第3章 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（人教版2019 多选）

第3章专题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（人教版2019多选）授课内容授课时数授课班级授课人数授课地点授课时间设计思路本节课以人教版2019高中生物选择性必修第三册第三章“基因工程的操作程序”为教学内容，结合2023-2024学年新教材特点，以学生为中心，注重理论与实践相结合。课程设计分为导入、知识讲解、案例分析、实验设计、总结与拓展五个环节，旨在帮助学生系统掌握基因工程的操作步骤，提高学生的实际操作能力和创新思维。通过引导学生关注生物科技发展，激发学生兴趣，培养其生物科学素养。核心素养目标1.科学探究：培养学生运用科学方法探究基因工程操作程序的能力，通过实验设计和案例分析，提高学生解决问题的实践技能。

2.科学思维：训练学生运用比较、分析、综合等方法，理解基因工程的基本原理和操作步骤，发展学生的批判性思维和创新意识。

3.科学态度：培养学生严谨求实的科学态度，对基因工程技术持有正确的认识，关注生物科技发展对人类社会的影响。

4.科学责任：引导学生理解基因工程技术的伦理和社会责任，培养其在生物科学领域中的道德素养和社会责任感。教学难点与重点1.教学重点

-基因工程的基本概念：理解基因工程是通过对生物体基因的插入、剔除或修改来改变其遗传特性。

-基因操作的主要步骤：包括目的基因的获取、基因载体的选择与构建、重组基因的转化和转化体的筛选。

-基因工程的应用实例：如转基因作物的培育、基因治疗等。

举例：在讲解基因载体的选择与构建时，重点介绍质粒、噬菌体和病毒等载体类型及其在基因工程中的应用，使学生明白不同载体适用于不同类型的宿主细胞。

2.教学难点

-限制酶和连接酶的作用原理：学生可能难以理解限制酶如何识别特定的DNA序列并切割，以及连接酶如何将DNA片段连接起来。

-基因转化和表达调控：转化过程中的具体机制，如电转化、化学转化等，以及基因表达调控的复杂性，是学生理解的难点。

-伦理和安全问题：基因工程的伦理争议和安全问题，如基因编辑可能带来的非预期后果，需要引导学生进行深入思考。

举例：在讲述限制酶时，通过动画演示或具体案例，展示限制酶如何识别和切割DNA分子，以及如何使用连接酶将目的基因与载体连接，帮助学生形象理解这一过程。在讨论基因转化时，通过实际案例讲解转化效率、转化方法的选择以及转化后的筛选过程，使学生能够掌握转化技术的核心要点。教学方法与手段教学方法：

