2024-2025学年高中生物 专题1 素能提升课 基因工程教案 新人教版选修3

2024-2025学年高中生物专题1素能提升课基因工程教案新人教版选修3课题：科目：班级：课时：计划1课时教师：单位：一、教学内容分析本节课的主要教学内容是基因工程的基本概念、原理和技术。教学内容包括：基因工程的定义、基因工程的基本工具、基因表达载体的构建、目的基因的获取和基因工程的应用等。

教学内容与学生已有知识的联系：学生在初中阶段已经学习了生物学的基本概念和细胞结构，对基因的概念有一定的了解。在此基础上，本节课将进一步深入讲解基因工程的基本原理和应用，帮助学生建立对基因工程的全面认识。二、核心素养目标本节课的核心素养目标包括：科学思维、科学探究和科学态度。通过学习基因工程的基本概念、原理和技术，学生将培养具备逻辑推理、批判性思维和创造性思维的科学思维能力。在探究基因工程实验过程中，学生将学会提出问题、设计实验、分析实验结果，从而提升科学探究能力。同时，学生将树立正确的科学态度，对待科学问题持开放和严谨的态度，培养团队协作和交流的能力。三、学情分析考虑到所教授的高中生物选修3《基因工程》课程，我将对学生情况进行全面的分析，以更好地调整教学策略，满足不同层次学生的学习需求。

1.学生层次

根据学生的学习能力和兴趣，我将学生分为三个层次：

（1）基础层：这部分学生对生物学基础知识掌握较为扎实，但对于基因工程的应用和原理理解不够深入。他们可能对实验操作和数据分析感到困难。

（2）提高层：这部分学生对生物学基础知识有一定的了解，对于基因工程的概念和原理有一定的认识，但缺乏实践操作的经验。他们需要通过实验和案例分析来加深对基因工程的理解。

（3）优秀层：这部分学生对生物学基础知识掌握牢固，对基因工程的概念、原理和技术有较深入的理解。他们具备较强的自主学习能力和批判性思维能力。

2.知识、能力、素质方面

（1）知识方面：大部分学生对生物学基础知识有较好的掌握，但对于基因工程的细节和最新发展可能了解不多。他们需要通过教材和补充资料来丰富知识体系。

（2）能力方面：学生在数学、物理等学科方面表现出的逻辑思维能力和分析解决问题的能力不同。对于基因工程这类需要较强逻辑思维和分析能力的课程，部分学生可能感到挑战。

（3）素质方面：学生在团队合作、沟通表达和创新思维等方面有所差异。培养学生的团队合作意识和沟通能力对于提高他们在基因工程领域的综合素养至关重要。

3.行为习惯

学生在课堂上的参与度、作业完成情况和个人学习习惯方面存在差异。为了提高教学效果，我将采取多种教学方法，激发学生的学习兴趣，鼓励他们积极参与课堂讨论和实验操作。同时，我将加强对学生的个别辅导，帮助那些在学习上遇到困难的学生。四、教学资源1.软硬件资源：

