2024-2025學年新教材高中生物 第3章 基因工程 第3節(jié) 基因工程的應用教案 新人教版選擇性必修3

2024-2025學年新教材高中生物第3章基因工程第3節(jié)基因工程的應用教案新人教版選擇性必修3課題：科目：班級：課時：計劃1課時教師：單位：一、課程基本信息1.課程名稱：基因工程的應用

2.教學年級和班級：高中二年級生物班

3.授課時間：2024年11月10日

4.教學時數(shù)：45分鐘

教學內(nèi)容：

1.基因工程在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、環(huán)境保護等領域的應用。

2.基因工程技術的安全性、倫理問題及其對社會的影響。

教學過程：

1.導入新課（5分鐘）

利用上一節(jié)課的回顧，提出問題：“基因工程有哪些應用？這些應用對我們生活產(chǎn)生了哪些影響？”

2.課程內(nèi)容講解（20分鐘）

a.農(nóng)業(yè)：抗蟲棉、抗病毒水稻等轉(zhuǎn)基因作物的培育及優(yōu)點。

b.醫(yī)藥：基因工程藥物、基因治療等技術的原理與應用。

c.環(huán)境保護：利用基因工程技術解決環(huán)境污染問題。

d.安全性、倫理問題及對社會的影響。

3.案例分析（10分鐘）

分組討論教材中提供的案例，分析基因工程應用的優(yōu)勢與潛在風險。

4.課堂小結（5分鐘）

總結本節(jié)課的主要內(nèi)容，強調(diào)基因工程應用的重要性及需要注意的問題。

5.作業(yè)布置（5分鐘）

根據(jù)教材內(nèi)容，布置課后思考題，加深學生對基因工程應用的理解。

教學評價：

1.課堂參與度：觀察學生在課堂上的發(fā)言、討論情況，評估學生的參與度。

2.課后作業(yè)：評估學生對課堂所學內(nèi)容的掌握程度。

3.課堂小結：檢查學生對本節(jié)課知識點的理解和記憶情況。二、核心素養(yǎng)目標本節(jié)課旨在培養(yǎng)學生以下核心素養(yǎng)：

1.掌握基因工程在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、環(huán)境保護等領域的應用，提高學生的科學探究能力和創(chuàng)新意識。

2.培養(yǎng)學生運用所學知識分析、解決實際問題的能力，提高學生的社會責任感和團隊合作精神。

3.引導學生關注基因工程技術對社會、倫理及環(huán)境的影響，培養(yǎng)學生的科學態(tài)度和社會責任感。

4.培養(yǎng)學生具備良好的科學思維能力，能夠理性看待基因工程技術的發(fā)展及其潛在風險。

5.激發(fā)學生對生物科學的興趣，鼓勵學生積極參與科學探究活動，提高學生的生物學學科素養(yǎng)。三、學習者分析1.學生已經(jīng)掌握了基因工程的基本原理、技術和操作步驟，了解了基因工程在生物科學領域的應用前景。此外，學生對基因的概念、遺傳信息的傳遞和表達等基礎知識有所了解。

2.學生對生物科學有一定的興趣，尤其對新科技、技術創(chuàng)新等方面表現(xiàn)出較高的熱情。他們在邏輯思維、分析問題和解決問題的能力方面逐漸提高，具備一定的自主學習能力。學生的學習風格多樣，部分學生喜歡通過實驗、觀察等方式學習，而另一部分學生則更傾向于理論學習和思考。

3.學生在基因工程應用的學習過程中可能遇到的困難和挑戰(zhàn)如下：

a.對基因工程在醫(yī)藥、環(huán)境保護等領域的具體應用理解不夠深入，難以將其與實際生活聯(lián)系在一起。

b.在分析基因工程技術帶來的倫理、安全性問題時，可能缺乏足夠的社會責任感，難以全面考慮各方面因素。

c.學生在團隊合作中可能存在溝通不暢、分工不合理等問題，影響學習效果。

d.部分學生對基因工程技術的潛在風險和局限性認識不足，容易產(chǎn)生過于樂觀或悲觀的情緒。

針對以上分析，教師在教學過程中應注重激發(fā)學生興趣，引導他們結合實際案例進行思考，提高分析問題和解決問題的能力，同時關注學生的團隊合作和溝通能力的培養(yǎng)。四、教學方法與手段1.教學方法：

