3.2 基因工程的基本操作程序 教学设计 2023-2024学年高二下学期生物人教版选择性必修3

3.2基因工程的基本操作程序教学设计2023—2024学年高二下学期生物人教版选择性必修3学校授课教师课时授课班级授课地点教具教学内容分析本节课的主要教学内容来自于人教版选择性必修3第3章第2节“基因工程的基本操作程序”。这部分内容主要介绍了基因工程的操作步骤，包括目的基因的获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定等。这些操作步骤对于学生理解基因工程的基本原理和应用具有重要意义。

教学内容与学生已有知识的联系主要体现在以下几个方面：

1.学生已经学习了生物学基础知识，包括细胞结构、遗传信息的传递等，这些知识为理解基因工程的基本操作程序奠定了基础。

2.学生已经学习了基因的概念和基因表达的调控，这些知识有助于理解基因工程中目的基因的获取和表达载体的构建。

3.学生已经学习了微生物学和细胞培养的基本技术，这些技术为基因工程中的受体细胞培养和目的基因的导入提供了基础。核心素养目标1.科学思维：通过学习基因工程的基本操作程序，培养学生运用科学思维分析和解决问题的能力，如逻辑思维、批判性思维和创造性思维。

2.科学探究：培养学生运用实验技能和科学方法进行基因工程操作的能力，如目的基因的获取、基因表达载体的构建等。

3.社会责任：通过学习基因工程在农业、医药、环保等方面的应用，培养学生关注社会热点问题，运用所学知识参与社会决策的能力。

4.信息处理：培养学生利用网络资源、文献等获取和处理信息的能力，为基因工程的学习和研究提供支持。

5.团队合作：通过小组讨论、实验操作等形式，培养学生的团队合作意识和能力。

6.生命观念：通过学习基因工程的基本操作程序，培养学生对生命科学的基本认识，如生命的多样性、生命的本质等。

7.科学态度与价值观：培养学生严谨的科学态度，尊重生命，关注人类福祉，树立正确的价值观。学情分析1.学生层次：本节课面向的是高二下学期的学生，他们已经具备了一定的生物学基础知识，如细胞结构、遗传信息的传递等。然而，学生在基因工程方面的知识可能较为薄弱，需要教师进行引导和讲解。

2.知识、能力、素质方面：学生在生物学基础知识方面有一定的积累，但在基因工程方面的知识和技能还需要进一步培养。学生的逻辑思维、批判性思维和创造性思维能力有待提高，尤其是在解决实际问题中的应用能力。此外，学生的团队合作意识和社会责任感也需要加强。

3.行为习惯：学生在学习过程中可能存在一定的依赖心理，需要教师鼓励自主学习和探究。同时，学生在实验操作和信息处理方面可能存在一定的困难，需要教师提供指导和帮助。

4.对课程学习的影响：学生在学习基因工程时可能会感到抽象和难以理解，因此需要教师采用生动形象的例子和实际案例来帮助他们理解和掌握。此外，学生的学习态度和价值观也会影响他们对基因工程的认识和应用，因此教师需要引导学生树立正确的科学态度和价值观。

5.学生需求：学生对基因工程的应用领域如农业、医药、环保等可能感兴趣，因此教师可以结合这些领域进行教学，激发学生的学习兴趣。同时，学生需要更多的实践机会来提高他们的实验技能和科学方法的应用能力。

6.学生困难：学生在学习基因工程时可能会遇到一些难点，如目的基因的获取、基因表达载体的构建等。教师需要对这些难点进行详细的讲解和示范，帮助学生克服困难。

7.学生期望：学生期望通过学习基因工程的基本操作程序，能够了解基因工程的应用领域和实际意义，提高自己的科学素养和应用能力。教师需要满足学生的期望，为他们提供丰富的学习资源和实践机会。教学资源1.软硬件资源：多媒体投影仪、白板、电脑、显微镜、实验器材等。

2.课程平台：人教版选择性必修3教材、教学PPT、教学视频等。

3.信息化资源：网络资源、生物学相关期刊论文、在线课程等。

4.教学手段：讲授、演示、小组讨论、实验操作、问题解决等。

5.辅助工具：实验手册、参考书籍、学习卡片等。教学过程设计1.导入新课（5分钟）

目标：激发学生对基因工程的兴趣和好奇心。

过程：通过展示基因工程在农业、医药、环保等领域的实际应用案例，让学生了解基因工程的重要性和实际意义。

2.基因工程的基本概念（10分钟）

目标：使学生理解基因工程的基本概念和原理。

过程：通过讲解基因工程的基本概念和原理，结合生动形象的例子，帮助学生理解基因工程的核心内容。

3.基因工程的基本操作程序（20分钟）

目标：使学生掌握基因工程的基本操作程序。

过程：通过讲解基因工程的基本操作程序，结合实验演示，帮助学生掌握基因工程的操作步骤。

4.学生小组讨论（10分钟）

目标：培养学生运用所学知识分析和解决问题的能力。

过程：将学生分成小组，让学生结合所学知识，讨论基因工程在实际应用中可能遇到的问题和解决方案。

5.课堂展示与点评（15分钟）

目标：提高学生的表达能力和批判性思维能力。

过程：邀请学生进行课堂展示，展示他们对基因工程的理解和应用，教师进行点评和指导。

6.课堂小结（5分钟）

目标：帮助学生巩固所学知识。

过程：教师对课堂内容进行总结，强调基因工程的基本概念和操作步骤，回答学生提出的问题。拓展与延伸1.基因工程在农业领域的应用：提供关于基因工程在农业领域的应用案例，如转基因作物的研发、抗病抗虫作物的培育等。

