江西省萬(wàn)載縣高中生物 專題1 基因工程 1.2 基因工程的基本操作程序1說(shuō)課稿 新人教版選修3

江西省萬(wàn)載縣高中生物專題1基因工程1.2基因工程的基本操作程序1說(shuō)課稿新人教版選修3學(xué)校授課教師課時(shí)授課班級(jí)授課地點(diǎn)教具教材分析江西省萬(wàn)載縣高中生物專題1基因工程1.2基因工程的基本操作程序，本節(jié)課選自新人教版選修3。教材內(nèi)容緊密聯(lián)系實(shí)際，通過(guò)介紹基因工程的基本操作程序，使學(xué)生了解基因工程的原理和實(shí)際應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力。本節(jié)課以實(shí)際案例引入，通過(guò)理論講解和實(shí)驗(yàn)演示相結(jié)合的方式，使學(xué)生掌握基因工程的基本操作步驟，為后續(xù)學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。核心素養(yǎng)目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究精神，通過(guò)基因工程的基本操作程序?qū)W習(xí)，提升學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、操作技能和數(shù)據(jù)分析能力。增強(qiáng)學(xué)生的生物技術(shù)素養(yǎng)，理解生物技術(shù)在解決實(shí)際問(wèn)題中的作用，培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感和創(chuàng)新意識(shí)。同時(shí)，通過(guò)合作學(xué)習(xí)，促進(jìn)學(xué)生溝通交流和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力的提升。重點(diǎn)難點(diǎn)及解決辦法重點(diǎn)：

1.基因工程基本操作程序的理解，包括目的基因的獲取、基因表達(dá)載體的構(gòu)建等步驟。

2.實(shí)驗(yàn)操作技能的培養(yǎng)，特別是基因克隆和重組技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用。

難點(diǎn)：

1.基因表達(dá)載體的構(gòu)建原理和操作流程的理解。

2.實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的誤差分析和結(jié)果判斷。

解決辦法：

1.通過(guò)案例分析，幫助學(xué)生理解基因工程的基本原理和操作步驟。

2.組織學(xué)生進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生動(dòng)手操作，逐步掌握實(shí)驗(yàn)技能。

3.結(jié)合實(shí)際案例，引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，提高誤差分析和結(jié)果判斷能力。

4.鼓勵(lì)學(xué)生小組討論，通過(guò)合作學(xué)習(xí)解決難題，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)解決問(wèn)題的能力。教學(xué)資源軟硬件資源：多媒體教學(xué)設(shè)備、基因工程實(shí)驗(yàn)?zāi)M軟件、基因工程實(shí)驗(yàn)裝置、實(shí)驗(yàn)操作手冊(cè)。

課程平臺(tái)：學(xué)校生物實(shí)驗(yàn)室信息平臺(tái)、生物教學(xué)網(wǎng)絡(luò)資源庫(kù)。

信息化資源：基因工程操作視頻教程、在線實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)、基因工程相關(guān)學(xué)術(shù)論文數(shù)據(jù)庫(kù)。

教學(xué)手段：PPT演示、實(shí)物展示、小組討論、實(shí)驗(yàn)操作演示。教學(xué)過(guò)程1.導(dǎo)入（約5分鐘）

激發(fā)興趣：通過(guò)展示自然界中生物多樣性的圖片，引導(dǎo)學(xué)生思考生物多樣性的重要性，進(jìn)而引出基因工程在保護(hù)生物多樣性中的作用。

回顧舊知：簡(jiǎn)要回顧基因的概念、DNA結(jié)構(gòu)以及基因表達(dá)的基本原理。

2.新課呈現(xiàn)（約20分鐘）

講解新知：

-詳細(xì)講解基因工程的基本操作程序，包括目的基因的獲取、基因表達(dá)載體的構(gòu)建、轉(zhuǎn)化和篩選等步驟。

-介紹基因工程實(shí)驗(yàn)中常用的工具酶和載體。

舉例說(shuō)明：

-以人類胰島素基因的克隆和表達(dá)為例，說(shuō)明基因工程在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用。

