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文档简介
2024-2025学年高中生物第六章从杂交育种到基因工程第2节基因工程及其应用教案5新人教版必修2学校授课教师课时授课班级授课地点教具课程基本信息1.课程名称:基因工程及其应用
2.教学年级和班级:高中二年级
3.授课时间:2024-2025学年第二学期
4.教学时数:2课时(90分钟)
教学内容:
1.了解基因工程的定义、原理及发展历程。
2.掌握基因工程的基本技术及其应用。
3.了解基因工程在农业、医学及生物技术领域的应用实例。
4.分析基因工程技术的利弊,培养学生的思辨能力。
教学过程:
第一课时:
1.导入:通过案例分析,引导学生思考基因工程在现代生物技术中的作用。
2.基本概念:讲解基因工程的定义、原理,介绍基因克隆、基因转移等基本技术。
3.发展历程:介绍基因工程技术的起源、发展阶段及重要成果。
第二课时:
1.应用实例:分析基因工程在农业、医学及生物技术领域的具体应用,如转基因作物、基因治疗等。
2.利弊分析:讨论基因工程技术的优点和潜在风险,引导学生客观评价基因工程技术。
3.总结与拓展:总结本节课的主要内容,布置相关作业,鼓励学生进行深入研究。
教学方法:
1.讲授法:讲解基本概念、发展历程及应用实例。
2.案例分析法:通过具体案例,引导学生思考基因工程技术的应用及影响。
3.讨论法:组织学生进行利弊分析,培养学生的思辨能力。
教学评价:
1.课堂表现:观察学生在课堂上的参与程度、提问及回答问题情况。
2.作业完成情况:评估学生对课堂内容的掌握程度,以及拓展研究的成果。
3.期末考试:设置相关试题,检验学生对基因工程知识的掌握。核心素养目标分析本章节旨在培养学生以下核心素养:
1.科学探究:通过学习基因工程的基本原理和技术,使学生掌握科学探究方法,提高实践操作能力,培养探究精神。
2.生命观念:帮助学生建立生命的分子水平认识,理解基因在生物遗传和变异中的作用,增强对生命现象的好奇心和敬畏感。
3.社会责任:通过分析基因工程在农业、医学及生物技术领域的应用,培养学生关注社会发展、关注人类福祉的社会责任感。
4.思辨与创新:引导学生对基因工程技术的利弊进行辩证思考,激发学生创新意识,培养解决问题的能力。
5.沟通与合作:在课堂讨论和小组活动中,培养学生有效沟通、团结协作的能力,提高团队合作效率。
6.理论联系实际:将基因工程理论与实际应用相结合,使学生能够运用所学知识解释生活现象,提高学以致用的能力。重点难点及解决办法重点:
1.基因工程的原理及基本技术。
2.基因工程在农业、医学及生物技术领域的应用实例。
3.基因工程技术的利弊分析。
难点:
1.基因操作技术的具体步骤和细节。
2.基因工程应用案例的深入理解。
3.利弊分析的辩证思考。
解决办法及突破策略:
1.利用多媒体动画和实物模型,直观展示基因操作技术的过程,帮助学生理解和记忆。
2.通过案例分析,引导学生从实际应用中深入理解基因工程技术的原理和操作。
3.组织课堂讨论,鼓励学生发表观点,提供相关资料支持,帮助学生形成全面的分析和评价。
4.设计实验操作环节,让学生亲手参与简单的基因工程实验,如DNA提取、PCR扩增等,增强实践体验,加深理解。
5.结合当前基因工程领域的热点问题,布置相关研究性学习任务,促使学生在课后进行深入探究,提高分析问题和解决问题的能力。教学资源准备1.教材:
-确保每位学生都有《高中生物》教科书(新人教版必修2)。
-准备与基因工程相关的章节内容学习资料,包括课本中的理论知识、案例分析和课后习题。
2.辅助材料:
-收集与基因工程相关的图片、图表、流程图等,用于辅助讲解基因操作技术、转基因作物等概念。
-准备视频资源,如基因工程操作过程的动画、转基因生物的新闻报道、科学家访谈等,以增加课堂的生动性和说服力。
-搜集国内外基因工程应用实例,包括成功的和有争议的案例,用于课堂讨论和案例分析。
-准备相关科普文章、学术论文等,为学生提供课后阅读材料,拓宽知识视野。
3.实验器材:
-根据教学计划,准备实验所需的器材和试剂,如DNA提取试剂盒、PCR仪器、凝胶电泳设备、移液器、离心机等。
-确保实验器材的完整性和安全性,提前进行调试和检查,保证实验课的顺利进行。
-准备实验操作指南和安全手册,指导学生正确使用实验器材,确保实验过程中的安全。
4.教室布置:
-根据教学内容和教学过程的需要,将教室划分为讲授区、讨论区、实验操作台等。
-在讲授区设置多媒体设备,方便展示辅助材料。
-在讨论区设置圆桌或小组座位,便于学生进行小组讨论和合作学习。
-实验操作台应提前布置好,确保实验器材的有序摆放,方便学生操作。
5.其他:
-准备黑板、白板、投影仪等教学工具,用于实时记录和展示教学过程中的重点信息。
-准备教学反馈表格,用于课后收集学生对本节课的反馈意见,以便教师及时调整教学方法。
-配备网络资源,如学校内网、在线教学平台等,为学生提供更多的学习资源和互动交流平台。教学实施过程1.课前自主探索
教师活动:
-发布预习任务:通过学校在线教学平台,发布预习资料,包括PPT、视频和预习文档,明确预习目标和要求,即理解基因工程的基本概念和原理。
-设计预习问题:围绕“基因工程的基本原理”,设计问题如“基因工程是如何实现基因转移的?”和“转基因技术有哪些应用?”
