（新教材同步備課）2024春高中生物 第3章 基因工程 3.2.2 基因工程的基本操作程序教學(xué)設(shè)計 新人教版選擇性必修3

（新教材同步備課）2024春高中生物第3章基因工程3.2.2基因工程的基本操作程序教學(xué)設(shè)計新人教版選擇性必修3學(xué)校授課教師課時授課班級授課地點教具教學(xué)內(nèi)容新教材同步備課2024春高中生物第3章基因工程3.2.2節(jié)“基因工程的基本操作程序”，主要內(nèi)容包括基因工程的基本操作程序概述、目的基因的獲取、基因表達載體的構(gòu)建、目的基因?qū)胧荏w細胞以及目的基因的檢測與鑒定等。本節(jié)課旨在幫助學(xué)生理解基因工程的基本操作步驟，掌握相關(guān)技術(shù)原理，培養(yǎng)科學(xué)思維和實驗操作能力。核心素養(yǎng)目標(biāo)分析本節(jié)課旨在培養(yǎng)學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)，包括生命觀念、科學(xué)思維、探究實踐和態(tài)度責(zé)任四個方面。通過學(xué)習(xí)基因工程的基本操作程序，學(xué)生能夠形成對生物多樣性和基因多樣性的認識，培養(yǎng)運用科學(xué)方法分析和解決問題的能力，提升實驗操作技能，并樹立尊重生命、敬畏自然的科學(xué)態(tài)度。重點難點及解決辦法重點：

1.基因表達載體的構(gòu)建：理解并掌握構(gòu)建基因表達載體的原理和方法，包括目的基因的插入、標(biāo)記基因的選擇等。

2.目的基因?qū)胧荏w細胞：了解不同受體細胞的導(dǎo)入方法，如顯微注射、電穿孔等，并理解其原理。

難點：

1.基因工程操作的復(fù)雜性：理解基因工程涉及的多步驟操作，包括目的基因的獲取、載體構(gòu)建、導(dǎo)入和檢測等。

2.基因表達調(diào)控：理解基因表達載體的構(gòu)建中如何調(diào)控目的基因的表達，包括啟動子、終止子的選擇和優(yōu)化。

解決辦法：

1.通過實例分析，幫助學(xué)生理解基因表達載體的構(gòu)建過程。

2.采用實驗演示或模擬實驗，讓學(xué)生直觀感受基因?qū)胧荏w細胞的過程。

3.通過課堂討論和小組合作，引導(dǎo)學(xué)生探究基因表達調(diào)控的機制。

4.提供豐富的教學(xué)資源，如視頻、圖表等，幫助學(xué)生理解復(fù)雜操作步驟和調(diào)控機制。教學(xué)方法與策略1.采用講授法結(jié)合案例分析，闡述基因工程的基本操作程序，確保學(xué)生對概念的理解。

2.設(shè)計小組討論活動，讓學(xué)生探討不同基因?qū)敕椒ǖ膬?yōu)缺點，培養(yǎng)批判性思維。

3.利用實驗?zāi)M軟件，讓學(xué)生虛擬操作基因工程實驗，增強實踐技能。

4.運用多媒體教學(xué)，通過視頻展示基因表達載體的構(gòu)建過程，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和理解度。教學(xué)流程1.導(dǎo)入新課（用時5分鐘）