1.讲授法：通过系统讲解基因工程的操作程序，确保学生掌握基础知识和操作步骤。

2.讨论法：引导学生就基因工程伦理问题进行小组讨论，培养学生的批判性思维和表达能力。

3.实验法：通过模拟实验或实际操作，让学生亲身体验基因工程操作过程，增强实践能力。

教学手段：

1.多媒体设备：使用PPT展示基因工程操作步骤的动画和图表，帮助学生直观理解复杂过程。

2.教学软件：利用专业的生物信息学软件，让学生模拟基因编辑过程，提高操作的互动性和真实性。

3.网络资源：提供在线基因数据库和文献，引导学生进行自主学习，拓展知识面。教学过程1.导入（约5分钟）

-激发兴趣：展示转基因作物与传统作物的对比图片，提问：“转基因作物是如何培育出来的？”引发学生对基因工程的好奇。

-回顾旧知：简要回顾DNA分子结构、基因的概念以及基因表达调控的相关知识，为学习基因工程操作程序打下基础。

2.新课呈现（约40分钟）

-讲解新知：详细介绍基因工程的操作程序，包括目的基因的获取、基因载体的选择与构建、重组基因的转化和转化体的筛选。

-举例说明：以转基因抗虫棉为例，说明如何通过基因工程手段将抗虫基因引入棉花中，提高其抗虫性。

-互动探究：分组讨论不同基因载体在基因工程中的应用场景，以及各自的优势和局限。

3.巩固练习（约25分钟）

-学生活动：学生分组进行模拟基因转化的实验，通过实验加深对基因工程操作步骤的理解。

-教师指导：在学生实验过程中，教师巡回指导，解答学生的疑问，确保实验顺利进行。

4.总结与拓展（约10分钟）

-总结：回顾本节课的主要内容，强调基因工程在生物科技发展中的重要作用。

-拓展：布置课后作业，要求学生查阅资料，了解基因工程在医药领域的应用，并撰写短文分享学习心得。

5.课堂反馈（约5分钟）

-教师提问：询问学生对本节课内容的理解和掌握情况，收集学生的反馈意见。

-学生反馈：学生分享自己在学习过程中的困惑和收获，促进师生之间的交流与互动。教学资源拓展1.拓展资源

-相关书籍：《基因工程原理与技术》、《现代生物技术导论》等，这些书籍可以为学生提供更深入的理论知识和实际应用案例。

-学术论文：引导学生查阅最新的学术论文，了解基因工程在科研领域的最新进展和研究成果。

-科普文章：推荐学生阅读科普性质的生物技术文章，如《基因编辑技术的前沿进展》等，以增加学生的科学素养。

-实际案例：介绍基因工程在农业、医药等领域的实际应用案例，如转基因作物的商业化种植、基因治疗疾病的临床应用等。

2.拓展建议

-自主学习：鼓励学生利用图书馆或网络资源，自主查阅与基因工程相关的资料，加深对课堂所学内容的理解。

-实验参观：组织学生参观生物技术实验室或相关企业，实地了解基因工程技术的应用和操作流程。

-学术讨论：定期举办学术沙龙，让学生就基因工程的伦理、安全性等问题进行讨论，培养批判性思维。

-科学写作：鼓励学生撰写科技论文或科普文章，将所学知识转化为书面表达能力。

-课题研究：指导学生参与学校或教师的科研项目，通过实践研究提高学生的科研能力。

-社会实践：引导学生参与社会调查，了解公众对基因工程技术的态度和认知，培养学生的社会责任感。板书设计1.基因工程操作程序

①基因工程定义

②目的基因的获取

③基因载体的选择与构建

④重组基因的转化

⑤转化体的筛选

2.基因工程应用实例

①转基因作物

②基因治疗

③生物学研究

3.基因工程伦理与安全

①伦理问题

②安全性问题

③社会责任与法规反思改进措施（一）教学特色创新

1.结合现代生物技术发展，引入最新的基因工程技术案例，使教学内容更具时代性和实用性。

2.采用项目式学习法，让学生围绕一个具体的基因工程应用项目进行探究，提高学生的实践操作能力和团队合作精神。

（二）存在主要问题

1.教学过程中，学生参与度不够，部分学生可能对理论知识感到枯燥乏味，缺乏学习动力。

2.实验环节由于时间和资源限制，无法让每个学生充分动手操作，影响学生的实践体验。

3.教学评价方式较为单一，主要依赖考试成绩，未能充分反映学生的综合能力。

（三）改进措施

1.增加互动环节，如小组讨论、问答游戏等，提高学生的课堂参与度，激发学习兴趣。

2.优化实验设计，通过模拟实验或分组实验，确保每个学生都有机会参与实际操作，提升实践能力。

3.多元化评价方式，结合学生的课堂表现、实验报告、小组讨论等方面进行综合评价，更全面地反映学生的学习成果。同时，鼓励学生进行自我评价和同伴评价，增强自我认知和反思能力。

在未来的教学实践中，我将继续探索更多有效的教学方法，如翻转课堂、在线学习等，以适应不同学生的学习需求。同时，加强与其他学科教师的交流合作，拓宽学生的知识视野，促进跨学科学习。此外，我还将积极与企业和科研机构建立联系，为学生提供更多实习和实践的机会，使教学与实际应用紧密结合，提高学生的就业竞争力。重点题型整理题型一：简答题

1.题目：简述基因工程的操作程序的主要步骤。

答案：基因工程的操作程序主要包括以下步骤：①目的基因的获取；②基因载体的选择与构建；③重组基因的转化；④转化体的筛选。

题型二：案例分析题

2.题目：分析以下案例中基因工程的应用，并说明其对社会的影响。

案例：转基因抗虫棉的培育。

答案：转基因抗虫棉通过将抗虫基因引入棉花中，使棉花具有抗虫性，减少农药的使用，降低环境污染，提高农作物的产量和质量。对社会的影响包括减少农民劳动强度、降低农业生产成本、保障粮食安全等。

题型三：论述题

3.题目：论述基因工程在医药领域的应用及其意义。

答案：基因工程在医药领域的应用包括基因治疗、药物研发等。基因治疗通过修复或替换异常基因来治疗遗传性疾病，为一些以往无法治愈的疾病提供了新的治疗手段。药物研发方面，基因工程技术可以生产出高纯度、高活性的药物，提高药物的治疗效果。

题型四：实验设计题

4.题目：设计一个实验，验证某种基因载体在基因转化过程中的效率。

答案：实验设计可以包括以下步骤：①选择合适的基因载体；②通过实验方法将目的基因与载体连接；③将连接好的重组载体转化到受体细胞中；④通过检测转化后的细胞中目的基因的表达来验证基因载体的转化效率。

题型五：论述题

5.题目：讨论基因工程在农业生产中的伦理和安全问题。

答案：基因工程在农业生产中的应用带来了诸多伦理和安全问题。伦理问题包括基因改造作物的知识产权、对传统农业的冲击等。安全问题主要包括基因改造作物的环境影响、食品安全性以及对生物多样性的影响。在推广基因工程技术的过程中，需要充分考虑这些伦理和安全问题，并采取相应的措施来保障公众利益和环境安全。教学评价与反馈1.课堂表现：学生在课堂上的表现可以通过出勤情况、课堂参与度、提问和回答问题的积极性等方面来评价。学生普遍能够按时到课，但在课堂参与度方面，部分学生表现得较为被动，需要更多的激励和引导来提高其参与讨论和提问的积极性。

2.小组讨论成果展示：小组讨论是检验学生学习效果的重要环节。学生在小组讨论中能够积极表达自己的观点，与小组成员进行有效沟通，但在成果展示时，部分小组的表达能力和逻辑性有待提高。例如，小组讨论关于基因工程伦理问题的成果展示中，学生能够提出自己的看法，但在论证和举例方面不够充分。

3.随堂测试：随堂测试旨在检测学生对课堂所学知识的理解和掌握程度。测试内容涵盖基因工程的操作程序、应用实例和伦理安全等知识点。从测试结果来看，学生在基本概念和操作步骤方面的掌握较好，但在应用和伦理问题方面的理解不够深入。

4.作业完成情况：作业是巩固课堂学习内容的重要手段。学生能够按时提交作业，但在质量上存在差异。部分学生能够深入分析问题，给出详细的解答，而部分学生的作业则较为表面，缺乏深入思考。

5.教师评价与反馈：

-对于出勤情况和课堂表现良好的学生，教师应给予肯