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)（蘇教版2019）

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)（蘇教版2019）課題：科目：班級：課時(shí)：計(jì)劃1課時(shí)教師：單位：一、教學(xué)內(nèi)容分析本節(jié)課的主要教學(xué)內(nèi)容來自于“專題5基因工程的操作程序”，這一部分內(nèi)容涉及基因工程的工具、操作步驟以及應(yīng)用。具體內(nèi)容包括限制酶、DNA連接酶等基因工程工具的作用及其應(yīng)用，基因表達(dá)載體的構(gòu)建，以及基因工程在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥等領(lǐng)域的應(yīng)用。

教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生已有知識的聯(lián)系：學(xué)生在之前的學(xué)習(xí)中已經(jīng)掌握了生物學(xué)的基本知識，如細(xì)胞結(jié)構(gòu)、遺傳學(xué)原理等，對這些知識的理解將為本節(jié)課的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。同時(shí)，本節(jié)課的內(nèi)容與之前學(xué)習(xí)的“細(xì)胞的分子組成”和“遺傳信息的傳遞”等內(nèi)容也有密切的聯(lián)系。通過對這些已有知識的綜合運(yùn)用，學(xué)生將能更好地理解和掌握基因工程的相關(guān)知識。二、核心素養(yǎng)目標(biāo)本節(jié)課的核心素養(yǎng)目標(biāo)包括：生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和科學(xué)態(tài)度。通過學(xué)習(xí)基因工程的操作程序，學(xué)生將能夠建立生命觀念，理解生物體的性狀是由基因控制的；發(fā)展科學(xué)思維，掌握基因工程的工具及其作用，了解基因表達(dá)載體的構(gòu)建過程；進(jìn)行科學(xué)探究，通過實(shí)驗(yàn)和案例分析，掌握基因工程技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中的操作步驟；并培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度，認(rèn)識到科技發(fā)展對人類社會(huì)的積極作用和潛在風(fēng)險(xiǎn)，培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感和職業(yè)道德意識。三、重點(diǎn)難點(diǎn)及解決辦法重點(diǎn)：

1.基因工程的工具及其作用

2.基因表達(dá)載體的構(gòu)建過程

3.基因工程技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中的操作步驟

難點(diǎn)：

1.理解限制酶的作用及其在基因工程中的應(yīng)用

2.掌握DNA連接酶的使用方法和條件

3.了解基因表達(dá)載體的構(gòu)建原理和步驟

4.理解基因工程技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中的操作流程和注意事項(xiàng)

解決辦法：

1.通過動(dòng)畫和實(shí)際案例講解限制酶的作用原理，讓學(xué)生通過實(shí)際操作體驗(yàn)限制酶的使用，加深理解。

2.通過實(shí)驗(yàn)演示和分組討論，讓學(xué)生動(dòng)手構(gòu)建簡單的基因表達(dá)載體，掌握DNA連接酶的使用方法和條件。

3.提供具體的基因工程實(shí)驗(yàn)案例，引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)步驟和原理，理解基因工程技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中的操作流程。

4.邀請相關(guān)領(lǐng)域的專家或從業(yè)者進(jìn)行講座，分享實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)和注意事項(xiàng)，幫助學(xué)生了解基因工程技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中的重要性。四、教學(xué)方法與手段教學(xué)方法：

1.問題驅(qū)動(dòng)法：通過提出實(shí)際案例和問題，激發(fā)學(xué)生的思考和探究欲望，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與學(xué)習(xí)。

2.分組合作法：將學(xué)生分組進(jìn)行討論和實(shí)驗(yàn)操作，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作能力和解決問題的能力。

3.實(shí)踐操作法：組織學(xué)生進(jìn)行基因工程實(shí)驗(yàn)操作，讓學(xué)生親身體驗(yàn)和理解基因工程的原理和應(yīng)用。

教學(xué)手段：

1.多媒體演示：利用多媒體課件和視頻，生動(dòng)展示基因工程的工具和操作步驟，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和理解程度。

2.網(wǎng)絡(luò)資源：利用互聯(lián)網(wǎng)資源，提供相關(guān)的文章、研究報(bào)告和案例分析，豐富學(xué)生的學(xué)習(xí)材料，拓寬視野。

3.虛擬實(shí)驗(yàn)室：利用虛擬實(shí)驗(yàn)室軟件，讓學(xué)生在虛擬環(huán)境中進(jìn)行基因工程的實(shí)驗(yàn)操作，增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力。五、教學(xué)過程第一環(huán)節(jié)：導(dǎo)入（5分鐘）

同學(xué)們，大家好！上一節(jié)課我們學(xué)習(xí)了基因工程的基本概念，這節(jié)課我們將深入探究基因工程的操作程序?；蚬こ淘诂F(xiàn)代生物科技中扮演著重要角色，它可以幫助我們改變生物的性狀，解決許多實(shí)際問題?，F(xiàn)在，讓我們一起來探索基因工程的奧秘吧！

