江西省萬載縣高中生物 專題1 基因工程 1.2 基因工程的基本操作程序3教學(xué)實錄 新人教版選修3

江西省萬載縣高中生物專題1基因工程1.2基因工程的基本操作程序3教學(xué)實錄新人教版選修3課題：科目：班級：課時：計劃1課時教師：單位：一、設(shè)計思路本節(jié)課以“江西省萬載縣高中生物專題1基因工程1.2基因工程的基本操作程序3”為主題，以新人教版選修3教材為依據(jù)，通過實驗操作、案例分析等方法，引導(dǎo)學(xué)生掌握基因工程的基本操作程序，培養(yǎng)學(xué)生的實驗技能和科學(xué)思維。教學(xué)設(shè)計注重理論與實踐相結(jié)合，提高學(xué)生對生物技術(shù)的認(rèn)識和應(yīng)用能力。二、核心素養(yǎng)目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生運用科學(xué)思維分析基因工程操作程序的邏輯性，提升實驗操作技能和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。通過實踐探究，增強學(xué)生對生物技術(shù)倫理的認(rèn)識，培養(yǎng)社會責(zé)任感。激發(fā)學(xué)生對生物科學(xué)的興趣，發(fā)展科學(xué)探究精神，提高生物技術(shù)應(yīng)用能力。三、學(xué)情分析本節(jié)課面向江西省萬載縣高中生物選修3的學(xué)生，學(xué)生層次大致可分為三個層次：基礎(chǔ)較好、中等、基礎(chǔ)薄弱。在知識方面，學(xué)生對分子生物學(xué)的基礎(chǔ)知識已有一定了解，但具體到基因工程的相關(guān)內(nèi)容，如DNA重組技術(shù)、基因表達(dá)等，理解程度不一。在能力方面，學(xué)生具備一定的實驗操作基礎(chǔ)，但獨立完成復(fù)雜實驗的能力有限。素質(zhì)方面，部分學(xué)生具備較強的探究意識和團(tuán)隊協(xié)作精神，但整體上需加強科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度和批判性思維。

在行為習(xí)慣上，部分學(xué)生課堂參與度高，能積極回答問題，但部分學(xué)生存在注意力不集中、學(xué)習(xí)態(tài)度不端正等問題，對課程學(xué)習(xí)造成一定影響。由于基因工程涉及較為抽象的概念和復(fù)雜的操作程序，學(xué)生對課程內(nèi)容的理解和掌握存在一定難度，需教師通過多種教學(xué)手段和方法，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)效果。此外，學(xué)生對生物技術(shù)倫理的認(rèn)識較為模糊，需在教學(xué)過程中加強引導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任感。四、教學(xué)資源1.軟硬件資源：多媒體教學(xué)設(shè)備（投影儀、電腦）、實驗操作臺、顯微鏡、DNA分子模型、實驗室安全用品等。

2.課程平臺：學(xué)校生物學(xué)科網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，用于發(fā)布教學(xué)資料和在線答疑。

3.信息化資源：基因工程相關(guān)視頻資料、在線實驗操作演示、科學(xué)文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫等。

4.教學(xué)手段：多媒體課件、實驗操作指導(dǎo)手冊、小組討論、案例分析法等。五、教學(xué)流程1.導(dǎo)入新課（用時5分鐘）

-教師通過提問：“同學(xué)們，你們知道什么是基因工程嗎？它在我們的生活中有哪些應(yīng)用？”

-引導(dǎo)學(xué)生回顧分子生物學(xué)的基礎(chǔ)知識，如DNA結(jié)構(gòu)、基因表達(dá)等。

-提出本節(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo)：“今天我們將學(xué)習(xí)基因工程的基本操作程序，了解其原理和應(yīng)用。”

2.新課講授（用時15分鐘）

-第一條：介紹基因工程的基本概念和原理，通過PPT展示DNA重組技術(shù)的基本步驟，如目的基因的獲取、載體構(gòu)建、轉(zhuǎn)化等。

-第二條：講解基因表達(dá)載體的構(gòu)建，以質(zhì)粒載體為例，說明載體選擇、插入、鑒定等關(guān)鍵步驟。

-第三條：分析基因工程操作程序中的倫理問題，如基因編輯的道德邊界、生物安全等，引導(dǎo)學(xué)生思考并討論。

3.實踐活動（用時10分鐘）

-第一條：分組進(jìn)行模擬實驗，每組學(xué)生根據(jù)所學(xué)知識，設(shè)計一個基因工程實驗方案，包括實驗?zāi)康摹⒃?、材料、步驟等。

