因工程的基本概念、原理和技術(shù)。教學內(nèi)容包括：基因工程的定義、基因工程的基本工具、基因表達載體的構(gòu)建、目的基因的獲取和基因工程的應用等。

教學內(nèi)容與學生已有知識的聯(lián)系：學生在初中階段已經(jīng)學習了生物學的基本概念和細胞結(jié)構(gòu)，對基因的概念有一定的了解。在此基礎上，本節(jié)課將進一步深入講解基因工程的基本原理和應用，幫助學生建立對基因工程的全面認識。二、核心素養(yǎng)目標本節(jié)課的核心素養(yǎng)目標包括：科學思維、科學探究和科學態(tài)度。通過學習基因工程的基本概念、原理和技術(shù)，學生將培養(yǎng)具備邏輯推理、批判性思維和創(chuàng)造性思維的科學思維能力。在探究基因工程實驗過程中，學生將學會提出問題、設計實驗、分析實驗結(jié)果，從而提升科學探究能力。同時，學生將樹立正確的科學態(tài)度，對待科學問題持開放和嚴謹?shù)膽B(tài)度，培養(yǎng)團隊協(xié)作和交流的能力。三、學情分析考慮到所教授的高中生物選修3《基因工程》課程，我將對學生情況進行全面的分析，以更好地調(diào)整教學策略，滿足不同層次學生的學習需求。

1.學生層次

根據(jù)學生的學習能力和興趣，我將學生分為三個層次：

（1）基礎層：這部分學生對生物學基礎知識掌握較為扎實，但對于基因工程的應用和原理理解不夠深入。他們可能對實驗操作和數(shù)據(jù)分析感到困難。

（2）提高層：這部分學生對生物學基礎知識有一定的了解，對于基因工程的概念和原理有一定的認識，但缺乏實踐操作的經(jīng)驗。他們需要通過實驗和案例分析來加深對基因工程的理解。

（3）優(yōu)秀層：這部分學生對生物學基礎知識掌握牢固，對基因工程的概念、原理和技術(shù)有較深入的理解。他們具備較強的自主學習能力和批判性思維能力。

2.知識、能力、素質(zhì)方面

（1）知識方面：大部分學生對生物學基礎知識有較好的掌握，但對于基因工程的細節(jié)和最新發(fā)展可能了解不多。他們需要通過教材和補充資料來豐富知識體系。

（2）能力方面：學生在數(shù)學、物理等學科方面表現(xiàn)出的邏輯思維能力和分析解決問題的能力不同。對于基因工程這類需要較強邏輯思維和分析能力的課程，部分學生可能感到挑戰(zhàn)。

（3）素質(zhì)方面：學生在團隊合作、溝通表達和創(chuàng)新思維等方面有所差異。培養(yǎng)學生的團隊合作意識和溝通能力對于提高他們在基因工程領域的綜合素養(yǎng)至關(guān)重要。

3.行為習慣

學生在課堂上的參與度、作業(yè)完成情況和個人學習習慣方面存在差異。為了提高教學效果，我將采取多種教學方法，激發(fā)學生的學習興趣，鼓勵他們積極參與課堂討論和實驗操作。同時，我將加強對學生的個別輔導，幫助那些在學習上遇到困難的學生。四、教學資源1.軟硬件資源：

-教室內(nèi)的多媒體設備，包括投影儀和電腦

-生物實驗室，配備有實驗儀器和試劑

-基因工程相關(guān)的模型和教具

2.課程平臺：

-學校提供的在線學習平臺，用于發(fā)布課程資料和作業(yè)