第二環(huán)節(jié)：教學(xué)內(nèi)容講解（20分鐘）

首先，我們來回顧一下基因工程的工具。限制酶是基因工程中的一種重要工具，它能夠識別特定的核苷酸序列，并在特定位點(diǎn)切割DNA分子。同學(xué)們，你們知道限制酶在基因工程中的應(yīng)用嗎？

然后，我們來了解一下基因表達(dá)載體的構(gòu)建原理和步驟?；虮磉_(dá)載體是基因工程中用于表達(dá)目標(biāo)基因的載體，它包括目的基因、啟動(dòng)子、終止子和標(biāo)記基因等。構(gòu)建基因表達(dá)載體是基因工程的核心步驟，我們需要熟悉其原理和操作步驟。

最后，我們來探討基因工程技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中的操作流程和注意事項(xiàng)?；蚬こ碳夹g(shù)在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，如轉(zhuǎn)基因作物、基因治療等。我們需要了解基因工程技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中的操作流程和注意事項(xiàng)，以確保實(shí)驗(yàn)的安全和有效性。

第三環(huán)節(jié)：案例分析與討論（15分鐘）

同學(xué)們，現(xiàn)在我們來分析一個(gè)基因工程實(shí)驗(yàn)案例。這個(gè)案例是關(guān)于利用基因工程技術(shù)培育抗蟲棉的過程。我們需要根據(jù)所學(xué)知識，分析實(shí)驗(yàn)步驟和原理，理解基因工程技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中的操作流程。

在分析過程中，同學(xué)們可以分成小組進(jìn)行討論，互相交流自己的想法和觀點(diǎn)。討論結(jié)束后，每組選一名代表進(jìn)行匯報(bào)，分享你們小組的分析結(jié)果。

第四環(huán)節(jié)：實(shí)驗(yàn)操作與實(shí)踐（20分鐘）

在實(shí)驗(yàn)過程中，同學(xué)們可以互相合作，共同完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，我們需要對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析和討論，總結(jié)實(shí)驗(yàn)過程中的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)。

第五環(huán)節(jié)：總結(jié)與反思（5分鐘）

同學(xué)們，通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們了解了基因工程的操作程序，學(xué)習(xí)了基因工程的工具及其應(yīng)用，并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)操作?；蚬こ碳夹g(shù)在現(xiàn)代生物科技中具有重要意義，它可以幫助我們解決許多實(shí)際問題。

在實(shí)際應(yīng)用中，我們需要熟練掌握基因工程的操作步驟和注意事項(xiàng)，確保實(shí)驗(yàn)的安全和有效性。同時(shí)，我們也要關(guān)注基因工程技術(shù)的發(fā)展趨勢，不斷學(xué)習(xí)和更新知識，為人類社會(huì)的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

希望同學(xué)們能夠認(rèn)真總結(jié)本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，積極參與課堂討論，不斷提高自己的生物學(xué)素養(yǎng)。下節(jié)課，我們將學(xué)習(xí)基因工程技術(shù)在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥等領(lǐng)域的應(yīng)用，敬請期待！六、學(xué)生學(xué)習(xí)效果1.學(xué)生們能夠理解限制酶的作用及其在基因工程中的應(yīng)用，能夠解釋限制酶如何識別特定的核苷酸序列，并在特定位點(diǎn)切割DNA分子。

2.學(xué)生們能夠掌握DNA連接酶的使用方法和條件，能夠解釋DNA連接酶如何將切割的DNA片段重新連接起來。

3.學(xué)生們能夠了解基因表達(dá)載體的構(gòu)建原理和步驟，能夠解釋如何將目的基因插入到表達(dá)載體中，并使其在宿主細(xì)胞中表達(dá)。

4.學(xué)生們能夠理解基因工程技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中的操作流程和注意事項(xiàng)，能夠解釋如何進(jìn)行基因克隆、基因編輯等操作，并能夠評估基因工程技術(shù)在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥等領(lǐng)域的應(yīng)用。

5.學(xué)生們能夠通過實(shí)驗(yàn)操作，加深對基因工程技術(shù)原理的理解，能夠獨(dú)立完成簡單的基因表達(dá)載體構(gòu)建實(shí)驗(yàn)，并能夠分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

6.學(xué)生們能夠通過案例分析和討論，培養(yǎng)解決實(shí)際問題的能力，能夠運(yùn)用所學(xué)知識分析和解決基因工程領(lǐng)域的問題。

7.學(xué)生們能夠培養(yǎng)科學(xué)思維和科學(xué)探究的能力，能夠提出問題、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、收集數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析，提高科學(xué)研究的素養(yǎng)。

8.學(xué)生們能夠培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度和職業(yè)道德意識，認(rèn)識到科技發(fā)展對人類社會(huì)的積極作用和潛在風(fēng)險(xiǎn)，增強(qiáng)社會(huì)責(zé)任感和職業(yè)道德意識。七、作業(yè)布置與反饋?zhàn)鳂I(yè)布置：