-监控预习进度:通过在线平台跟踪学生的预习情况,并通过微信或邮件与学生沟通,解答预习中的疑问。
学生活动:
-自主阅读预习资料:按照要求,阅读教材和相关资料,初步理解基因工程的概念和原理。
-思考预习问题:对预习问题进行独立思考,记录下自己的理解和解题思路。
-提交预习成果:将预习笔记、问题清单等提交至在线平台,供教师查阅。
教学方法/手段/资源:
-自主学习法:鼓励学生自主探索,培养自主学习能力。
-信息技术手段:利用在线平台和微信,实现资源的共享和互动。
作用与目的:
-帮助学生为课堂学习打下基础,了解基因工程的基本框架。
-培养学生的独立思考能力和预习习惯。
2.课中强化技能
教师活动:
-导入新课:通过播放一段关于基因工程在医学领域应用的纪录片,引起学生的兴趣。
-讲解知识点:详细讲解基因工程的原理、操作步骤和应用实例,如转基因作物的培育。
-组织课堂活动:设计小组讨论,让学生分析转基因作物对环境和人类健康的潜在影响。
-解答疑问:针对学生的疑问,进行个别解答和集体讨论。
学生活动:
-听讲并思考:认真听讲,对关键知识点进行思考和记录。
-参与课堂活动:在小组讨论中积极发言,分享对转基因作物利弊的看法。
-提问与讨论:对不理解的内容提出问题,参与班级讨论,共同寻找答案。
教学方法/手段/资源:
-讲授法:通过系统的讲解,帮助学生深入理解基因工程知识。
-实践活动法:通过小组讨论,培养学生的批判性思维和解决问题的能力。
-合作学习法:通过团队合作,加强学生之间的沟通和协作。
作用与目的:
-加深学生对基因工程知识点的理解和记忆。
-通过实践活动,提升学生的分析能力和团队合作精神。
3.课后拓展应用
教师活动:
-布置作业:根据课堂内容,布置相关习题和案例分析,巩固学生对基因工程的理解。
-提供拓展资源:推荐相关书籍、学术论文和在线课程,供学生深入研究。
-反馈作业情况:及时批改作业,给予学生个性化的反馈和指导。
学生活动:
-完成作业:认真完成作业,巩固课堂所学知识。
-拓展学习:利用教师提供的资源,进行更深入的学习和研究。
-反思总结:对学习过程进行反思,总结学习方法,提出改进措施。
教学方法/手段/资源:
-自主学习法:鼓励学生自主完成作业和拓展学习,提高自我驱动力。
-反思总结法:指导学生通过反思,形成自我评价和改进机制。
作用与目的:
-巩固学生对基因工程知识点的掌握,提升应用能力。
-通过拓展学习,开阔学生的学术视野,培养研究兴趣。
-通过反思总结,促进学生自我认知和自主学习能力的提升。知识点梳理1.基因工程的定义与原理
-基因工程的定义:基因工程是指按照人们的意愿,通过体外DNA重组技术,对生物体的基因进行改造,创造新的生物类型和生物产品。
-基因工程的原理:基因重组,即将不同来源的DNA片段通过酶切、连接等手段组合在一起,形成具有特定功能的DNA分子。
2.基因工程的基本技术
-基因克隆:通过DNA克隆技术,复制特定的DNA片段,获得大量相同的基因序列。
-基因转移:将目的基因导入到宿主细胞中,使其在宿主细胞内表达。
-基因表达载体:常用的基因表达载体包括质粒、噬菌体、动植物病毒等。
-基因敲除与基因编辑:通过特定技术敲除或修改生物体的特定基因,实现对生物体的基因改造。
3.基因工程在农业、医学及生物技术领域的应用
-农业领域:转基因作物(如抗虫棉、抗草甘膦大豆等)、转基因动物(如转基因鱼、转基因猪等)。