-生物學相關(guān)的學術(shù)期刊和數(shù)據(jù)庫，供學生查閱最新研究進展

3.信息化資源：

-基因工程相關(guān)的教學視頻和演示動畫

-在線教學資源，包括教學PPT、學習指南和練習題

4.教學手段：

-小組討論和合作實驗，促進學生之間的交流和合作

-案例分析和問題解決，培養(yǎng)學生的批判性思維和分析能力

-實時反饋和評估，通過課堂提問和作業(yè)批改及時了解學生的學習情況，并給予反饋五、教學實施過程1.課前自主探索

教師活動：

-發(fā)布預習任務：通過在線平臺或班級微信群，發(fā)布預習資料（如PPT、視頻、文檔等），明確預習目標和要求。

-設計預習問題：圍繞基因工程的定義和原理，設計一系列具有啟發(fā)性和探究性的問題，引導學生自主思考。

-監(jiān)控預習進度：利用平臺功能或?qū)W生反饋，監(jiān)控學生的預習進度，確保預習效果。

學生活動：

-自主閱讀預習資料：按照預習要求，自主閱讀預習資料，理解基因工程的基本概念和原理。

-思考預習問題：針對預習問題，進行獨立思考，記錄自己的理解和疑問。

-提交預習成果：將預習成果（如筆記、思維導圖、問題等）提交至平臺或老師處。

教學方法/手段/資源：

-自主學習法：引導學生自主思考，培養(yǎng)自主學習能力。

-信息技術(shù)手段：利用在線平臺、微信群等，實現(xiàn)預習資源的共享和監(jiān)控。

作用與目的：

-幫助學生提前了解基因工程的基本概念和原理，為課堂學習做好準備。

-培養(yǎng)學生的自主學習能力和獨立思考能力。

2.課中強化技能

教師活動：

-導入新課：通過故事、案例或視頻等方式，引出基因工程的應用案例，激發(fā)學生的學習興趣。

-講解知識點：詳細講解基因表達載體的構(gòu)建和目的基因的獲取等知識點，結(jié)合實例幫助學生理解。

-組織課堂活動：設計小組討論、實驗等活動，讓學生在實踐中掌握基因工程的基本技術(shù)。

-解答疑問：針對學生在學習中產(chǎn)生的疑問，進行及時解答和指導。

學生活動：

-聽講并思考：認真聽講，積極思考老師提出的問題。

-參與課堂活動：積極參與小組討論、實驗等活動，體驗基因工程技術(shù)的應用。

-提問與討論：針對不懂的問題或新的想法，勇敢提問并參與討論。

教學方法/手段/資源：

-講授法：通過詳細講解，幫助學生理解基因工程的基本知識點。

-實踐活動法：設計實踐活動，讓學生在實踐中掌握基因工程的基本技術(shù)。

-合作學習法：通過小組討論等活動，培養(yǎng)學生的團隊合作意識和溝通能力。

作用與目的：

-幫助學生深入理解基因工程的基本知識點，掌握相關(guān)技術(shù)。

-通過實踐活動，培養(yǎng)學生的動手能力和解決問題的能力。

-通過合作學習，培養(yǎng)學生的團隊合作意識和溝通能力。

3.課后拓展應用

教師活動：

-布置作業(yè)：根據(jù)本節(jié)課的內(nèi)容，布置適量的課后作業(yè)，鞏固學習效果。

-提供拓展資源：提供與基因工程相關(guān)的拓展資源（如學術(shù)文章、案例分析等），供學生進一步學習。

-反饋作業(yè)情況：及時批改作業(yè)，給予學生反饋和指導。

學生活動：

-完成作業(yè)：認真完成老師布置的課后作業(yè)，鞏固學習效果。

-拓展學習：利用老師提供的拓展資源，進行進一步的學習和思考。

-反思總結(jié)：對自己的學習過程和成果進行反思和總結(jié)，提出改進建議。

教學方法/手段/資源：

-自主學習法：引導學生自主完成作業(yè)和拓展學習。

-反思總結(jié)法：引導學生對自己的學習過程和成果進行反思和總結(jié)。

作用與目的：

-鞏固學生在課堂上學到的基因工程知識點和相關(guān)技術(shù)。

-通過拓展學習，拓寬學生的知識視野和思維方式。

-通過反思總結(jié)，幫助學生發(fā)現(xiàn)自己的不足并提出改進建議，促進自我提升。六、學生學習效果1.知識掌握：學生對基因工程的基本概念、原理和技術(shù)有了深入的理解。他們能夠清晰地解釋基因工程的定義，理解基因表達載體的構(gòu)建過程，以及目的基因的獲取方法。此外，學生還掌握了基因工程在實際應用中的例子，如生物技術(shù)藥物的制備和基因治療等。

2.技能提升：學生在基因工程的實踐操作中提升了技能。他們學會了如何使用實驗儀器，進行DNA提取和鑒定，構(gòu)建基因表達載體，并能夠進行目的基因的克隆和表達。通過實驗操作，學生提高了動手能力和解決問題的能力，培養(yǎng)了實驗設計和數(shù)據(jù)分析的能力。