-第二條：教師提供實驗材料，如DNA片段、質(zhì)粒載體等，學(xué)生根據(jù)實驗方案進(jìn)行操作，如DNA連接、轉(zhuǎn)化等。

-第三條：學(xué)生完成實驗后，進(jìn)行實驗結(jié)果的分析和討論，總結(jié)實驗過程中遇到的問題及解決方法。

4.學(xué)生小組討論（用時10分鐘）

-第一方面：討論基因工程操作程序中的倫理問題，如基因編輯可能導(dǎo)致的不確定性和潛在風(fēng)險。

-第二方面：分析基因工程在醫(yī)療、農(nóng)業(yè)、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域的應(yīng)用實例，探討其對人類社會的影響。

-第三方面：討論基因工程操作程序中的關(guān)鍵技術(shù)，如PCR技術(shù)、DNA測序等，以及它們在實驗中的應(yīng)用。

5.總結(jié)回顧（用時5分鐘）

-教師引導(dǎo)學(xué)生回顧本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，強調(diào)基因工程的基本操作程序和倫理問題。

-舉例說明本節(jié)課的重難點，如DNA重組技術(shù)中的酶切和連接步驟，以及基因編輯的倫理考量。

-鼓勵學(xué)生在課后繼續(xù)深入學(xué)習(xí)，關(guān)注基因工程領(lǐng)域的最新進(jìn)展。六、知識點梳理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，通過體外操作，對生物的基因進(jìn)行改造、重組和應(yīng)用的技術(shù)。

-基因工程的目的：生產(chǎn)新的生物制品，改良生物性狀，研究基因功能等。

2.基因工程的基本操作程序

-目的基因的獲?。和ㄟ^PCR、限制性內(nèi)切酶切割、化學(xué)合成等方法獲取。

-載體構(gòu)建：選擇合適的載體（如質(zhì)粒、噬菌體、病毒等），通過酶切、連接等步驟構(gòu)建基因表達(dá)載體。

-轉(zhuǎn)化：將構(gòu)建好的基因表達(dá)載體導(dǎo)入宿主細(xì)胞，如細(xì)菌、酵母、動物細(xì)胞等。

-表達(dá)：在宿主細(xì)胞內(nèi)表達(dá)目的基因，產(chǎn)生相應(yīng)的蛋白質(zhì)。

3.基因表達(dá)載體的構(gòu)建

-載體的選擇：根據(jù)目的基因的大小、宿主細(xì)胞類型等因素選擇合適的載體。

-載體的構(gòu)建：通過限制性內(nèi)切酶切割載體和目的基因，連接形成重組載體。

-載體的鑒定：通過PCR、酶切分析等方法鑒定重組載體的構(gòu)建成功。

4.基因工程的應(yīng)用

-醫(yī)療領(lǐng)域：生產(chǎn)生物藥物、基因治療、基因診斷等。

-農(nóng)業(yè)領(lǐng)域：改良作物品種、抗蟲、抗病、提高產(chǎn)量等。

-環(huán)境保護(hù)：生物降解、生物修復(fù)等。

5.基因工程倫理問題

-基因編輯的道德邊界：如基因編輯可能導(dǎo)致的不確定性和潛在風(fēng)險。

-生物安全：基因工程操作可能對人類健康和環(huán)境造成的影響。

-遺傳歧視：基因檢測可能導(dǎo)致的遺傳歧視和社會問題。

6.基因工程關(guān)鍵技術(shù)

-限制性內(nèi)切酶：識別和切割特定的DNA序列，用于基因工程操作。

-DNA連接酶：連接DNA片段，形成重組分子。

-PCR技術(shù)：體外擴(kuò)增DNA片段，用于基因克隆和檢測。

-DNA測序：確定DNA序列，用于基因分析和突變檢測。

7.基因工程實驗操作

-DNA提取：從細(xì)胞中提取DNA，用于后續(xù)操作。

-酶切：使用限制性內(nèi)切酶切割DNA，產(chǎn)生特定的末端。

-連接：使用DNA連接酶將DNA片段連接起來。

-轉(zhuǎn)化：將重組DNA導(dǎo)入宿主細(xì)胞。

-表達(dá)：在宿主細(xì)胞內(nèi)表達(dá)目的基因，產(chǎn)生相應(yīng)的蛋白質(zhì)。

8.基因工程實驗注意事項

-實驗安全：遵守實驗室安全規(guī)范，防止生物污染和意外傷害。

-實驗操作：嚴(yán)格按照實驗步驟進(jìn)行操作，確保實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性。

-數(shù)據(jù)記錄：詳細(xì)記錄實驗過程和結(jié)果，便于分析和總結(jié)。七、課堂1.課堂評價

-提問：通過課堂提問，了解學(xué)生對基因工程基本操作程序的理解程度。例如，提問學(xué)生關(guān)于DNA重組技術(shù)的基本步驟，以及載體構(gòu)建的關(guān)鍵步驟，以檢驗學(xué)生對理論知識的掌握。

