2024年高中生物 专题1 基因工程 1.2 第1课时 目的基因获取和基因表达载体的构建教案 新人教版选修3

2024年高中生物专题1基因工程1.2第1课时目的基因获取和基因表达载体的构建教案新人教版选修3科目授课时间节次--年—月—日（星期——）第—节指导教师授课班级、授课课时授课题目（包括教材及章节名称）2024年高中生物专题1基因工程1.2第1课时目的基因获取和基因表达载体的构建教案新人教版选修3教材分析本节课选自2024年高中生物专题1“基因工程”中的1.2节，第1课时“目的基因获取和基因表达载体的构建”，以新人教版选修3教材为依据。教材中详细介绍了基因工程的基本原理、操作步骤以及基因表达载体的构建方法。本节课将着重解析目的基因的获取方法和基因表达载体的构建过程，通过实例分析，使学生掌握基因工程操作的基本技能，并了解其在生物技术领域的应用。内容与课本紧密关联，符合高中生物教学实际，旨在提高学生的实验操作能力和科学思维。核心素养目标本节课旨在培养学生的生物学核心素养，特别是科学探究、生命观念和科学思维。通过学习目的基因的获取和基因表达载体的构建，学生将能够：运用分子生物学知识，理解基因工程在生物技术中的应用，形成科学的生命观念；掌握实验技能，设计简单的基因工程实验方案，提升科学探究能力；运用逻辑思维分析基因表达载体构建的过程，培养科学思维和解决问题的能力。教学过程中强调理论与实践相结合，激发学生的创新意识，促进学科核心素养的全面发展。学情分析本节课面向的是高中学生，年级特点为具备一定的生物学基础和逻辑思维能力，但个体差异较大。在知识层面，学生已学习过遗传学、分子生物学等基础知识，对基因的概念、DNA的结构和功能有所了解，这为学习基因工程提供了必要的前提。然而，对于基因工程的具体操作，如目的基因的获取、基因表达载体的构建等，学生的理解可能尚浅，需要通过本节课的教学加以深化。

在能力方面，学生的实验操作能力和问题解决能力参差不齐。部分学生对实验操作有较高的兴趣和积极性，能够主动参与实验设计和数据分析；但也有部分学生对实验操作感到陌生，操作技能有待提高。此外，学生的科学探究能力有待加强，如何在实验中观察、分析、解决问题是教学过程中的一个重点。

在素质方面，学生的科学素养和创新意识有待提高。他们对基因工程在现实生活中的应用有一定的认识，但可能缺乏深入了解。通过本节课的学习，学生将能够更好地理解基因工程在医学、农业等领域的重要作用，培养社会责任感和伦理观念。

在行为习惯方面，高中生已具备一定的自主学习能力和合作意识，有利于开展小组讨论和实验探究。但在课堂上，部分学生可能表现出注意力不集中、学习积极性不高等问题，这对课程学习产生了一定的影响。因此，在教学过程中，教师需要关注学生的学习状态，采用多样化的教学手段和方法，激发学生的学习兴趣。

针对学生的个体差异，本节课将采取以下策略：

1.分层次教学：针对不同水平的学生，设计不同难度的教学任务和问题，使每位学生都能在原有基础上得到提高。

2.案例教学：通过具体实例的分析，帮助学生理解抽象的理论知识，提高问题解决能力。

3.小组合作：鼓励学生进行小组讨论和实验探究，培养合作精神和团队意识。

4.适时反馈：在教学过程中，关注学生的学习反馈，及时调整教学策略，提高教学效果。

5.情境创设：结合生活实际，创设有趣的情境，激发学生的学习兴趣，提高课堂参与度。教学资源1.硬件资源：

-生物实验室

-显微镜

-PCR仪器

-电泳设备

-生物安全柜

-计算机及投影设备

2.软件资源：

-生物学科教学软件

-基因工程教学视频

-基因表达载体构建模拟软件

3.课程平台：

-学校课程管理系统

-在线学习平台

4.信息化资源：

-电子教材

-互动式教学PPT

-电子教案

-网络教学资源库

5.教学手段：

-探究式教学

-小组合作学习

-案例分析

-实验教学

-互动问答

-课后在线辅导

6.辅助材料：

-基因工程相关科普书籍

-实验操作手册

-学术论文摘要（适合高中生阅读水平）教学流程（一）课前准备（预计用时：5分钟）

学生预习：

发放预习材料，引导学生提前了解基因工程中目的基因获取和基因表达载体构建的学习内容，标记出有疑问或不懂的地方。设计预习问题，激发学生思考，为课堂学习相关内容做好准备。