a.講授法：針對基因工程應用的基本概念、原理和關鍵技術，采用講授法進行系統(tǒng)講解，使學生掌握課程內(nèi)容的基本框架。

b.討論法：針對基因工程在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、環(huán)境保護等領域的具體應用，組織學生進行分組討論，分析其優(yōu)缺點、潛在風險及倫理問題，培養(yǎng)學生的思辨能力和團隊協(xié)作精神。

c.實驗法：結合教材中的實驗案例，開展基因工程相關實驗，讓學生親自動手操作，加深對基因工程技術的理解，提高學生的實踐能力。

以下是具體的教學方法應用：

1)講授法：通過生動的語言、形象的比喻，將抽象的基因工程應用知識具體化、形象化，使學生易于理解。

2)討論法：設計具有針對性和啟發(fā)性的問題，引導學生進行深入思考，鼓勵學生發(fā)表自己的觀點，提高課堂氛圍。

3)實驗法：在實驗過程中，教師進行巡回指導，解答學生的疑問，引導學生觀察、分析實驗現(xiàn)象，培養(yǎng)學生的實驗操作能力和觀察能力。

2.教學手段：

a.多媒體設備：利用PPT、視頻、動畫等多種形式，展示基因工程應用的圖片、案例和實驗過程，使教學內(nèi)容更加生動、直觀，提高學生的學習興趣。

b.教學軟件：運用生物學教學軟件，如基因編輯軟件、虛擬實驗室等，讓學生在模擬環(huán)境中進行基因編輯和實驗操作，提高學生對基因工程技術的認知。

c.網(wǎng)絡資源：引導學生利用網(wǎng)絡查閱相關資料，了解基因工程領域的最新進展，拓寬學生的知識視野。

以下是具體的教學手段應用：

1)多媒體設備：通過PPT展示基因工程應用的相關圖片、案例，幫助學生直觀地了解基因工程技術的實際應用；播放相關視頻，讓學生了解基因工程領域的最新動態(tài)。

2)教學軟件：組織學生使用基因編輯軟件進行模擬實驗，使學生更好地理解基因編輯技術的原理和操作方法；利用虛擬實驗室開展在線實驗，提高學生的實踐操作能力。

3)網(wǎng)絡資源：推薦學生查閱相關學術論文、新聞報道等，了解基因工程技術的最新研究進展和行業(yè)動態(tài)，激發(fā)學生的學習興趣。五、教學流程（一）課前準備（預計用時：5分鐘）

學生預習：

發(fā)放預習材料，引導學生提前了解基因工程應用的學習內(nèi)容，標記出有疑問或不懂的地方。設計預習問題，如“基因工程在農(nóng)業(yè)中有哪些應用？”激發(fā)學生思考，為課堂學習基因工程應用做好準備。

教師備課：

深入研究教材，明確教學目標和重難點。準備教學用具和多媒體資源，確保教學過程的順利進行。設計課堂互動環(huán)節(jié)，提高學生學習基因工程應用的積極性。

（二）課堂導入（預計用時：3分鐘）

激發(fā)興趣：

回顧舊知：

簡要回顧上節(jié)課學習的基因工程基本原理和技術，幫助學生建立知識之間的聯(lián)系。提出問題，檢查學生對舊知的掌握情況，為學習新課打下基礎。

（三）新課呈現(xiàn)（預計用時：25分鐘）

知識講解：

清晰、準確地講解基因工程在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、環(huán)境保護等領域的應用，結合實例幫助學生理解。突出重點，強調(diào)難點，通過對比、歸納等方法幫助學生加深記憶。

互動探究：

設計小組討論環(huán)節(jié)，讓學生圍繞基因工程應用的問題展開討論，培養(yǎng)學生的合作精神和溝通能力。鼓勵學生提出自己的觀點和疑問，引導學生深入思考，拓展思維。

