第3章 專題5 基因工程的操作程序2023-2024學(xué)年新教材高中生物選擇性必修第三冊同步教學(xué)設(shè)計(jì)（人教版2019 多選）

第3章專題5基因工程的操作程序2023-2024學(xué)年新教材高中生物選擇性必修第三冊同步教學(xué)設(shè)計(jì)（人教版2019多選）授課內(nèi)容授課時(shí)數(shù)授課班級授課人數(shù)授課地點(diǎn)授課時(shí)間設(shè)計(jì)思路本節(jié)課以人教版2019高中生物選擇性必修第三冊第三章“基因工程的操作程序”為教學(xué)內(nèi)容，結(jié)合2023-2024學(xué)年新教材特點(diǎn)，以學(xué)生為中心，注重理論與實(shí)踐相結(jié)合。課程設(shè)計(jì)分為導(dǎo)入、知識講解、案例分析、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、總結(jié)與拓展五個(gè)環(huán)節(jié)，旨在幫助學(xué)生系統(tǒng)掌握基因工程的操作步驟，提高學(xué)生的實(shí)際操作能力和創(chuàng)新思維。通過引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注生物科技發(fā)展，激發(fā)學(xué)生興趣，培養(yǎng)其生物科學(xué)素養(yǎng)。核心素養(yǎng)目標(biāo)1.科學(xué)探究：培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用科學(xué)方法探究基因工程操作程序的能力，通過實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和案例分析，提高學(xué)生解決問題的實(shí)踐技能。

2.科學(xué)思維：訓(xùn)練學(xué)生運(yùn)用比較、分析、綜合等方法，理解基因工程的基本原理和操作步驟，發(fā)展學(xué)生的批判性思維和創(chuàng)新意識。

3.科學(xué)態(tài)度：培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度，對基因工程技術(shù)持有正確的認(rèn)識，關(guān)注生物科技發(fā)展對人類社會(huì)的影響。

4.科學(xué)責(zé)任：引導(dǎo)學(xué)生理解基因工程技術(shù)的倫理和社會(huì)責(zé)任，培養(yǎng)其在生物科學(xué)領(lǐng)域中的道德素養(yǎng)和社會(huì)責(zé)任感。教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)

-基因工程的基本概念：理解基因工程是通過對生物體基因的插入、剔除或修改來改變其遺傳特性。

-基因操作的主要步驟：包括目的基因的獲取、基因載體的選擇與構(gòu)建、重組基因的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)化體的篩選。

-基因工程的應(yīng)用實(shí)例：如轉(zhuǎn)基因作物的培育、基因治療等。

舉例：在講解基因載體的選擇與構(gòu)建時(shí)，重點(diǎn)介紹質(zhì)粒、噬菌體和病毒等載體類型及其在基因工程中的應(yīng)用，使學(xué)生明白不同載體適用于不同類型的宿主細(xì)胞。

2.教學(xué)難點(diǎn)

-限制酶和連接酶的作用原理：學(xué)生可能難以理解限制酶如何識別特定的DNA序列并切割，以及連接酶如何將DNA片段連接起來。

-基因轉(zhuǎn)化和表達(dá)調(diào)控：轉(zhuǎn)化過程中的具體機(jī)制，如電轉(zhuǎn)化、化學(xué)轉(zhuǎn)化等，以及基因表達(dá)調(diào)控的復(fù)雜性，是學(xué)生理解的難點(diǎn)。

-倫理和安全問題：基因工程的倫理爭議和安全問題，如基因編輯可能帶來的非預(yù)期后果，需要引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深入思考。

舉例：在講述限制酶時(shí)，通過動(dòng)畫演示或具體案例，展示限制酶如何識別和切割DNA分子，以及如何使用連接酶將目的基因與載體連接，幫助學(xué)生形象理解這一過程。在討論基因轉(zhuǎn)化時(shí)，通過實(shí)際案例講解轉(zhuǎn)化效率、轉(zhuǎn)化方法的選擇以及轉(zhuǎn)化后的篩選過程，使學(xué)生能夠掌握轉(zhuǎn)化技術(shù)的核心要點(diǎn)。教學(xué)方法與手段教學(xué)方法：