2.基因工程在医药领域的应用：提供关于基因工程在医药领域的应用案例，如基因治疗、生物制药等。

3.基因工程在环保领域的应用：提供关于基因工程在环保领域的应用案例，如生物降解、生物监测等。

4.基因工程伦理与社会问题：提供关于基因工程伦理和社会问题的案例，如转基因食品安全、基因隐私等。

5.基因工程与生物技术发展趋势：提供关于基因工程和生物技术发展趋势的信息，如基因编辑技术、合成生物学等。

6.基因工程相关学科知识：提供关于基因工程相关学科知识的信息，如分子生物学、细胞生物学等。

7.基因工程实验技术：提供关于基因工程实验技术的信息，如基因克隆、基因表达等。

8.基因工程与创新创业：提供关于基因工程与创新创业的信息，如基因检测公司、生物技术创业等。

9.基因工程教育与培训：提供关于基因工程教育与培训的信息，如基因工程课程、生物技术培训班等。

10.基因工程与国际合作：提供关于基因工程与国际合作的信息，如国际基因工程会议、国际合作项目等。教学反思与改进在本节课的教学过程中，我发现学生在理解基因工程的基本操作程序方面存在一定的困难。此外，学生在实验操作和信息处理方面也表现出一定的不足。同时，学生在课堂讨论和小组合作中的参与度不高，影响了教学效果。

2.改进措施：

为了改进教学效果，我计划在未来的教学中采取以下措施：

首先，针对学生对基因工程基本操作程序的理解困难，我将设计更多的实际案例和实验操作，帮助学生更好地理解和掌握基因工程的操作步骤。

其次，为了提高学生的实验操作和信息处理能力，我将提供更多的实验指导和信息处理资源，帮助学生提高实验操作的准确性和信息处理的效率。

再次，为了提高学生的课堂参与度和合作意识，我将设计更多的课堂讨论和小组合作活动，鼓励学生积极参与课堂讨论和小组合作，提高学生的课堂参与度和合作意识。

最后，为了提高学生的学习兴趣和动力，我将结合基因工程的应用领域，如农业、医药、环保等，提供更多的实际案例和应用实例，激发学生的学习兴趣和动力。内容逻辑关系重点知识点：基因工程、基因、基因表达、基因转移、基因编辑等。

板书设计：

-基因工程：通过基因转移和基因编辑技术，改变生物体的遗传特征。

-基因：控制生物体特有性状的遗传信息单位。

-基因表达：基因在生物体内的表达和翻译过程。

-基因转移：将外源基因导入受体细胞的过程。

-基因编辑：通过分子生物学技术对基因进行定点修改的过程。

2.基因工程的基本操作程序

重点知识点：目的基因的获取、基因表达载体的构建、目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定等。

板书设计：

-目的基因的获取：通过分子生物学技术从生物体中提取目的基因。

-基因表达载体的构建：将目的基因插入载体DNA中，构建成可以表达目的基因的载体。

-目的基因导入受体细胞：通过转化、转染等方法，将基因表达载体导入受体细胞。

-目的基因的检测与鉴定：通过分子生物学技术检测和鉴定目的基因在受体细胞中的表达和功能。

3.基因工程的应用领域

重点知识点：农业、医药、环保等。

板书设计：

-农业：转基因作物、抗病抗虫作物、动物繁殖等。

-医药：基因治疗、生物制药、疫苗研发等。

-环保：生物降解、生物监测、环境修复等。作业布置与反馈作业布置：

1.完成教材第3章第2节的习题，加深对基因工程基本操作程序的理解。

2.收集和整理基因工程在农业、医药、环保等领域的实际应用案例，了解基因工程的应用价值。

3.设计一个简单的基因工程实验方案，包括目的基因的获取、基因表达载体的构建、目的基因导入受体细胞等步骤。

4.撰写一篇关于基因工程伦理和社会问题的短文，阐述自己的观点和看法。

作业反馈：

1.针对教材习题的完成情况，指出学生在理解和掌握基因工程基本操作程序方面存在的问题，并提供相应的改进建议。

2.对学生收集和整理的基因工程应用案例进行评价，指出其中的亮点和不足，鼓励学生继续深入研究和探讨。

3.对学生设计的基因工程实验方案进行评价，指出方案的可行性和存在的问题，指导学生进行修改和完善。

4.对学生撰写的关于基因工程伦理和社会问题的短文进行评价，指出其中的观点和论述的准确性，鼓励学生继续思考和探讨。典型例题讲解例题1：请简述基因工程的基本操作程序。

答案：基因工程的基本操作程序包括目的基因的获取、基因表达载体的构建、目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定等步骤。

例题2：请解释什么是基因表达。

答案：基因表达是指基因在生物体内的表达和翻译过程，包括基因的转录和翻译两个阶段。

例题3：请描述如何获取目的基因。

答案：获取目的基因的方法包括从生物体中提取DNA，通过PCR扩增特定基因片段，或者通过基因克隆技术从基因文库中筛选目的基因等。

例题4：请解释基因表达载体的构建过程。

答案：基因表达载体的构建过程包括将目的基因插入载体DNA中，构建成可以表达目的基因的载体。载体DNA通常包括启动子、终止子和选择性标记等元件。

例题5：请描述目的基因导入受体细胞的方法。

答案：目的基因导入受体细胞的方法包括转化、转染等方法。转化是指将目的基因通过细菌等微生物的摄取作用导入受体细胞；转染是指通过脂质体、病毒等介质将目