技能訓練：

總結歸納：

在新課呈現(xiàn)結束后，對基因工程應用的知識點進行梳理和總結。強調(diào)重點和難點，幫助學生形成完整的知識體系。

（四）鞏固練習（預計用時：5分鐘）

隨堂練習：

隨堂練習題，讓學生在課堂上完成，檢查學生對知識點的掌握情況。鼓勵學生相互討論、互相幫助，共同解決問題。

錯題訂正：

針對學生在隨堂練習中出現(xiàn)的錯誤，進行及時訂正和講解。引導學生分析錯誤原因，避免類似錯誤再次發(fā)生。

（五）拓展延伸（預計用時：3分鐘）

知識拓展：

介紹與基因工程應用相關的拓展知識，如基因編輯技術在醫(yī)學領域的應用。拓寬學生的知識視野，引導學生關注學科前沿動態(tài)。

情感升華：

結合基因工程應用內(nèi)容，引導學生思考學科與生活的聯(lián)系，培養(yǎng)學生的社會責任感。鼓勵學生分享學習心得和體會，增進師生之間的情感交流。

（六）課堂小結（預計用時：2分鐘）

簡要回顧本節(jié)課學習的基因工程應用內(nèi)容，強調(diào)重點和難點?？隙▽W生的表現(xiàn)，鼓勵他們繼續(xù)努力。

布置作業(yè)：

根據(jù)本節(jié)課學習的內(nèi)容，布置適量的課后作業(yè)，鞏固學習效果。提醒學生注意作業(yè)要求和時間安排，確保作業(yè)質(zhì)量。六、拓展與延伸1.拓展閱讀材料：

a.《基因工程在農(nóng)業(yè)領域的應用》

-轉(zhuǎn)基因作物的發(fā)展歷程及現(xiàn)狀

-轉(zhuǎn)基因作物對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的促進作用

-轉(zhuǎn)基因作物安全性評價及管理措施

b.《基因工程在醫(yī)藥領域的應用》

-基因工程技術在藥物研發(fā)中的應用

-基因治療的發(fā)展及臨床實踐

-基因檢測與個性化醫(yī)療

c.《基因工程在環(huán)境保護領域的應用》

-基因工程技術在生物降解中的應用

-基因工程生物在污染治理中的作用

-基因工程生物安全性評估與風險管理

2.課后自主學習和探究：

a.深入了解轉(zhuǎn)基因作物的優(yōu)缺點，分析其對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響，并撰寫一篇綜述性文章。

b.研究基因治療技術在臨床治療中的應用案例，探討其發(fā)展前景及面臨的挑戰(zhàn)。

c.調(diào)查基因檢測在個性化醫(yī)療中的應用現(xiàn)狀，分析其在我國的發(fā)展?jié)摿巴茝V策略。

d.了解基因工程生物在環(huán)境保護領域的應用實例，評價其環(huán)境效益及安全性。

1.轉(zhuǎn)基因作物的發(fā)展歷程及現(xiàn)狀：

-轉(zhuǎn)基因作物的研究始于20世紀80年代，我國在轉(zhuǎn)基因作物研究方面取得了世界領先的成果。

-目前，全球轉(zhuǎn)基因作物的種植面積持續(xù)擴大，涉及作物種類繁多，如轉(zhuǎn)基因大豆、轉(zhuǎn)基因棉花等。

-轉(zhuǎn)基因作物在提高產(chǎn)量、減少農(nóng)藥使用、抗逆性等方面具有顯著優(yōu)勢，但也存在潛在風險和爭議。

2.基因治療的發(fā)展及臨床實踐：

-基因治療是一種新興的治療方法，通過修復或替換異?；?，達到治療疾病的目的。

-基因治療技術在血液病、遺傳性疾病等領域取得了顯著成果，但仍面臨諸多挑戰(zhàn)，如安全性和有效性等。

-我國在基因治療研究方面也取得了一定的進展，未來有望在臨床治療中發(fā)揮重要作用。

3.基因檢測與個性化醫(yī)療：

-基因檢測是通過分析個體的基因信息，預測其患病的風險，為臨床診斷和治療提供依據(jù)。

-個性化醫(yī)療是基于個體基因差異，制定針對性的治療方案，提高治療效果。

-隨著基因檢測技術的不斷發(fā)展，其在腫瘤、遺傳性疾病等領域的應用越來越廣泛。

4.基因工程生物在環(huán)境保護領域的應用：

-基因工程技術在生物降解方面取得了重要進展，如利用基因工程菌處理石油泄漏等。

-基因工程生物在污染治理中的作用逐漸顯現(xiàn)，如利用轉(zhuǎn)基因植物修復土壤重金屬污染等。

-然而，基因工程生物的應用也引發(fā)了對生態(tài)安全、生物多樣性的關注，需要進行嚴格的安全性評估和風險管理。七、課后作業(yè)1.請簡述基因工程在農(nóng)業(yè)領域的應用，并舉例說明。