1.講授法：通過系統(tǒng)講解基因工程的操作程序，確保學(xué)生掌握基礎(chǔ)知識和操作步驟。

2.討論法：引導(dǎo)學(xué)生就基因工程倫理問題進(jìn)行小組討論，培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維和表達(dá)能力。

3.實(shí)驗(yàn)法：通過模擬實(shí)驗(yàn)或?qū)嶋H操作，讓學(xué)生親身體驗(yàn)基因工程操作過程，增強(qiáng)實(shí)踐能力。

教學(xué)手段：

1.多媒體設(shè)備：使用PPT展示基因工程操作步驟的動(dòng)畫和圖表，幫助學(xué)生直觀理解復(fù)雜過程。

2.教學(xué)軟件：利用專業(yè)的生物信息學(xué)軟件，讓學(xué)生模擬基因編輯過程，提高操作的互動(dòng)性和真實(shí)性。

3.網(wǎng)絡(luò)資源：提供在線基因數(shù)據(jù)庫和文獻(xiàn)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，拓展知識面。教學(xué)過程1.導(dǎo)入（約5分鐘）

-激發(fā)興趣：展示轉(zhuǎn)基因作物與傳統(tǒng)作物的對比圖片，提問：“轉(zhuǎn)基因作物是如何培育出來的？”引發(fā)學(xué)生對基因工程的好奇。

-回顧舊知：簡要回顧DNA分子結(jié)構(gòu)、基因的概念以及基因表達(dá)調(diào)控的相關(guān)知識，為學(xué)習(xí)基因工程操作程序打下基礎(chǔ)。

2.新課呈現(xiàn)（約40分鐘）

-講解新知：詳細(xì)介紹基因工程的操作程序，包括目的基因的獲取、基因載體的選擇與構(gòu)建、重組基因的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)化體的篩選。

-舉例說明：以轉(zhuǎn)基因抗蟲棉為例，說明如何通過基因工程手段將抗蟲基因引入棉花中，提高其抗蟲性。

-互動(dòng)探究：分組討論不同基因載體在基因工程中的應(yīng)用場景，以及各自的優(yōu)勢和局限。

3.鞏固練習(xí)（約25分鐘）

-學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生分組進(jìn)行模擬基因轉(zhuǎn)化的實(shí)驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)加深對基因工程操作步驟的理解。

-教師指導(dǎo)：在學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程中，教師巡回指導(dǎo)，解答學(xué)生的疑問，確保實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行。

4.總結(jié)與拓展（約10分鐘）

-總結(jié)：回顧本節(jié)課的主要內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)基因工程在生物科技發(fā)展中的重要作用。

-拓展：布置課后作業(yè)，要求學(xué)生查閱資料，了解基因工程在醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用，并撰寫短文分享學(xué)習(xí)心得。

5.課堂反饋（約5分鐘）

-教師提問：詢問學(xué)生對本節(jié)課內(nèi)容的理解和掌握情況，收集學(xué)生的反饋意見。

-學(xué)生反饋：學(xué)生分享自己在學(xué)習(xí)過程中的困惑和收獲，促進(jìn)師生之間的交流與互動(dòng)。教學(xué)資源拓展1.拓展資源

-相關(guān)書籍：《基因工程原理與技術(shù)》、《現(xiàn)代生物技術(shù)導(dǎo)論》等，這些書籍可以為學(xué)生提供更深入的理論知識和實(shí)際應(yīng)用案例。

-學(xué)術(shù)論文：引導(dǎo)學(xué)生查閱最新的學(xué)術(shù)論文，了解基因工程在科研領(lǐng)域的最新進(jìn)展和研究成果。

-科普文章：推薦學(xué)生閱讀科普性質(zhì)的生物技術(shù)文章，如《基因編輯技術(shù)的前沿進(jìn)展》等，以增加學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

-實(shí)際案例：介紹基因工程在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥等領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用案例，如轉(zhuǎn)基因作物的商業(yè)化種植、基因治療疾病的臨床應(yīng)用等。

2.拓展建議

-自主學(xué)習(xí)：鼓勵(lì)學(xué)生利用圖書館或網(wǎng)絡(luò)資源，自主查閱與基因工程相關(guān)的資料，加深對課堂所學(xué)內(nèi)容的理解。