-觀察：在實驗操作環(huán)節(jié)，觀察學(xué)生的實驗技能和實驗態(tài)度。例如，注意學(xué)生是否正確使用實驗器材，是否按照實驗步驟進(jìn)行操作，以及是否能夠及時發(fā)現(xiàn)并解決問題。

-測試：通過課堂小測驗或隨堂練習(xí)，評估學(xué)生對知識的記憶和應(yīng)用能力。例如，設(shè)計一些選擇題或簡答題，讓學(xué)生在規(guī)定時間內(nèi)完成，以檢驗他們對基因工程相關(guān)概念的理解。

2.作業(yè)評價

-認(rèn)真批改：對學(xué)生的作業(yè)進(jìn)行詳細(xì)批改，包括實驗報告、模擬實驗方案設(shè)計等。確保批改的客觀性和公正性。

-點評反饋：在批改作業(yè)的同時，給出具體的點評和建議，指出學(xué)生的優(yōu)點和不足，幫助學(xué)生改進(jìn)學(xué)習(xí)方法。

-及時反饋：在作業(yè)批改后，及時將反饋信息傳達(dá)給學(xué)生，鼓勵他們在下一次學(xué)習(xí)中繼續(xù)努力。

3.課堂參與度評價

-小組討論：通過小組討論的方式，評價學(xué)生在團(tuán)隊協(xié)作中的表現(xiàn)。例如，觀察學(xué)生在討論中的發(fā)言積極性、觀點的合理性以及與其他組員的互動情況。

-課堂提問：記錄學(xué)生在課堂提問中的表現(xiàn)，包括提問的頻率、問題的深度以及回答問題的準(zhǔn)確性。

4.實驗技能評價

-實驗操作：通過實驗操作環(huán)節(jié)，評價學(xué)生的實驗技能。例如，觀察學(xué)生在實驗過程中的操作規(guī)范性、實驗步驟的熟練程度以及實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性。

-實驗報告：評估學(xué)生撰寫實驗報告的能力，包括實驗?zāi)康摹⒎椒?、結(jié)果和討論等部分的完整性、準(zhǔn)確性和邏輯性。

5.倫理意識評價

-案例分析：通過案例分析，評價學(xué)生對基因工程倫理問題的認(rèn)識。例如，討論基因編輯的道德邊界，評估學(xué)生對相關(guān)倫理問題的理解和觀點。

-反思總結(jié)：鼓勵學(xué)生在課后反思實驗過程中的倫理考量，總結(jié)自己在倫理意識方面的成長。八、內(nèi)容邏輯關(guān)系①基因工程的基本概念與操作程序

-重點知識點：基因工程定義、目的、操作步驟

-關(guān)鍵詞：體外操作、基因改造、重組、應(yīng)用

-重點句子：基因工程是利用分子生物學(xué)原理，對生物基因進(jìn)行改造、重組和應(yīng)用的技術(shù)。

②基因表達(dá)載體的構(gòu)建與選擇

-重點知識點：載體選擇、構(gòu)建方法、鑒定步驟

-關(guān)鍵詞：載體、質(zhì)粒、噬菌體、病毒、酶切、連接

-重點句子：載體構(gòu)建是基因工程的關(guān)鍵步驟，包括載體的選擇、酶切、連接和鑒定。

③基因工程的應(yīng)用與倫理問題

-重點知識點：基因工程應(yīng)用領(lǐng)域、倫理問題

-關(guān)鍵詞：醫(yī)療、農(nóng)業(yè)、環(huán)境保護(hù)、道德邊界、生物安全、遺傳歧視

-重點句子：基因工程在醫(yī)療、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用，但同時也帶來倫理問題，如基因編輯的道德邊界和生物安全風(fēng)險。

④基因工程關(guān)鍵技術(shù)

-重點知識點：限制性內(nèi)切酶、DNA連接酶、PCR技術(shù)、DNA測序

-關(guān)鍵詞：酶切、連接、擴(kuò)增、測序、基因克隆、突變檢測

-重點句子：限制性內(nèi)切酶和DNA連接酶是基因工程操作中不可或缺的工具，PCR技術(shù)用于DNA擴(kuò)增，DNA測序用于基因分析。

⑤基因工程實驗操作與注意事項

-重點知識點：實驗操作步驟、安全規(guī)范、數(shù)據(jù)記錄

-關(guān)鍵詞：DNA提取、酶切、連接、轉(zhuǎn)化、表達(dá)、實驗安全、數(shù)據(jù)完整性

-重點句子：實驗操作要嚴(yán)格按照步驟進(jìn)行，遵守安全規(guī)范，詳細(xì)記錄數(shù)據(jù)以保證實驗結(jié)果的可靠性。課后作業(yè)1.實驗設(shè)計題

