专题5 基因工程的操作程序2023-2024学年新教材高中生物选择性必修第三册同步教学设计（苏教版2019）

专题5基因工程的操作程序2023-2024学年新教材高中生物选择性必修第三册同步教学设计（苏教版2019）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来自于“专题5基因工程的操作程序”，这一部分内容涉及基因工程的工具、操作步骤以及应用。具体内容包括限制酶、DNA连接酶等基因工程工具的作用及其应用，基因表达载体的构建，以及基因工程在农业、医药等领域的应用。

教学内容与学生已有知识的联系：学生在之前的学习中已经掌握了生物学的基本知识，如细胞结构、遗传学原理等，对这些知识的理解将为本节课的学习打下坚实的基础。同时，本节课的内容与之前学习的“细胞的分子组成”和“遗传信息的传递”等内容也有密切的联系。通过对这些已有知识的综合运用，学生将能更好地理解和掌握基因工程的相关知识。二、核心素养目标本节课的核心素养目标包括：生命观念、科学思维、科学探究和科学态度。通过学习基因工程的操作程序，学生将能够建立生命观念，理解生物体的性状是由基因控制的；发展科学思维，掌握基因工程的工具及其作用，了解基因表达载体的构建过程；进行科学探究，通过实验和案例分析，掌握基因工程技术在实际应用中的操作步骤；并培养科学态度，认识到科技发展对人类社会的积极作用和潜在风险，培养学生的社会责任感和职业道德意识。三、重点难点及解决办法重点：

1.基因工程的工具及其作用

2.基因表达载体的构建过程

3.基因工程技术在实际应用中的操作步骤

难点：

1.理解限制酶的作用及其在基因工程中的应用

2.掌握DNA连接酶的使用方法和条件

3.了解基因表达载体的构建原理和步骤

4.理解基因工程技术在实际应用中的操作流程和注意事项

解决办法：

1.通过动画和实际案例讲解限制酶的作用原理，让学生通过实际操作体验限制酶的使用，加深理解。

2.通过实验演示和分组讨论，让学生动手构建简单的基因表达载体，掌握DNA连接酶的使用方法和条件。

3.提供具体的基因工程实验案例，引导学生分析实验步骤和原理，理解基因工程技术在实际应用中的操作流程。

4.邀请相关领域的专家或从业者进行讲座，分享实际工作经验和注意事项，帮助学生了解基因工程技术在实际应用中的重要性。四、教学方法与手段教学方法：

1.问题驱动法：通过提出实际案例和问题，激发学生的思考和探究欲望，引导学生主动参与学习。

2.分组合作法：将学生分组进行讨论和实验操作，培养学生的团队合作能力和解决问题的能力。

3.实践操作法：组织学生进行基因工程实验操作，让学生亲身体验和理解基因工程的原理和应用。

教学手段：

1.多媒体演示：利用多媒体课件和视频，生动展示基因工程的工具和操作步骤，提高学生的学习兴趣和理解程度。

2.网络资源：利用互联网资源，提供相关的文章、研究报告和案例分析，丰富学生的学习材料，拓宽视野。

3.虚拟实验室：利用虚拟实验室软件，让学生在虚拟环境中进行基因工程的实验操作，增强学生的实践能力。五、教学过程第一环节：导入（5分钟）

同学们，大家好！上一节课我们学习了基因工程的基本概念，这节课我们将深入探究基因工程的操作程序。基因工程在现代生物科技中扮演着重要角色，它可以帮助我们改变生物的性状，解决许多实际问题。现在，让我们一起来探索基因工程的奥秘吧！

第二环节：教学内容讲解（20分钟）

首先，我们来回顾一下基因工程的工具。限制酶是基因工程中的一种重要工具，它能够识别特定的核苷酸序列，并在特定位点切割DNA分子。同学们，你们知道限制酶在基因工程中的应用吗？

然后，我们来了解一下基因表达载体的构建原理和步骤。基因表达载体是基因工程中用于表达目标基因的载体，它包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。构建基因表达载体是基因工程的核心步骤，我们需要熟悉其原理和操作步骤。

最后，我们来探讨基因工程技术在实际应用中的操作流程和注意事项。基因工程技术在农业、医药等领域有着广泛的应用，如转基因作物、基因治疗等。我们需要了解基因工程技术在实际应用中的操作流程和注意事项，以确保实验的安全和有效性。

第三环节：案例分析与讨论（15分钟）

同学们，现在我们来分析一个基因工程实验案例。这个案例是关于利用基因工程技术培育抗虫棉的过程。我们需要根据所学知识，分析实验步骤和原理，理解基因工程技术在实际应用中的操作流程。

在分析过程中，同学们可以分成小组进行讨论，互相交流自己的想法和观点。讨论结束后，每组选一名代表进行汇报，分享你们小组的分析结果。

第四环节：实验操作与实践（20分钟）

在实验过程中，同学们可以互相合作，共同完成实验任务。实验结束后，我们需要对实验结果进行分析和讨论，总结实验过程中的经验和教训。

第五环节：总结与反思（5分钟）

同学们，通过本节课的学习，我们了解了基因工程的操作程序，学习了基因工程的工具及其应用，并进行了实验操作。基因工程技术在现代生物科技中具有重要意义，它可以帮助我们解决许多实际问题。