1.請學(xué)生選擇一個(gè)感興趣的基因工程應(yīng)用領(lǐng)域，如農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥等，并進(jìn)行相關(guān)案例分析。要求學(xué)生列出案例中使用的基因工程技術(shù)、操作步驟和應(yīng)用效果，并分析其意義和潛在風(fēng)險(xiǎn)。

2.請學(xué)生設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的基因表達(dá)載體，包括選擇合適的啟動(dòng)子、終止子和標(biāo)記基因等。要求學(xué)生解釋其設(shè)計(jì)理由，并預(yù)測其在宿主細(xì)胞中的表達(dá)效果。

作業(yè)反饋：

1.在批改學(xué)生案例分析作業(yè)時(shí)，重點(diǎn)關(guān)注學(xué)生對基因工程技術(shù)原理的理解和應(yīng)用能力的體現(xiàn)。對于學(xué)生的正確分析和深入思考，給予肯定和鼓勵(lì)。對于存在的錯(cuò)誤和不足，給出具體的改正建議，指導(dǎo)學(xué)生如何進(jìn)一步完善和提高。

2.在批改學(xué)生設(shè)計(jì)的基因表達(dá)載體作業(yè)時(shí)，關(guān)注學(xué)生的設(shè)計(jì)思路和合理性。對于合理的設(shè)計(jì)和創(chuàng)新的思路，給予積極的評價(jià)。對于不合適的設(shè)計(jì)和需要改進(jìn)的地方，給出具體的修改意見，幫助學(xué)生理解和掌握基因表達(dá)載體的設(shè)計(jì)原則。八、反思改進(jìn)措施（一）教學(xué)特色創(chuàng)新

1.實(shí)踐操作法的應(yīng)用：通過組織學(xué)生進(jìn)行基因工程實(shí)驗(yàn)操作，讓學(xué)生親身體驗(yàn)和理解基因工程的原理和應(yīng)用，提高了學(xué)生的實(shí)踐能力。

2.問題驅(qū)動(dòng)法的運(yùn)用：通過提出實(shí)際案例和問題，激發(fā)學(xué)生的思考和探究欲望，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與學(xué)習(xí)，培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)思維能力。

3.小組合作學(xué)習(xí)的嘗試：通過分組討論和實(shí)驗(yàn)操作，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作能力和解決問題的能力，提高了課堂的互動(dòng)性和學(xué)生的參與度。

（二）存在主要問題

1.學(xué)生對基因工程工具的理解不夠深入：部分學(xué)生在理解限制酶、DNA連接酶等基因工程工具的作用及其應(yīng)用時(shí)存在困難，需要進(jìn)一步改進(jìn)教學(xué)方法，加強(qiáng)學(xué)生的理解和掌握。

2.實(shí)驗(yàn)操作的指導(dǎo)不足：在實(shí)驗(yàn)操作過程中，部分學(xué)生對基因表達(dá)載體的構(gòu)建步驟不夠熟悉，需要加強(qiáng)對學(xué)生的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)和操作練習(xí)，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力。

3.學(xué)生的綜合分析能力有待提高：部分學(xué)生在案例分析時(shí)，不能很好地將所學(xué)知識與實(shí)際情況相結(jié)合，需要通過更多的實(shí)例分析和討論，培養(yǎng)學(xué)生的綜合分析能力。

（三）改進(jìn)措施

1.針對學(xué)生對基因工程工具的理解問題，可以增加一些互動(dòng)教學(xué)環(huán)節(jié)，如提問、小組討論等，以促進(jìn)學(xué)生對知識點(diǎn)的深入理解。同時(shí)，可以通過提供更多的實(shí)際案例，讓學(xué)生將理論知識與實(shí)際情況相結(jié)合，提高學(xué)生的應(yīng)用能力。

2.針對實(shí)驗(yàn)操作的指導(dǎo)不足，可以加強(qiáng)對學(xué)生的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)和操作練習(xí)，例如，通過視頻演示、實(shí)驗(yàn)操作手冊等方式，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)前對操作步驟有更清晰的了解。此外，可以設(shè)置一些實(shí)驗(yàn)操作的練習(xí)題或小測試，以檢查學(xué)生對實(shí)驗(yàn)操作的掌握程度。

3.針對學(xué)生的綜合分析能力有待提高的問題，可以增加一些綜合性的作業(yè)和項(xiàng)目，讓學(xué)生通過分析實(shí)際問題，提出解決方案，以培養(yǎng)學(xué)生的綜合分析能力。同時(shí)，在課堂上，可以鼓勵(lì)學(xué)生積極發(fā)言，分享自己的觀點(diǎn)和思考，以培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維和綜合分析能力。板書設(shè)計(jì)①基因工程的工具：限制酶、DNA連接酶

②基因表達(dá)載體的構(gòu)建：目的基因、啟動(dòng)子、終止子、標(biāo)記基因

③基因工程技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中的操作流程：基因克隆、基因編輯、基因治療