2024-2025學(xué)年高中生物 第六章 從雜交育種到基因工程 第2節(jié) 基因工程及其應(yīng)用教學(xué)設(shè)計5 新人教版必修2

2024-2025學(xué)年高中生物第六章從雜交育種到基因工程第2節(jié)基因工程及其應(yīng)用教學(xué)設(shè)計5新人教版必修2授課內(nèi)容授課時數(shù)授課班級授課人數(shù)授課地點(diǎn)授課時間教材分析親愛的同學(xué)們，今天我們要一起探索一個神奇的世界——基因工程及其應(yīng)用。這是我們高中生物課本第六章“從雜交育種到基因工程”的第二節(jié)課。在這一節(jié)課里，我們將揭開基因工程的神秘面紗，了解它是如何改變我們的生活的。準(zhǔn)備好了嗎？讓我們一起踏上這場奇妙的科學(xué)之旅吧！????核心素養(yǎng)目標(biāo)1.提升學(xué)生的科學(xué)探究能力，通過實(shí)驗(yàn)操作和案例分析，培養(yǎng)學(xué)生對基因工程原理和技術(shù)的理解。

2.增強(qiáng)學(xué)生的生物技術(shù)應(yīng)用意識，認(rèn)識基因工程在農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)和環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用。

3.培養(yǎng)學(xué)生的倫理意識，引導(dǎo)學(xué)生思考基因工程帶來的倫理和社會問題，形成科學(xué)、理性的價值觀。學(xué)情分析進(jìn)入高中生物學(xué)習(xí)階段，同學(xué)們已經(jīng)具備了一定的生物學(xué)基礎(chǔ)知識，對生物的基本概念和原理有了初步的認(rèn)識。在知識層面，學(xué)生對遺傳學(xué)、細(xì)胞學(xué)等基礎(chǔ)知識有一定的掌握，這為學(xué)習(xí)基因工程奠定了基礎(chǔ)。然而，基因工程作為一個相對復(fù)雜和前沿的領(lǐng)域，對學(xué)生的理解能力和抽象思維能力提出了更高的要求。

在能力方面，同學(xué)們的實(shí)驗(yàn)操作技能逐漸成熟，能夠獨(dú)立完成一些基礎(chǔ)的生物學(xué)實(shí)驗(yàn)。但在基因工程這一章節(jié)中，涉及到分子層面的操作，如DNA的提取、擴(kuò)增和檢測等，這些操作對學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能和實(shí)驗(yàn)設(shè)計能力提出了新的挑戰(zhàn)。

在素質(zhì)方面，同學(xué)們普遍具備較強(qiáng)的學(xué)習(xí)興趣和求知欲，能夠積極參與課堂討論和實(shí)踐活動。然而，面對基因工程的倫理問題，部分學(xué)生可能存在疑惑和困惑，需要教師引導(dǎo)他們形成正確的價值觀。

在行為習(xí)慣上，同學(xué)們的學(xué)習(xí)態(tài)度認(rèn)真，但部分學(xué)生在自主學(xué)習(xí)時可能存在依賴性強(qiáng)、缺乏獨(dú)立思考的問題。這可能會影響他們在面對復(fù)雜問題時，運(yùn)用所學(xué)知識分析和解決的能力。教學(xué)資源-軟硬件資源：生物實(shí)驗(yàn)室、DNA提取和擴(kuò)增設(shè)備（如PCR儀）、顯微鏡、電腦、投影儀、實(shí)驗(yàn)操作視頻

-課程平臺：學(xué)校生物教學(xué)平臺、在線教育資源庫

-信息化資源：基因工程相關(guān)的教學(xué)課件、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)手冊、科學(xué)文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫

-教學(xué)手段：多媒體教學(xué)、實(shí)驗(yàn)演示、小組討論、案例分析教學(xué)流程1.導(dǎo)入新課

-詳細(xì)內(nèi)容：首先，我會以一個與日常生活相關(guān)的案例引入新課，比如介紹轉(zhuǎn)基因食品在市場上的普及情況。我會問學(xué)生：“你們知道什么是轉(zhuǎn)基因食品嗎？它們是如何產(chǎn)生的？”通過這個問題，激發(fā)學(xué)生的興趣，引出基因工程的概念。