3.思維發(fā)展：學生在學習過程中培養(yǎng)了批判性思維和創(chuàng)造性思維。他們能夠分析基因工程實驗的原理和結(jié)果，提出問題并尋找解決方案。學生通過小組討論和合作實驗，學會了與他人交流和合作，培養(yǎng)了團隊合作意識和溝通能力。

4.價值觀和態(tài)度培養(yǎng)：學生通過對基因工程的學習，樹立了正確的科學態(tài)度和價值觀。他們認識到基因工程在醫(yī)學、農(nóng)業(yè)和環(huán)境保護等領域的重要性和潛在風險，能夠理性地看待科技發(fā)展對社會的影響。學生還培養(yǎng)了終身學習的意識，意識到科學知識的重要性和不斷學習的必要性。七、典型例題講解七、典型例題講解

1.例題一：基因表達載體的構(gòu)建

題目：已知某基因編碼蛋白A，其啟動子為P，編碼區(qū)為C，終止子為T，請設計實驗步驟，將目的基因插入到表達載體中，使其能夠在宿主細胞中表達蛋白A。

答案：

（1）提取目的基因（C）和載體DNA。

（2）使用限制酶切割目的基因和載體DNA，獲得相同的黏性末端。

（3）將目的基因和載體DNA連接，形成重組載體。

（4）將重組載體導入宿主細胞，通過轉(zhuǎn)錄和翻譯過程表達蛋白A。

2.例題二：目的基因的獲取

題目：某實驗室想要獲取人類胰島素基因，已知其基因序列為Ins，請簡述獲取目的基因的實驗步驟。

答案：

（1）設計引物，使其能夠特異性地擴增胰島素基因。

（2）使用PCR技術(shù)擴增胰島素基因。

（3）將擴增后的基因進行克隆，得到目的基因。

3.例題三：基因工程實驗設計

題目：設計一個基因工程實驗，將熒光蛋白基因插入到植物葉綠體基因組中，并使其表達。

答案：

（1）選擇合適的熒光蛋白基因和植物葉綠體基因組。

（2）使用限制酶切割熒光蛋白基因和葉綠體基因組，獲得相同的黏性末端。

（3）將熒光蛋白基因和葉綠體基因組連接，形成重組葉綠體基因組。

（4）將重組葉綠體基因組導入植物細胞，通過葉綠體基因表達系統(tǒng)表達熒光蛋白。

4.例題四：基因工程應用

題目：某科研小組利用基因工程技術(shù)制備抗病毒植物，請簡述其制備過程。

答案：

（1）選擇抗病毒植物的基因，如抗病毒蛋白基因。

（2）將抗病毒基因插入到表達載體中，并導入植物細胞。

（3）通過植物組織培養(yǎng)技術(shù)培養(yǎng)轉(zhuǎn)基因植物。

（4）對轉(zhuǎn)基因植物進行抗病毒實驗，驗證其抗病毒能力。

5.例題五：基因工程倫理問題討論

題目：某國家計劃利用基因工程技術(shù)制備轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物，以提高產(chǎn)量和抗病性。然而，這一計劃引起了公眾的擔憂，認為可能對環(huán)境和人類健康造成影響。作為教育者和科學家，我們應該怎樣向公眾解釋和宣傳基因工程技術(shù)的利與弊？

答案：

（1）向公眾解釋基因工程技術(shù)的原理和應用，使其了解基因工程技術(shù)在農(nóng)業(yè)發(fā)展中的重要作用。

（2）討論基因工程技術(shù)可能帶來的環(huán)境和健康風險，如基因流動、生物安全和過敏反應等。

（3）強調(diào)基因工程技術(shù)的監(jiān)管和安全性措施，如嚴格的法律法規(guī)和食品安全檢測。

（4）提倡公眾參與決策，鼓勵開展基因工程技術(shù)的科普教育和倫理討論。八、板書設計1.基因工程的基本概念

-定義：基因工程是指通過人工方法對基因進行操作，實現(xiàn)對生物性狀的改造。

-目標：獲取目的基因，構(gòu)建基因表達載體，導入宿主細胞，實現(xiàn)基因表達。

2.基因表達載體的構(gòu)建

-啟動子：控制基因轉(zhuǎn)錄的DNA序列，位于編碼區(qū)上游。

-編碼區(qū)：包含基因的編碼序列，負責編碼蛋白質(zhì)。

-終止子：控制基因轉(zhuǎn)錄結(jié)束的DNA序列，位于編碼區(qū)下游。

3.目的基因的獲取

-PCR技術(shù)：通過體外擴增目的基因的方法。

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