-展示生活中常見的基因工程應(yīng)用案例，如轉(zhuǎn)基因食品、生物制藥等，激發(fā)學(xué)生的興趣。

-提問：同學(xué)們，你們知道什么是基因工程嗎？它有哪些應(yīng)用呢？

-引導(dǎo)學(xué)生回顧已學(xué)知識，如DNA的結(jié)構(gòu)、基因的表達等，為新課的學(xué)習(xí)做好鋪墊。

2.新課講授（用時15分鐘）

-講解基因工程的基本操作程序概述，包括目的基因的獲取、基因表達載體的構(gòu)建、目的基因?qū)胧荏w細胞以及目的基因的檢測與鑒定等。

-詳細講解基因表達載體的構(gòu)建過程，包括目的基因的插入、標(biāo)記基因的選擇等。

-介紹不同受體細胞的導(dǎo)入方法，如顯微注射、電穿孔等，并解釋其原理。

3.實踐活動（用時15分鐘）

-利用實驗?zāi)M軟件，讓學(xué)生虛擬操作基因工程實驗，如構(gòu)建基因表達載體、導(dǎo)入受體細胞等。

-分組進行實驗操作，讓學(xué)生親身體驗基因工程的基本操作程序。

-對學(xué)生的實驗結(jié)果進行點評，引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)。

4.學(xué)生小組討論（用時10分鐘）

-學(xué)生分組討論以下三個方面：

1.基因表達載體的構(gòu)建過程中，如何選擇合適的啟動子和終止子？

-舉例：討論不同啟動子的特性和適用范圍，如T7啟動子、CMV啟動子等。

2.在基因?qū)胧荏w細胞的過程中，如何提高導(dǎo)入效率？

-舉例：討論不同導(dǎo)入方法的優(yōu)缺點，如顯微注射、電穿孔等。

3.如何檢測和鑒定目的基因？

-舉例：討論PCR、Southernblot等分子生物學(xué)技術(shù)。

5.總結(jié)回顧（用時5分鐘）

-回顧本節(jié)課的重點內(nèi)容，如基因工程的基本操作程序、基因表達載體的構(gòu)建、目的基因?qū)胧荏w細胞等。

-強調(diào)本節(jié)課的重難點，如基因表達調(diào)控、基因?qū)胄实取?/p>

-鼓勵學(xué)生在課后查閱資料，深入了解基因工程的相關(guān)知識。

教學(xué)流程總用時：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：介紹基因工程的發(fā)展歷程，從早期的研究到現(xiàn)代的基因編輯技術(shù)，如CRISPR-Cas9。

-基因工程的應(yīng)用領(lǐng)域：探討基因工程在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、環(huán)境保護等領(lǐng)域的應(yīng)用實例，如轉(zhuǎn)基因作物的種植、基因治療的研究等。

-基因表達調(diào)控機制：深入研究基因表達調(diào)控的分子機制，包括轉(zhuǎn)錄因子、表觀遺傳學(xué)等概念。

-分子生物學(xué)技術(shù)：介紹與基因工程相關(guān)的分子生物學(xué)技術(shù)，如PCR、DNA測序、Westernblot等。

2.拓展建議：

-鼓勵學(xué)生閱讀相關(guān)科普書籍，如《基因革命》、《基因傳》等，以了解基因工程的背景和發(fā)展。

-建議學(xué)生觀看與基因工程相關(guān)的紀錄片或教育視頻，如《基因的奧秘》、《解碼生命》等，以直觀地了解基因工程的應(yīng)用。

-推薦學(xué)生參與科學(xué)實驗或科研項目，如基因編輯技術(shù)的實驗操作、轉(zhuǎn)基因植物的種植等，以親身體驗基因工程的實際應(yīng)用。

-鼓勵學(xué)生關(guān)注國內(nèi)外基因工程領(lǐng)域的最新研究進展，如通過閱讀科學(xué)期刊、參加學(xué)術(shù)講座等方式，保持對基因工程的持續(xù)關(guān)注。

-建議學(xué)生撰寫有關(guān)基因工程的科普文章或研究報告，以加深對基因工程的理解和表達能力。

-鼓勵學(xué)生參與辯論或討論，就基因工程的社會倫理問題、安全性問題等進行思考和交流。

-建議學(xué)生參與社區(qū)服務(wù)活動，如組織科普講座、參觀生物技術(shù)實驗室等，以普及基因工程知識，提高公眾的科學(xué)素養(yǎng)。課堂1.課堂評價

-提問與回答：通過課堂提問，檢查學(xué)生對基因工程基本操作程序的理解程度。例如，提問“基因表達載體的構(gòu)建過程中，有哪些關(guān)鍵步驟？”以評估學(xué)生對知識點的掌握。

-觀察學(xué)生參與度：觀察學(xué)生在課堂討論和實踐活動中的參與情況，如是否積極發(fā)言、是否能夠正確操作實驗設(shè)備等。

-實時反饋：在講解過程中，通過眼神交流、肢體語言等非言語方式，給予學(xué)生即時反饋，幫助學(xué)生理解難點。

-小組合作評價：評估學(xué)生在小組討論中的表現(xiàn)，包括是否能夠有效溝通、是否能夠提出有建設(shè)性的意見等。

-實驗操作評估：在實驗操作環(huán)節(jié)，觀察學(xué)生的實驗技巧和實驗報告的撰寫，確保學(xué)生能夠正確執(zhí)行實驗步驟并理解實驗結(jié)果。

2.作業(yè)評價

-實驗報告評價：對學(xué)生的實驗報告進行詳細批改，檢查實驗步驟是否正確、實驗數(shù)據(jù)是否準(zhǔn)確、結(jié)論是否合理。

-課后練習(xí)評價：布置與基因工程相關(guān)的課后練習(xí)題，如設(shè)計基因表達載體的構(gòu)建方案、分析基因編輯技術(shù)的應(yīng)用等，評估學(xué)生的知識運用能力。