-用時：5分鐘

2.新課講授

-詳細(xì)內(nèi)容：

1.講解基因工程的基本概念和原理，通過PPT展示基因工程的基本步驟，如DNA的切割、連接和轉(zhuǎn)移等。

2.分析基因工程在農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)和環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)例，如抗蟲棉、胰島素的生產(chǎn)和基因治療等。

3.討論基因工程的倫理問題，如基因編輯技術(shù)的道德邊界、生物安全問題等。

-用時：15分鐘

3.實(shí)踐活動

-詳細(xì)內(nèi)容：

1.觀看基因工程實(shí)驗(yàn)操作的演示視頻，讓學(xué)生了解實(shí)驗(yàn)的基本流程和注意事項(xiàng)。

2.分組進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，如DNA的提取和PCR擴(kuò)增，讓學(xué)生親身體驗(yàn)基因工程的操作過程。

3.分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，討論實(shí)驗(yàn)結(jié)果，引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)。

-用時：15分鐘

4.學(xué)生小組討論

-3方面內(nèi)容舉例回答：

1.學(xué)生討論基因工程在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用，例如：“如果我們要培育一種抗病性強(qiáng)的作物，應(yīng)該選擇哪些基因進(jìn)行編輯？”

2.學(xué)生討論基因工程在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用，例如：“基因治療技術(shù)如何幫助患者治療遺傳性疾??？”

3.學(xué)生討論基因工程的倫理問題，例如：“你認(rèn)為基因編輯技術(shù)是否應(yīng)該應(yīng)用于人類胚胎？為什么？”

-用時：10分鐘

5.總結(jié)回顧

-內(nèi)容：在課程結(jié)束時，我會引導(dǎo)學(xué)生回顧本節(jié)課的重點(diǎn)內(nèi)容，包括基因工程的基本概念、應(yīng)用領(lǐng)域和倫理問題。我會舉例說明基因工程在實(shí)際生活中的應(yīng)用，如轉(zhuǎn)基因作物的種植、基因治療等，強(qiáng)調(diào)基因工程對人類社會的重要性。

-用時：5分鐘

總計用時：45分鐘教學(xué)資源拓展1.拓展資源：

-基因工程的歷史與發(fā)展：介紹基因工程的歷史背景、重要里程碑以及未來的發(fā)展趨勢。

-基因編輯技術(shù)：深入探討CRISPR-Cas9等基因編輯技術(shù)的工作原理和應(yīng)用實(shí)例。

-基因治療案例：分析基因治療在治療遺傳性疾病、癌癥等領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用。

-生物倫理與基因工程：探討基因工程帶來的倫理問題，如基因歧視、生物安全等。

-國內(nèi)外基因工程研究動態(tài)：介紹國內(nèi)外在基因工程領(lǐng)域的研究成果和前沿技術(shù)。

2.拓展建議：

-閱讀相關(guān)書籍：《基因工程導(dǎo)論》、《基因編輯技術(shù)》等，以深入了解基因工程的理論基礎(chǔ)和應(yīng)用。

-觀看紀(jì)錄片：推薦《生命之源》、《基因革命》等紀(jì)錄片，幫助學(xué)生從更直觀的角度理解基因工程的奧秘。

-參加線上課程：鼓勵學(xué)生報名參加國內(nèi)外高校開設(shè)的基因工程相關(guān)在線課程，拓寬知識面。

-參與學(xué)術(shù)討論：組織學(xué)生參加學(xué)校或社區(qū)舉辦的生物科學(xué)研討會，與專業(yè)人士交流，提升學(xué)術(shù)素養(yǎng)。