教师备课：

深入研究教材，明确教学目标和重难点。准备教学用具和多媒体资源，确保教学过程的顺利进行。设计课堂互动环节，提高学生学习基因工程的积极性。

（二）课堂导入（预计用时：3分钟）

激发兴趣：

回顾旧知：

简要回顾上节课学习的遗传学和分子生物学基础知识，帮助学生建立知识之间的联系。提出问题，检查学生对旧知的掌握情况，为目的基因获取和基因表达载体构建新课学习打下基础。

（三）新课呈现（预计用时：25分钟）

知识讲解：

清晰、准确地讲解目的基因获取和基因表达载体构建的知识点，结合实例帮助学生理解。突出重点，强调难点，通过对比、归纳等方法帮助学生加深记忆。

互动探究：

设计小组讨论环节，让学生围绕目的基因获取和基因表达载体构建的问题展开讨论，培养学生的合作精神和沟通能力。鼓励学生提出自己的观点和疑问，引导学生深入思考，拓展思维。

技能训练：

总结归纳：

在新课呈现结束后，对目的基因获取和基因表达载体构建的知识点进行梳理和总结。强调重点和难点，帮助学生形成完整的知识体系。

（四）巩固练习（预计用时：5分钟）

随堂练习：

随堂练习题，让学生在课堂上完成，检查学生对知识的掌握情况。鼓励学生相互讨论、互相帮助，共同解决问题。

错题订正：

针对学生在随堂练习中出现的错误，进行及时订正和讲解。引导学生分析错误原因，避免类似错误再次发生。

（五）拓展延伸（预计用时：3分钟）

知识拓展：

介绍基因工程在生物技术领域的拓展知识，拓宽学生的知识视野。引导学生关注学科前沿动态，培养学生的创新意识和探索精神。

情感升华：

结合基因工程内容，引导学生思考学科与生活的联系，培养学生的社会责任感。鼓励学生分享学习心得和体会，增进师生之间的情感交流。

（六）课堂小结（预计用时：2分钟）

简要回顾本节课学习的目的基因获取和基因表达载体构建的内容，强调重点和难点。肯定学生的表现，鼓励他们继续努力。

布置作业：

根据本节课学习的内容，布置适量的课后作业，巩固学习效果。提醒学生注意作业要求和时间安排，确保作业质量。知识点梳理1.基因工程概念

-基因工程的定义及其在生物技术领域的重要性。

-基因工程的基本过程：目的基因的获取、基因表达载体的构建、转化和表达。

2.目的基因获取

-目的基因的定义及其在基因工程中的作用。

-目的基因的来源：基因组DNA、部分基因组DNA、人工合成。

-基因克隆技术：PCR扩增、酶切、连接、转化。

3.基因表达载体构建

-基因表达载体的概念及其组成：启动子、目的基因、标记基因、终止子。

-常见基因表达载体：质粒、噬菌体、人工染色体。

-载体构建过程：选择合适的载体、酶切、连接、转化宿主细胞。

4.转化和表达

-转化的概念及方法：热激转化、电击转化、基因枪法。

-转化效率的影响因素：载体种类、宿主细胞类型、转化条件。

-目的基因的表达：转录、翻译、蛋白质功能验证。

5.基因工程应用

-医学领域：基因治疗、基因诊断、生物制药。

-农业领域：转基因作物、抗病抗虫、提高产量和品质。

-环境保护：生物降解、生物修复。

6.基因工程伦理与安全

-基因工程在伦理、食品安全、生态安全方面的问题。

-我国相关法律法规及管理措施。

7.实验技能

-DNA提取、纯化。

-PCR扩增目的基因。

-酶切、连接、转化。

-基因表达载体构建。

-目的基因的转化和表达。

8.问题解决能力

-分析基因工程应用中的实际问题，提出解决方案。

-设计简单的基因工程实验方案。

本节课的知识点梳理涵盖了基因工程的基本概念、操作流程、应用领域及伦理安全等方面，旨在帮助学生全面了解基因工程的理论与实践，为后续学习打下坚实基础。在教学过程中，教师应结合教材内容，注重理论与实践相结合，提高学生的实验技能和问题解决能力。教学反思与总结在本次教学过程中，我尝试运用了多种教学方法，如讲解、讨论、实践等，以激发学生的学习兴趣和积极性。通过回顾，我发现以下几点值得反思：

首先，在新课导入阶段，我通过展示与基因工程相关的图片和实例，成功吸引了学生的注意力，激发了他们的学习兴趣。但在课堂互动环节，部分学生的参与度不高，可能是我提问的方式不够开放，未能充分调动学生的积极性。今后，我需要针对这一问题，改进提问策略，鼓励更多学生参与到课堂讨论中来。