設(shè)計一個實驗方案，利用PCR技術(shù)擴(kuò)增某基因片段，并分析實驗步驟和預(yù)期結(jié)果。

答案：實驗步驟：

①提取含有目標(biāo)基因的DNA樣本。

②設(shè)計并合成特異性引物。

③進(jìn)行PCR擴(kuò)增，包括變性、退火、延伸等步驟。

④分析PCR產(chǎn)物，通過瓊脂糖凝膠電泳檢測擴(kuò)增結(jié)果。

預(yù)期結(jié)果：若目標(biāo)基因存在，則PCR產(chǎn)物在瓊脂糖凝膠電泳中顯示特異性條帶。

2.案例分析題

分析基因編輯技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用案例，討論其潛在風(fēng)險和倫理問題。

答案：案例：利用CRISPR-Cas9技術(shù)治療遺傳性疾病。

潛在風(fēng)險：基因編輯可能導(dǎo)致基因突變、遺傳不穩(wěn)定性等。

倫理問題：基因編輯可能引發(fā)遺傳歧視、代際傳遞等社會問題。

3.應(yīng)用題

解釋基因工程在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，并舉例說明其優(yōu)勢。

答案：應(yīng)用：轉(zhuǎn)基因作物抗蟲、抗病、提高產(chǎn)量。

優(yōu)勢：降低農(nóng)藥使用量，減少環(huán)境污染；提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)。

4.判斷題

判斷以下說法是否正確：基因工程操作過程中，限制性內(nèi)切酶和DNA連接酶是必需的。

答案：正確。限制性內(nèi)切酶用于切割DNA，DNA連接酶用于連接DNA片段，是基因工程操作中不可或缺的工具。

5.簡答題

簡述基因工程的基本操作程序，并說明每個步驟的作用。

答案：基因工程的基本操作程序包括：

①目的基因的獲取：通過PCR、限制性內(nèi)切酶切割、化學(xué)合成等方法獲取。

②載體構(gòu)建：選擇合適的載體，通過酶切、連接等步驟構(gòu)建基因表達(dá)載體。

③轉(zhuǎn)化：將構(gòu)建好的基因表達(dá)載體導(dǎo)入宿主細(xì)胞。

④表達(dá)：在宿主細(xì)胞內(nèi)表達(dá)目的基因，產(chǎn)生相應(yīng)的蛋白質(zhì)。

各步驟作用：

①獲取目的基因，為后續(xù)操作提供基礎(chǔ)。

②構(gòu)建基因表達(dá)載體，使目的基因在宿主細(xì)胞中表達(dá)。

③將載體導(dǎo)入宿主細(xì)胞，實現(xiàn)基因轉(zhuǎn)移。

④在宿主細(xì)胞內(nèi)表達(dá)目的基因，產(chǎn)生相應(yīng)的蛋白質(zhì)。教學(xué)反思與總結(jié)這節(jié)課下來，我覺得自己有幾點收獲，也有一些不足，想和大家分享一下。

首先，我覺得在教學(xué)方法上，我嘗試了多種方式來提高學(xué)生的參與度。比如，我在導(dǎo)入新課的時候，通過提問的方式激發(fā)了學(xué)生的興趣，讓他們主動去思考基因工程的應(yīng)用。在講授新課的過程中，我盡量用通俗易懂的語言解釋復(fù)雜的生物學(xué)概念，讓學(xué)生能夠更好地理解。我還安排了小組討論，讓學(xué)生在討論中互相學(xué)習(xí)，共同進(jìn)步。

在策略上，我注意到了幾個關(guān)鍵點。一是注重理論與實踐相結(jié)合，通過實驗操作讓學(xué)生親身體驗基因工程的基本操作程序。二是通過案例分析，讓學(xué)生了解基因工程在現(xiàn)實生活中的應(yīng)用，增強他們的實踐能力。三是強調(diào)倫理問題，讓學(xué)生在掌握知識的同時，也能思考科技發(fā)展帶來的道德和社會問題。

當(dāng)然，在教學(xué)管理上，我也發(fā)現(xiàn)了一些問題。比如，部分學(xué)生在實驗操作時不夠細(xì)心，導(dǎo)致實驗結(jié)果不準(zhǔn)確。對此，我將在今后的教學(xué)中加強對學(xué)生的實驗操作規(guī)范培訓(xùn)，確保他們能夠熟練掌握實驗技能。

至于教學(xué)效果，我覺得整體上還是不錯的。學(xué)生在知識、技能、情感態(tài)度等方面都有所收獲。比如，他們對基因工程的基本操