在实际应用中，我们需要熟练掌握基因工程的操作步骤和注意事项，确保实验的安全和有效性。同时，我们也要关注基因工程技术的发展趋势，不断学习和更新知识，为人类社会的发展做出贡献。

希望同学们能够认真总结本节课的学习内容，积极参与课堂讨论，不断提高自己的生物学素养。下节课，我们将学习基因工程技术在农业、医药等领域的应用，敬请期待！六、学生学习效果1.学生们能够理解限制酶的作用及其在基因工程中的应用，能够解释限制酶如何识别特定的核苷酸序列，并在特定位点切割DNA分子。

2.学生们能够掌握DNA连接酶的使用方法和条件，能够解释DNA连接酶如何将切割的DNA片段重新连接起来。

3.学生们能够了解基因表达载体的构建原理和步骤，能够解释如何将目的基因插入到表达载体中，并使其在宿主细胞中表达。

4.学生们能够理解基因工程技术在实际应用中的操作流程和注意事项，能够解释如何进行基因克隆、基因编辑等操作，并能够评估基因工程技术在农业、医药等领域的应用。

5.学生们能够通过实验操作，加深对基因工程技术原理的理解，能够独立完成简单的基因表达载体构建实验，并能够分析实验结果。

6.学生们能够通过案例分析和讨论，培养解决实际问题的能力，能够运用所学知识分析和解决基因工程领域的问题。

7.学生们能够培养科学思维和科学探究的能力，能够提出问题、设计实验、收集数据并进行分析，提高科学研究的素养。

8.学生们能够培养科学态度和职业道德意识，认识到科技发展对人类社会的积极作用和潜在风险，增强社会责任感和职业道德意识。七、作业布置与反馈作业布置：

1.请学生选择一个感兴趣的基因工程应用领域，如农业、医药等，并进行相关案例分析。要求学生列出案例中使用的基因工程技术、操作步骤和应用效果，并分析其意义和潜在风险。

2.请学生设计一个简单的基因表达载体，包括选择合适的启动子、终止子和标记基因等。要求学生解释其设计理由，并预测其在宿主细胞中的表达效果。

作业反馈：

1.在批改学生案例分析作业时，重点关注学生对基因工程技术原理的理解和应用能力的体现。对于学生的正确分析和深入思考，给予肯定和鼓励。对于存在的错误和不足，给出具体的改正建议，指导学生如何进一步完善和提高。

2.在批改学生设计的基因表达载体作业时，关注学生的设计思路和合理性。对于合理的设计和创新的思路，给予积极的评价。对于不合适的设计和需要改进的地方，给出具体的修改意见，帮助学生理解和掌握基因表达载体的设计原则。八、反思改进措施（一）教学特色创新

1.实践操作法的应用：通过组织学生进行基因工程实验操作，让学生亲身体验和理解基因工程的原理和应用，提高了学生的实践能力。

2.问题驱动法的运用：通过提出实际案例和问题，激发学生的思考和探究欲望，引导学生主动参与学习，培养了学生的科学思维能力。

3.小组合作学习的尝试：通过分组讨论和实验操作，培养学生的团队合作能力和解决问题的能力，提高了课堂的互动性和学生的参与度。

（二）存在主要问题

1.学生对基因工程工具的理解不够深入：部分学生在理解限制酶、DNA连接酶等基因工程工具的作用及其应用时存在困难，需要进一步改进教学方法，加强学生的理解和掌握。

2.实验操作的指导不足：在实验操作过程中，部分学生对基因表达载体的构建步骤不够熟悉，需要加强对学生的实验指导和操作练习，提高学生的实验操作能力。

3.学生的综合分析能力有待提高：部分学生在案例分析时，不能很好地将所学知识与实际情况相结合，需要通过更多的实例分析和讨论，培养学生的综合分析能力。

（三）改进措施

1.针对学生对基因工程工具的理解问题，可以增加一些互动教学环节，如提问、小组讨论等，以促进学生对知识点的深入理解。同时，可以通过提供更多的实际案例，让学生将理论知识与实际情况相结合，提高学生的应用能力。

2.针对实验操作的指导不足，可以加强对学生的实验指导和操作练习，例如，通过视频演示、实验操作手册等方式，让学生在实验前对操作步骤有更清晰的了解。此外，可以设置一些实验操作的练习题或小测试，以检查学生对实验操作的掌握程度。

3.针对学生的综合分析能力有待提高的问题，可以增加一些综合性的作业和项目，让学生通过分析实际问题，提出解决方案，以培养学生的综合分析能力。同时，在课堂上，可以鼓励学生积极发言，分享自己的观点和思考，以培养学生的批判性思维和综合分析能力。板书设计①基因工程的工具：限制酶、DNA连接酶

②基因表达载体的构建：目的基因、启动子、终止子、标记基因

③基因工程技术在实际应用中的操作流程：基因克隆、基因编辑、基因治疗