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

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