-医学领域:基因治疗、基因诊断、生物制药(如重组蛋白、抗体等)。
-生物技术领域:基因工程菌的构建、生物反应器、基因测序等。
4.基因工程技术的利弊分析
-利:提高农作物产量和抗逆性、降低农药使用量、治疗遗传性疾病、生产高附加值生物制品等。
-弊:食品安全问题、生态环境影响、生物伦理问题等。
5.基因工程相关案例分析
-转基因作物安全性争议:如转基因大米、转基因玉米等。
-基因治疗成功案例:如β-地中海贫血、腺苷酸脱氢酶缺乏症等。
-基因编辑技术:如CRISPR/Cas9技术在基因治疗、农业育种等领域的应用。
6.基因工程与生物伦理
-生物伦理原则:尊重生命、公正、公平、共享等。
-基因工程伦理问题:基因歧视、基因隐私、基因改造生物的权益等。
7.基因工程相关法律法规及政策
-国际法律法规:如《生物多样性公约》、《国际植物新品种保护公约》等。
-国内政策:如《中华人民共和国生物安全法》、《转基因生物安全管理条例》等。
8.基因工程实验技术
-DNA提取:从生物样本中提取纯净的DNA。
-PCR扩增:通过聚合酶链反应,扩增特定的DNA片段。
-凝胶电泳:分离DNA片段,分析基因大小和结构。
-基因转移技术:如农杆菌转化法、基因枪法、脂质体介导法等。内容逻辑关系①基因工程的定义与原理
-重点知识点:基因工程的定义、基因重组原理。
-关键词:基因、重组、改造、体外DNA操作。
-板书设计:
-基因工程=基因重组
-基因重组=DNA片段+酶切+连接
②基因工程的基本技术
-重点知识点:基因克隆、基因转移、基因表达载体、基因敲除与编辑。
-关键词:克隆、转移、载体、敲除、编辑。
-板书设计:
-基本技术=克隆+转移+载体
-基因敲除/编辑=技术操作+目的基因
③基因工程的应用与利弊分析
-重点知识点:农业、医学、生物技术领域应用实例,利弊分析。
-关键词:应用、转基因、基因治疗、生物制品、利弊。
-板书设计:
-应用领域=农业+医学+生物技术
-利弊分析=食品安全+生态环境+生物伦理
④基因工程与生物伦理
-重点知识点:生物伦理原则,基因工程伦理问题。
-关键词:生物伦理、原则、基因歧视、基因隐私。
-板书设计:
-生物伦理=尊重生命+公正公平
-伦理问题=基因歧视+隐私权
⑤基因工程相关法律法规及政策
-重点知识点:国际法律法规,国内政策。
-关键词:生物安全法、转基因生物管理、法律法规。
-板书设计:
-法律法规=国际+国内
-政策=生物安全+转基因管理
⑥基因工程实验技术
-重点知识点:DNA提取、PCR扩增、凝胶电泳、基因转移技术。
-关键词:实验技术、DNA提取、PCR、凝胶电泳、转移技术。
-板书设计:
-实验技术=提取+PCR+电泳
-基因转移=方法+宿主细胞课后拓展-阅读材料:《基因工程与生物技术》
-视频资源:《基因编辑技术CRISPR/Cas9》
-案例分析:转基因作物安全性的争议
2.拓展要求:
-学生自主阅读《基因工程与生物技术》,了解基因工程的发展历程和应用领域。
-观看《基因编辑技术CRISPR/Cas9》视频,了解该技术在基因治疗和农业育种中的应用。
-分析转基因作物安全性的争议,结合课堂所学知识,提出自己的观点。
3.教师指导:
-提供阅读材料《基因工程与生物技术》,并解答学生在阅读过程中的疑问。
-指导学生观看视频,并解释CRI
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