2.請說明基因工程在醫(yī)藥領域的應用，并舉例說明。

3.請舉例說明基因工程在環(huán)境保護領域的應用。

4.結合基因工程的應用，談談你對基因工程安全性問題的認識。

5.請談談你對基因工程倫理問題的看法。

1.基因工程在農(nóng)業(yè)領域的應用：

基因工程在農(nóng)業(yè)領域主要有以下應用：

a.轉(zhuǎn)基因作物的培育，如抗蟲棉、抗病毒水稻等。

b.利用基因工程技術提高作物的抗逆性，如抗干旱、抗鹽堿等。

c.利用基因工程技術提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。

例如，轉(zhuǎn)基因抗蟲棉是通過將蘇云金芽孢桿菌的Bt基因轉(zhuǎn)入棉花中，使其具有抗蟲能力，從而減少農(nóng)藥的使用。

2.基因工程在醫(yī)藥領域的應用：

基因工程在醫(yī)藥領域主要有以下應用：

a.利用基因工程技術生產(chǎn)重組蛋白藥物，如胰島素、干擾素等。

b.基因治療，通過修復或替換異常基因來治療遺傳性疾病。

c.基因檢測，通過分析個體基因信息來預測患病風險。

例如，重組人胰島素是通過基因工程技術在大腸桿菌中表達人胰島素基因，用于治療糖尿病。

3.基因工程在環(huán)境保護領域的應用：

基因工程在環(huán)境保護領域主要有以下應用：

a.利用基因工程技術處理污染物，如降解石油泄漏的基因工程菌。

b.利用基因工程技術修復土壤污染，如轉(zhuǎn)基因植物修復重金屬污染。

c.利用基因工程技術進行生物監(jiān)測，如利用轉(zhuǎn)基因微生物檢測環(huán)境中的污染物。

例如，轉(zhuǎn)基因植物修復重金屬污染是通過將能夠富集重金屬的基因轉(zhuǎn)入植物中，使其在植物體內(nèi)積累，從而凈化土壤。

4.基因工程安全性問題的認識：

基因工程安全性問題主要包括食品安全、生態(tài)安全和生物安全等方面。食品安全方面，需要評估轉(zhuǎn)基因食品對人體健康的影響。生態(tài)安全方面，需要評估轉(zhuǎn)基因生物對生態(tài)環(huán)境的影響。生物安全方面，需要防范轉(zhuǎn)基因生物的逃逸和擴散。

例如，轉(zhuǎn)基因食品的安全性評估需要考慮其對人體的毒理學、過敏原性、營養(yǎng)學等方面的潛在影響。

5.基因工程倫理問題的看法：

基因工程倫理問題主要包括基因歧視、基因隱私、基因改造等?；蚱缫暿侵富诨蛐畔€人進行不公平對待?；螂[私是指個人基因信息的保護問題。基因改造涉及對人類胚胎的操作，引發(fā)倫理爭議。

例如，基因歧視可能導致基于基因信息的不公平就業(yè)、保險等社會歧視?；螂[私保護需要建立相應的法律法規(guī)來規(guī)范基因信息的收集、使用和共享?；蚋脑焐婕皩θ祟惻咛サ牟僮?，需要考慮倫理和社會影響。八、內(nèi)容邏輯關系①基因工程的應用領域

-農(nóng)業(yè)領域：轉(zhuǎn)基因作物、抗逆性作物、提高產(chǎn)量和品質(zhì)的作物

-醫(yī)藥領域：重組蛋白藥物、基因治療、基因檢測

-環(huán)境保護領域：污染物處理、土壤修復、生物監(jiān)測

②基因工程的安全性問題和倫理問題

-安全性問題：食品安全、生態(tài)安全、生物安全

-倫理問題：基因歧視、基因隱私、基因改造

③基因工程的影響和挑戰(zhàn)

-影響：提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率、改善人類健康、保護環(huán)境

-挑戰(zhàn)：安全性評估、倫理爭議、監(jiān)管制度

板書設計：

基因工程的應用

-農(nóng)業(yè)：轉(zhuǎn)基因作物、抗逆性、提高產(chǎn)量和品質(zhì)

-醫(yī)藥：重組蛋白藥物、基因治療、基因檢測

-環(huán)境：污染物處理、土壤修復、生物監(jiān)測

基因工程的安全性問題和倫理問題

-安全性問題：食品安全、生態(tài)安全、生物安全

-倫理問題：基因歧視、基因隱私、基因