-實(shí)驗(yàn)參觀：組織學(xué)生參觀生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)室或相關(guān)企業(yè)，實(shí)地了解基因工程技術(shù)的應(yīng)用和操作流程。

-學(xué)術(shù)討論：定期舉辦學(xué)術(shù)沙龍，讓學(xué)生就基因工程的倫理、安全性等問題進(jìn)行討論，培養(yǎng)批判性思維。

-科學(xué)寫作：鼓勵(lì)學(xué)生撰寫科技論文或科普文章，將所學(xué)知識轉(zhuǎn)化為書面表達(dá)能力。

-課題研究：指導(dǎo)學(xué)生參與學(xué)?；蚪處煹目蒲许?xiàng)目，通過實(shí)踐研究提高學(xué)生的科研能力。

-社會(huì)實(shí)踐：引導(dǎo)學(xué)生參與社會(huì)調(diào)查，了解公眾對基因工程技術(shù)的態(tài)度和認(rèn)知，培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感。板書設(shè)計(jì)1.基因工程操作程序

①基因工程定義

②目的基因的獲取

③基因載體的選擇與構(gòu)建

④重組基因的轉(zhuǎn)化

⑤轉(zhuǎn)化體的篩選

2.基因工程應(yīng)用實(shí)例

①轉(zhuǎn)基因作物

②基因治療

③生物學(xué)研究

3.基因工程倫理與安全

①倫理問題

②安全性問題

③社會(huì)責(zé)任與法規(guī)反思改進(jìn)措施（一）教學(xué)特色創(chuàng)新

1.結(jié)合現(xiàn)代生物技術(shù)發(fā)展，引入最新的基因工程技術(shù)案例，使教學(xué)內(nèi)容更具時(shí)代性和實(shí)用性。

2.采用項(xiàng)目式學(xué)習(xí)法，讓學(xué)生圍繞一個(gè)具體的基因工程應(yīng)用項(xiàng)目進(jìn)行探究，提高學(xué)生的實(shí)踐操作能力和團(tuán)隊(duì)合作精神。

（二）存在主要問題

1.教學(xué)過程中，學(xué)生參與度不夠，部分學(xué)生可能對理論知識感到枯燥乏味，缺乏學(xué)習(xí)動(dòng)力。

2.實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)由于時(shí)間和資源限制，無法讓每個(gè)學(xué)生充分動(dòng)手操作，影響學(xué)生的實(shí)踐體驗(yàn)。

3.教學(xué)評價(jià)方式較為單一，主要依賴考試成績，未能充分反映學(xué)生的綜合能力。

（三）改進(jìn)措施

1.增加互動(dòng)環(huán)節(jié)，如小組討論、問答游戲等，提高學(xué)生的課堂參與度，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。

2.優(yōu)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，通過模擬實(shí)驗(yàn)或分組實(shí)驗(yàn)，確保每個(gè)學(xué)生都有機(jī)會(huì)參與實(shí)際操作，提升實(shí)踐能力。

3.多元化評價(jià)方式，結(jié)合學(xué)生的課堂表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、小組討論等方面進(jìn)行綜合評價(jià)，更全面地反映學(xué)生的學(xué)習(xí)成果。同時(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行自我評價(jià)和同伴評價(jià)，增強(qiáng)自我認(rèn)知和反思能力。

在未來的教學(xué)實(shí)踐中，我將繼續(xù)探索更多有效的教學(xué)方法，如翻轉(zhuǎn)課堂、在線學(xué)習(xí)等，以適應(yīng)不同學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。同時(shí)，加強(qiáng)與其他學(xué)科教師的交流合作，拓寬學(xué)生的知識視野，促進(jìn)跨學(xué)科學(xué)習(xí)。此外，我還將積極與企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)建立聯(lián)系，為學(xué)生提供更多實(shí)習(xí)和實(shí)踐的機(jī)會(huì)，使教學(xué)與實(shí)際應(yīng)用緊密結(jié)合，提高學(xué)生的就業(yè)競爭力。重點(diǎn)題型整理題型一：簡答題