-實(shí)踐項(xiàng)目參與：鼓勵學(xué)生參與基因工程相關(guān)的科研項(xiàng)目，如基因編輯實(shí)驗(yàn)、生物信息學(xué)分析等，提高實(shí)踐能力。

-研究案例對比：對比分析國內(nèi)外基因工程相關(guān)政策和法規(guī)，了解不同地區(qū)在基因工程領(lǐng)域的差異和特點(diǎn)。

-撰寫研究報告：引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合所學(xué)知識，撰寫關(guān)于基因工程應(yīng)用、倫理問題的研究報告，鍛煉寫作能力。

-參觀生物實(shí)驗(yàn)室：組織學(xué)生參觀生物實(shí)驗(yàn)室，了解基因工程實(shí)驗(yàn)的操作流程和設(shè)備，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。內(nèi)容邏輯關(guān)系①基因工程的基本概念

-重點(diǎn)知識點(diǎn)：基因工程的定義、目的、基本原理

-重點(diǎn)詞句：基因工程、基因操作、DNA重組、生物技術(shù)

②基因工程的技術(shù)步驟

-重點(diǎn)知識點(diǎn)：DNA的提取、切割、連接、轉(zhuǎn)移和表達(dá)

-重點(diǎn)詞句：DNA提取、限制性內(nèi)切酶、DNA連接酶、載體、轉(zhuǎn)錄、翻譯

③基因工程的應(yīng)用領(lǐng)域

-重點(diǎn)知識點(diǎn)：農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)、環(huán)境保護(hù)、生物制藥

-重點(diǎn)詞句：轉(zhuǎn)基因作物、基因治療、生物降解、生物制藥、基因檢測

④基因工程的倫理問題

-重點(diǎn)知識點(diǎn)：基因歧視、生物安全、基因編輯的道德邊界

-重點(diǎn)詞句：基因歧視、生物安全、基因編輯、倫理審查、社會影響

⑤基因工程的發(fā)展趨勢

-重點(diǎn)知識點(diǎn)：基因編輯技術(shù)、合成生物學(xué)、個性化醫(yī)療

-重點(diǎn)詞句：CRISPR-Cas9、合成生物學(xué)、個性化醫(yī)療、未來展望典型例題講解1.例題：

基因工程中，常用的載體有哪些？請簡述它們的特點(diǎn)和應(yīng)用。

答案：

-載體：常用的載體包括質(zhì)粒、噬菌體、動植物病毒等。

-特點(diǎn)：載體具有自主復(fù)制能力、能夠在宿主細(xì)胞中穩(wěn)定存在、具有標(biāo)記基因等。

-應(yīng)用：載體是基因工程中攜帶目的基因進(jìn)入宿主細(xì)胞的重要工具，廣泛應(yīng)用于基因克隆、基因表達(dá)和基因治療等領(lǐng)域。

2.例題：

以下哪種酶在基因工程中用于切割DNA？

A.蛋白酶

B.脂肪酶

C.限制性內(nèi)切酶

D.DNA聚合酶

答案：

-正確答案：C.限制性內(nèi)切酶

-說明：限制性內(nèi)切酶能夠識別特定的DNA序列并在該序列上切割DNA，是基因工程中常用的工具酶。

3.例題：

基因工程中，如何將目的基因?qū)胨拗骷?xì)胞？

A.通過電穿孔法

B.通過顯微注射法

C.通過脂質(zhì)體轉(zhuǎn)染法

D.通過化學(xué)轉(zhuǎn)化法

答案：

-正確答案：A.通過電穿孔法

-說明：電穿孔法是一種將目的基因通過電場作用導(dǎo)入宿主細(xì)胞的方法，適用于細(xì)菌等原核生物。

4.例題：

基因治療技術(shù)中，常用的治療方式有哪些？

A.替換療法

B.基因增補(bǔ)療法

C.基因抑制療法

D.以上都是

答案：

-正確答案：D.以上都是

-說明：基因治療技術(shù)包括替換療法、基因增補(bǔ)療法和基因抑制療法等多種方式，旨在糾正或補(bǔ)償