其次，在新课呈现过程中，我注重讲解与实例相结合，帮助学生理解抽象的基因工程知识。但在实践环节，部分学生的操作技能仍显不足，这提示我在今后的教学中，应加强实验操作的培训和指导，提高学生的实践能力。

此外，在教学过程中，我对学生的评价和反馈不够及时，导致部分学生在巩固练习阶段出现问题。为此，我将在今后的教学中，加强对学生的个别辅导，及时发现问题并进行针对性的指导。

在知识、技能和情感态度方面，学生们的收获和进步如下：

知识方面，通过本节课的学习，学生掌握了基因工程的基本概念、操作流程和应用领域，对基因表达载体的构建有了更深入的理解。技能方面，学生在实验操作中提高了动手能力，学会了基因工程实验的基本方法。情感态度方面，学生对基因工程产生了浓厚的兴趣，认识到其在生物技术领域的重要地位。

针对教学中存在的问题和不足，我提出以下改进措施和建议：

1.针对不同学生的学习需求，设计分层教学任务，提高教学针对性。

2.加强课堂互动，注重培养学生的批判性思维和问题解决能力。

3.在实践环节，增加学生的操作机会，加强个别辅导，提高学生的实践能力。

4.加强对学生的评价和反馈，及时发现问题，调整教学策略。内容逻辑关系①基因工程概念与基本过程

-基因工程的定义及其在生物技术领域的重要性

-基因工程的基本过程：目的基因的获取、基因表达载体的构建、转化和表达

②目的基因获取

-目的基因的定义及其在基因工程中的作用

-目的基因的来源：基因组DNA、部分基因组DNA、人工合成

-基因克隆技术：PCR扩增、酶切、连接、转化

③基因表达载体构建

-基因表达载体的概念及其组成：启动子、目的基因、标记基因、终止子

-常见基因表达载体：质粒、噬菌体、人工染色体

-载体构建过程：选择合适的载体、酶切、连接、转化宿主细胞

④转化和表达

-转化的概念及方法：热激转化、电击转化、基因枪法

-转化效率的影响因素：载体种类、宿主细胞类型、转化条件

-目的基因的表达：转录、翻译、蛋白质功能验证

⑤基因工程应用

-医学领域：基因治疗、基因诊断、生物制药

-农业领域：转基因作物、抗病抗虫、提高产量和品质

-环境保护：生物降解、生物修复

⑥基因工程伦理与安全

-基因工程在伦理、食品安全、生态安全方面的问题

-我国相关法律法规及管理措施

⑦实验技能

-DNA提取、纯化

-PCR扩增目的基因

-酶切、连接、转化

-基因表达载体构建

-目的基因的转化和表达

⑧问题解决能力

-分析基因工程应用中的实际问题，提出解决方案

-设计简单的基因工程实验方案

板书设计：

基因工程

1.概念与基本过程

2.目的基因获取

3.基因表达载体构建

4.转化和表达

5.应用领域

6.伦理与安全

7.实验技能

8.问题解决能力重点题型整理1.题型一：基因工程的基本概念及原理

题目：简述基因工程的基本概念及其在生物技术领域的重要性。

答案：基因工程是指利用分子生物学技术，对生物体的遗传物质进行操作和改造的过程。它通过改变生物体的基因组成，实现特定性状的遗传改变。基因工程在生物技术领域具有重要意义，广泛应用于农业、医学、环境保护等领域，为人类社会发展提供了强大的科技支撑。

2.题型二：目的基因获取的方法

题目：请列举三种目的基因获取的方法。

答案：目的基因获取的方法主要有三种：基因组DNA提取、部分基因组DNA提取和人工合成。基因组DNA提取是通过提取生物体的整个基因组DNA，然后通过PCR等方法获得目的基因。部分基因组DNA提取是直接从生物体的基因组中提取特定区域的DNA片段，获得目的基因。人工合成是通过化学合成方法，根据已知的基因序列合成目的基因。

3.题型三：基因表达载体的构建

题目：请简述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选择合适的载体、酶切、连接和转化宿主细胞。首先，根据实验需求选择合适的载体，如质粒、噬菌体或人工染色体。然后，利用限制性内切酶对载体进行酶切，使其具有黏性末端。接着，将目的基因与载体连接，形成重组载体。最后，将重组载体转化到宿主细胞中，使其在细胞内表达目的基因。

4.题型四：基因工程的转化方法

题目：请列举三种基因工程的转化方法。

答案：基因工程的转化方法主要有三种：热