1.題目：簡述基因工程的操作程序的主要步驟。

答案：基因工程的操作程序主要包括以下步驟：①目的基因的獲??；②基因載體的選擇與構(gòu)建；③重組基因的轉(zhuǎn)化；④轉(zhuǎn)化體的篩選。

題型二：案例分析題

2.題目：分析以下案例中基因工程的應(yīng)用，并說明其對社會(huì)的影響。

案例：轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的培育。

答案：轉(zhuǎn)基因抗蟲棉通過將抗蟲基因引入棉花中，使棉花具有抗蟲性，減少農(nóng)藥的使用，降低環(huán)境污染，提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量。對社會(huì)的影響包括減少農(nóng)民勞動(dòng)強(qiáng)度、降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本、保障糧食安全等。

題型三：論述題

3.題目：論述基因工程在醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用及其意義。

答案：基因工程在醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用包括基因治療、藥物研發(fā)等?；蛑委熗ㄟ^修復(fù)或替換異?；騺碇委熯z傳性疾病，為一些以往無法治愈的疾病提供了新的治療手段。藥物研發(fā)方面，基因工程技術(shù)可以生產(chǎn)出高純度、高活性的藥物，提高藥物的治療效果。

題型四：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

4.題目：設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證某種基因載體在基因轉(zhuǎn)化過程中的效率。

答案：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)可以包括以下步驟：①選擇合適的基因載體；②通過實(shí)驗(yàn)方法將目的基因與載體連接；③將連接好的重組載體轉(zhuǎn)化到受體細(xì)胞中；④通過檢測轉(zhuǎn)化后的細(xì)胞中目的基因的表達(dá)來驗(yàn)證基因載體的轉(zhuǎn)化效率。

題型五：論述題

5.題目：討論基因工程在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的倫理和安全問題。

答案：基因工程在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用帶來了諸多倫理和安全問題。倫理問題包括基因改造作物的知識產(chǎn)權(quán)、對傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的沖擊等。安全問題主要包括基因改造作物的環(huán)境影響、食品安全性以及對生物多樣性的影響。在推廣基因工程技術(shù)的過程中，需要充分考慮這些倫理和安全問題，并采取相應(yīng)的措施來保障公眾利益和環(huán)境安全。教學(xué)評價(jià)與反饋1.課堂表現(xiàn)：學(xué)生在課堂上的表現(xiàn)可以通過出勤情況、課堂參與度、提問和回答問題的積極性等方面來評價(jià)。學(xué)生普遍能夠按時(shí)到課，但在課堂參與度方面，部分學(xué)生表現(xiàn)得較為被動(dòng)，需要更多的激勵(lì)和引導(dǎo)來提高其參與討論和提問的積極性。

2.小組討論成果展示：小組討論是檢驗(yàn)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的重要環(huán)節(jié)。學(xué)生在小組討論中能夠積極表達(dá)自己的觀點(diǎn)，與小組成員進(jìn)行有效溝通，但在成果展示時(shí)，部分小組的表達(dá)能力和邏輯性有待提高。例如，小組討論關(guān)于基因工程倫理問題的成果展示中，學(xué)生能夠提出自己的看法，但在論證和舉例方面不夠充分。

3.隨堂測試：隨堂測試旨在檢測學(xué)生對課堂所學(xué)知識的理解和掌握程度。測試內(nèi)容涵蓋基因工程的操作程序、應(yīng)用實(shí)例和倫理安全等知識點(diǎn)。從測試結(jié)果來看，學(xué)生在基本概念和操作步驟方面的掌握較好，但在應(yīng)用和倫理問題方面的理解不夠深入。

4.作業(yè)完成情況：作業(yè)是鞏固課堂學(xué)習(xí)內(nèi)容的重要手段。學(xué)生能夠按時(shí)提交作業(yè)，但在質(zhì)量上存在差異。部分學(xué)生能夠深入分析問題，給出詳細(xì)的解答，而部分學(xué)生的作業(yè)則較為表面，缺乏深入思考。

5.教師評價(jià)與反饋：

-對于出勤情況和課堂表現(xiàn)良好的學(xué)生，教師應(yīng)給予肯