-教室内的多媒体设备，包括投影仪和电脑

-生物实验室，配备有实验仪器和试剂

-基因工程相关的模型和教具

2.课程平台：

-学校提供的在线学习平台，用于发布课程资料和作业

-生物学相关的学术期刊和数据库，供学生查阅最新研究进展

3.信息化资源：

-基因工程相关的教学视频和演示动画

-在线教学资源，包括教学PPT、学习指南和练习题

4.教学手段：

-小组讨论和合作实验，促进学生之间的交流和合作

-案例分析和问题解决，培养学生的批判性思维和分析能力

-实时反馈和评估，通过课堂提问和作业批改及时了解学生的学习情况，并给予反馈五、教学实施过程1.课前自主探索

教师活动：

-发布预习任务：通过在线平台或班级微信群，发布预习资料（如PPT、视频、文档等），明确预习目标和要求。

-设计预习问题：围绕基因工程的定义和原理，设计一系列具有启发性和探究性的问题，引导学生自主思考。

-监控预习进度：利用平台功能或学生反馈，监控学生的预习进度，确保预习效果。

学生活动：

-自主阅读预习资料：按照预习要求，自主阅读预习资料，理解基因工程的基本概念和原理。

-思考预习问题：针对预习问题，进行独立思考，记录自己的理解和疑问。

-提交预习成果：将预习成果（如笔记、思维导图、问题等）提交至平台或老师处。

教学方法/手段/资源：

-自主学习法：引导学生自主思考，培养自主学习能力。

-信息技术手段：利用在线平台、微信群等，实现预习资源的共享和监控。

作用与目的：

-帮助学生提前了解基因工程的基本概念和原理，为课堂学习做好准备。

-培养学生的自主学习能力和独立思考能力。

2.课中强化技能

教师活动：

-导入新课：通过故事、案例或视频等方式，引出基因工程的应用案例，激发学生的学习兴趣。

-讲解知识点：详细讲解基因表达载体的构建和目的基因的获取等知识点，结合实例帮助学生理解。

-组织课堂活动：设计小组讨论、实验等活动，让学生在实践中掌握基因工程的基本技术。

-解答疑问：针对学生在学习中产生的疑问，进行及时解答和指导。

学生活动：

-听讲并思考：认真听讲，积极思考老师提出的问题。

-参与课堂活动：积极参与小组讨论、实验等活动，体验基因工程技术的应用。

-提问与讨论：针对不懂的问题或新的想法，勇敢提问并参与讨论。

教学方法/手段/资源：

-讲授法：通过详细讲解，帮助学生理解基因工程的基本知识点。

-实践活动法：设计实践活动，让学生在实践中掌握基因工程的基本技术。

-合作学习法：通过小组讨论等活动，培养学生的团队合作意识和沟通能力。

作用与目的：

-帮助学生深入理解基因工程的基本知识点，掌握相关技术。

-通过实践活动，培养学生的动手能力和解决问题的能力。

-通过合作学习，培养学生的团队合作意识和沟通能力。

3.课后拓展应用

教师活动：

-布置作业：根据本节课的内容，布置适量的课后作业，巩固学习效果。

-提供拓展资源：提供与基因工程相关的拓展资源（如学术文章、案例分析等），供学生进一步学习。

-反馈作业情况：及时批改作业，给予学生反馈和指导。

学生活动：

-完成作业：认真完成老师布置的课后作业，巩固学习效果。

-拓展学习：利用老师提供的拓展资源，进行进一步的学习和思考。

-反思总结：对自己的学习过程和成果进行反思和总结，提出改进建议。

教学方法/手段/资源：

-自主学习法：引导学生自主完成作业和拓展学习。

-反思总结法：引导学生对自己的学习过程和成果进行反思和总结。

作用与目的：

-巩固学生在课堂上学到的基因工程知识点和相关技术。

-通过拓展学习，拓宽学生的知识视野和思维方式。

-通过反思总结，帮助学生发现自己的不足并提出改进建议，促进自我提升。六、学生学习效果1.知识掌握：学生对基因工程的基本概念、原理和技术有了深入的理解。他们能够清晰地解释基因工程的定义，理解基因表达载体的构建过程，以及目的基因的获取方法。此外，学生还掌握了基因工程在实际应用中的例子，如生物技术药物的制备和基因治疗等。

2.技能提升：学生在基因工程的实践操作中提升了技能。他们学会了如何使用实验仪器，进行DNA提取和鉴定，构建基因表达载体，并能够进行目的基因的克隆和表达。通过实验操作，学生提高了动手能力和解决问题的能力，培养了实验设计和数据分析的能力。

3.思维发展：学生在学习过程中培养了批判性思维和创造性思维。他们能够分析基因工程实验的原理和结果，提出问题并寻找解决方案。学生通过小组讨论和合作实验，学会了与他人交流和合作，培养了团队合作意识和沟通能力。

4.价值观和态度培养：学生通过对基因工程的学习，树立了正确的科学态度和价值观。他们认识到基因工程在医学、农业和环境保护等领域的重要性和潜在风险，能够理性地看待科技发展对社会的影响。学生还培养了终身学习的意识，意识到科学知识的重要性和不断学习的必要性。七、典型例题讲解七、典型例题讲解

1.例题一：基因表达载体的构建

题目：已知某基因编码蛋白A，其启动子为P，编码区为C，终止子为T，请设计实验步骤，将目的基因插入到表达载体中，使其能够在宿主细胞中表达蛋白A。

答案：

（1）提取目的基因（C）和载体DNA。

（2）使用限制酶切割目的基因和载体DNA，获得相同的黏性末端。

（3）将目的基因和载体DNA连接，形成重组载体。

（4）将重组载体导入宿主细胞，通过转录和翻译过程表达蛋白A。

2.例题二：目的基因的获取

题目：某实验室想要获取人类胰岛素基因，已知其基因序列为Ins，请简述获取目的基因的实验步骤。

答案：

（1）设计引物，使其能够特异性地扩增胰岛素基因。

（2）使用PCR技术扩增胰岛素基因。

（3）将扩增后的基因进行克隆，得到目的基因。

3.例题三：基因工程实验设计

题目：设计一个基因工程实验，将荧光蛋白基因插入到植物叶绿体基因组中，并使其表达。

答案：

（1）选择合适的荧光蛋白基因和植物叶绿体基因组。

（2）使用限制酶切割荧光蛋白基因和叶绿体基因组，获得相同的黏性末端。

（3）将荧光蛋白基因和叶绿体基因组连接，形成重组叶绿体基因组。

（4）将重组叶绿体基因组导入植物细胞，通过叶绿体基因表达系统表达荧光蛋白。

4.例题四：基因工程应用

题目：某科研小组利用基因工程技术制备抗病毒植物，请简述其制备过程。

答案：

（1）选择抗病毒植物的基因，如抗病毒蛋白基因。

（2）将抗病毒基因插入到表达载体中，并导入植物细胞。

（3）通过植物组织培养技术培养转基因植物。

（4）对转基因植物进行抗病毒实验，验证其抗病毒能力。

5.例题五：基因工程伦理问题讨论

题目：某国家计划利用基因工程技术制备转基因农作物，以提高产量和抗病性。然而，这一计划引起了公众的担忧，认为可能对环境和人类健康造成影响。作为教育者和科学家，我们应该怎样向公众解释和宣传基因工程技术的利与弊？

答案：

（1）向公众解释基因工程技术的原理和应用，使其了解基因工程技术在农业发展中的重要作用。

（2）讨论基因工程技术可能带来的环境和健康风险，如基因流动、生物安全和过敏反应等。

（3）强调基因工程技术的监管和安全性措施，如严格的法律法规和食品安全检测。

（4）提倡公众参与决策，鼓励开展基因工程技术的科普教育和伦理讨论。八、板书设计1.基因工程的基本概念

-定义：基因工程是指通过人工方法对基因进行操作，实现对生物性状的改造。

-目标：获取目的基因，构建基因表达载体，导入宿主细胞，实现基因表达。

2.基因表达载体的构建

-启动子：控制基因转录的DNA序列，位于编码区上游。

-编码区：包含基因的编码序列，负责编码蛋白质。

-终止子：控制基因转录结束的DNA序列，位于编码区下游。

3.目的基因的获取

-PCR技术：通过体外扩增目的基因的方法。

-克隆：将目的基因