-通過(guò)實(shí)際案例，展示基因工程在農(nóng)業(yè)、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域的應(yīng)用。

互動(dòng)探究：

-組織學(xué)生分組討論，針對(duì)某一具體案例，探討基因工程操作過(guò)程中可能遇到的問(wèn)題及解決方案。

-引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)模擬實(shí)驗(yàn)，體驗(yàn)基因工程的基本操作過(guò)程。

3.鞏固練習(xí)（約30分鐘）

學(xué)生活動(dòng)：

-學(xué)生根據(jù)所學(xué)知識(shí)，完成基因工程操作流程的填空題和選擇題。

-學(xué)生分組合作，完成基因工程實(shí)驗(yàn)操作流程的設(shè)計(jì)和繪制。

教師指導(dǎo)：

-教師巡回指導(dǎo)，解答學(xué)生在練習(xí)過(guò)程中遇到的問(wèn)題。

-對(duì)學(xué)生的練習(xí)成果進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，指出不足之處，并給予改進(jìn)建議。

4.課堂總結(jié)（約5分鐘）

-總結(jié)本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)基因工程的基本操作程序和實(shí)際應(yīng)用。

-強(qiáng)調(diào)學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中應(yīng)注重理論與實(shí)踐相結(jié)合，提高實(shí)驗(yàn)操作技能。

5.作業(yè)布置（約5分鐘）

-布置課后作業(yè)，要求學(xué)生閱讀相關(guān)資料，了解基因工程在某一領(lǐng)域的應(yīng)用。

-布置實(shí)驗(yàn)報(bào)告，要求學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)操作流程，總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，分析實(shí)驗(yàn)過(guò)程中遇到的問(wèn)題及解決方法。

6.課后拓展（約10分鐘）

-鼓勵(lì)學(xué)生關(guān)注基因工程領(lǐng)域的最新研究進(jìn)展，了解基因編輯技術(shù)等前沿技術(shù)。

-組織學(xué)生參加生物科技競(jìng)賽，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力。

教學(xué)過(guò)程中，教師應(yīng)注重啟發(fā)式教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與課堂活動(dòng)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。同時(shí)，注重理論與實(shí)踐相結(jié)合，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能和解決問(wèn)題的能力。通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握基因工程的基本操作程序，了解基因工程在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用，為后續(xù)學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。知識(shí)點(diǎn)梳理1.基因工程的基本概念