-小論文或報告評價：鼓勵學(xué)生撰寫關(guān)于基因工程的小論文或報告，評價其邏輯思維、文獻綜述和表達能力。

-反饋與鼓勵：在批改作業(yè)時，不僅要指出錯誤，還要給予學(xué)生積極的反饋和鼓勵，幫助學(xué)生改進學(xué)習(xí)方法和提高自信心。

3.形成性評價與總結(jié)性評價

-形成性評價：通過課堂提問、小組討論、實驗操作等環(huán)節(jié)，持續(xù)跟蹤學(xué)生的學(xué)習(xí)進度，及時調(diào)整教學(xué)策略。

-總結(jié)性評價：在課程結(jié)束后，通過期末考試或項目答辯等方式，對學(xué)生的學(xué)習(xí)成果進行綜合評價。

-評價反饋：將評價結(jié)果及時反饋給學(xué)生，幫助他們了解自己的學(xué)習(xí)狀況，并制定相應(yīng)的改進計劃。

4.評價工具與方法

-自我評價：鼓勵學(xué)生進行自我評價，反思自己在學(xué)習(xí)過程中的優(yōu)點和不足。

-同伴評價：組織學(xué)生進行同伴評價，相互學(xué)習(xí)，共同進步。

-教師評價：教師根據(jù)學(xué)生的課堂表現(xiàn)、作業(yè)完成情況、實驗報告等，進行全面評價。

-多元評價：結(jié)合定量評價和定性評價，綜合評估學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。內(nèi)容邏輯關(guān)系①基因工程的基本操作程序概述

-重點知識點：基因工程的基本步驟、目的和意義

-關(guān)鍵詞：基因工程、基本操作程序、目的基因、基因表達載體、受體細胞、檢測與鑒定

②目的基因的獲取

-重點知識點：目的基因的來源、提取和純化方法

-關(guān)鍵詞：目的基因、DNA提取、PCR擴增、限制性內(nèi)切酶、基因克隆

③基因表達載體的構(gòu)建

-重點知識點：基因表達載體的組成、構(gòu)建方法和注意事項

-關(guān)鍵詞：基因表達載體、啟動子、終止子、標(biāo)記基因、載體質(zhì)粒、重組DNA技術(shù)

④目的基因?qū)胧荏w細胞

-重點知識點：受體細胞的種類、導(dǎo)入方法和技術(shù)

-關(guān)鍵詞：受體細胞、顯微注射、電穿孔、基因槍、農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化

⑤目的基因的檢測與鑒定

-重點知識點：檢測和鑒定目的基因的方法和技術(shù)

-關(guān)鍵詞：DNA測序、PCR擴增、Southernblot、Westernblot、基因表達分析重點題型整理1.題型一：基因表達載體的構(gòu)建步驟

-問題：請簡述基因表達載體的構(gòu)建步驟。

-答案：基因表達載體的構(gòu)建步驟包括：選擇合適的載體質(zhì)粒、插入目的基因、添加標(biāo)記基因、構(gòu)建重組DNA分子、轉(zhuǎn)化受體細胞。

2.題型二：目的基因的獲取方法

-問題：目的基因可以通過哪些方法獲??？

-答案：目的基因可以通過PCR擴增、限制性內(nèi)切酶酶切、DNA提取等方法獲取。

3.題型三：基因?qū)胧荏w細胞的方法

-問題：請列舉幾種基因?qū)胧荏w細胞的方法，并簡要說明其原理。

-答案：基因?qū)胧荏w細胞的方法包括顯微注射、電穿孔、基因槍、農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化等。顯微注射是通過顯微鏡操作將DNA直接注入細胞核；電穿孔是利用電場使細胞膜暫時通透，使DNA進入細胞；基因槍是利用高速射出的金屬微粒將DNA包裹在微粒中，使DNA進入細胞；農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化是利用農(nóng)桿菌的天然轉(zhuǎn)化能力將DNA導(dǎo)入植物細胞。

4.題型四：目的基因的檢測與鑒定方法

-問題：請列舉幾種目的基因的檢測與鑒定方法，并簡要說明其原理。

-答案：目的基因的檢測與鑒定方法包括PCR擴增、Southernblot、Westernblot等。PCR擴增是通過DNA聚合酶在特定引物的作用下，擴增目的基因的DNA片段；Southernblot是將DNA固定在膜上，通過探針與目的基因的互補配對進行檢測；Westernblot是將蛋白質(zhì)固定在膜上，