-基因工程的定義：利用分子生物學(xué)和分子遺傳學(xué)的原理，對(duì)生物體的基因進(jìn)行改造和利用的技術(shù)。

-基因工程的目的：提高生物體的生產(chǎn)性能、改善生物體的性狀、開發(fā)新的生物產(chǎn)品等。

2.基因工程的基本操作程序

-目的基因的獲?。簭纳矬w中提取所需的基因，可通過(guò)PCR技術(shù)、限制酶切割等方法實(shí)現(xiàn)。

-基因表達(dá)載體的構(gòu)建：將目的基因插入到載體中，形成基因表達(dá)載體，常用的載體有質(zhì)粒、噬菌體等。

-轉(zhuǎn)化：將基因表達(dá)載體導(dǎo)入宿主細(xì)胞，使宿主細(xì)胞表達(dá)目的基因。

-篩選：通過(guò)特定的篩選方法，從轉(zhuǎn)化后的細(xì)胞中篩選出含有目的基因的細(xì)胞。

3.基因工程工具

-限制酶：用于切割DNA分子，產(chǎn)生具有粘性末端的片段，常用的限制酶有EcoRI、HindIII等。

-連接酶：用于連接DNA分子，常用的連接酶有T4DNA連接酶等。

-載體：用于攜帶目的基因的分子，常用的載體有質(zhì)粒、噬菌體等。

4.基因表達(dá)調(diào)控

-啟動(dòng)子：位于基因上游的DNA序列，用于啟動(dòng)基因的轉(zhuǎn)錄。

-增強(qiáng)子：位于基因上游的DNA序列，用于增強(qiáng)基因的轉(zhuǎn)錄活性。

-基因沉默：通過(guò)基因編輯技術(shù)，使特定基因的表達(dá)受到抑制。

5.基因工程的應(yīng)用

-農(nóng)業(yè)領(lǐng)域：通過(guò)基因工程改良作物品種，提高產(chǎn)量、抗病性和適應(yīng)性。

-醫(yī)學(xué)領(lǐng)域：通過(guò)基因工程生產(chǎn)藥物、治療遺傳病等。

-環(huán)境保護(hù)：通過(guò)基因工程處理環(huán)境污染，如降解污染物等。

-生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)：通過(guò)基因工程開發(fā)新的生物產(chǎn)品，如生物燃料、生物塑料等。

6.基因工程的安全性

-基因污染：基因工程操作過(guò)程中，目的基因可能意外地轉(zhuǎn)移到非目標(biāo)生物體中，造成基因污染。

-生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)：基因工程生物可能對(duì)生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生負(fù)面影響，如生物入侵等。

-道德和倫理問(wèn)題：基因工程涉及到人類基因的編輯，引發(fā)道德和倫理問(wèn)題。

7.基因編輯技術(shù)

-CRISPR-Cas9技術(shù)：一種基于RNA引導(dǎo)的基因編輯技術(shù)，具有高效、簡(jiǎn)便、成本低等優(yōu)點(diǎn)。

-TALENs技術(shù)：一種基于DNA結(jié)合蛋白的基因編輯技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)特定基因的精確編輯。

-ZFNs技術(shù)：一種基于鋅指蛋白的基因編輯技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)特定基因的精確切割。

8.基因工程的發(fā)展趨勢(shì)

-高效、精確的基因編輯技術(shù)不斷涌現(xiàn)。

-基因工程在醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。

-基因工程的安全性、倫理和道德問(wèn)題受到廣泛關(guān)注。內(nèi)容邏輯關(guān)系①基因工程的基本概念與操作程序的關(guān)系

-重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：基因工程的定義、目的

-關(guān)鍵詞：基因改造、分子生物學(xué)、分子遺傳學(xué)

-關(guān)鍵句：基因工程是利用分子生物學(xué)和分子遺傳學(xué)的原理，對(duì)生物體的基因進(jìn)行改造和利用的技術(shù)。

②基因工程操作程序的具體步驟與工具的關(guān)系

-重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：基因獲取、載體構(gòu)建、轉(zhuǎn)化、篩選

-關(guān)鍵詞：目的基因、載體、限制酶、連接酶

-關(guān)鍵句：基因工程的基本操作程序包括目的基因的獲取、基因表達(dá)載體的構(gòu)建、轉(zhuǎn)化和篩選等步驟。

③基因工程工具與實(shí)驗(yàn)操作的關(guān)系

-重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：限制酶、連接酶、載體類型

-關(guān)鍵詞：切割、連接、質(zhì)粒、噬菌體

-關(guān)鍵句：限制酶用于切割DNA，連接酶用于連接DNA片段，載體是攜帶目的基因的分子。

④基因表達(dá)調(diào)控與基因工程應(yīng)用的關(guān)系

-重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：?jiǎn)?dòng)子、增強(qiáng)子、基因沉默

-關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)錄、翻譯、基因表達(dá)、調(diào)控元件

-關(guān)鍵句：基因表達(dá)調(diào)控是基因工程中重要的環(huán)節(jié)，通過(guò)啟動(dòng)子和增強(qiáng)子控制基因的轉(zhuǎn)錄活性。

⑤基因工程應(yīng)用與實(shí)際問(wèn)題的關(guān)系

-重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)、環(huán)境保護(hù)

-關(guān)鍵詞：改良品種、藥物生產(chǎn)、污染處理

-關(guān)鍵句：基因工程在農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)和環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。

⑥基因工程的安全性、倫理與道德問(wèn)題

-重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：基因污染、生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)、道德倫理

-關(guān)鍵詞：基