专题三 主题二 单元教学案例7 以基因工程手段实现干扰素的大量生产-高中生物单元说课稿

专题三主题二单元教学案例7以基因工程手段实现干扰素的大量生产-高中生物单元说课稿学校授课教师课时授课班级授课地点教具教学内容本节课的教学内容来自于高中生物教材的专题三主题二单元教学案例7，以基因工程手段实现干扰素的大量生产。教材中详细介绍了基因工程的基本概念、原理和操作步骤，并通过具体的案例让学生了解基因工程在实际生产中的应用。案例中主要包括以下内容：

1.基因工程的基本概念和原理：基因工程是一种通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物新的遗传特性的技术。它涉及到基因的克隆、剪切、拼接和转移等过程。

2.基因工程的操作步骤：包括目的基因的获取、载体的选择和构建、重组载体的转化和筛选等步骤。

3.基因工程在干扰素生产中的应用：通过基因工程手段，将干扰素的基因插入到适当的载体中，然后将重组载体转化到宿主细胞中，通过宿主细胞的表达和分泌，实现干扰素的大量生产。核心素养目标本节课的核心素养目标主要包括以下几点：

1.生命观念：通过学习基因工程的基本概念和原理，使学生能够理解生物体内基因的作用和遗传信息的传递过程，建立生命观念。

2.科学思维：培养学生运用逻辑思维、批判性思维和创造性思维，分析基因工程的操作步骤和应用实例，提高科学思维能力。

3.科学探究：通过案例分析，让学生掌握基因工程实验的基本方法和技巧，培养学生的实验操作能力和问题解决能力。

4.社会责任：引导学生关注基因工程在医药、农业等领域的应用，理解基因工程技术对社会发展的影响，培养学生的社会责任感和道德观念。学习者分析1.学生已经掌握了哪些相关知识：在学习本节课之前，学生应该已经掌握了基因、DNA、遗传信息等基本生物学知识，同时对细胞的结构和功能有一定的了解。此外，学生应该具备一定的实验操作经验和科学探究能力。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：根据对学生的了解，我发现他们对应用生物知识解决实际问题充满兴趣。在学习能力方面，大部分学生具备逻辑思维和分析问题的能力，但也有一部分学生对实验操作和数据分析感到困难。在学习风格上，学生们喜欢通过互动和讨论来加深对知识的理解。

3.学生可能遇到的困难和挑战：在学习本节课的过程中，学生可能会对基因工程的概念和原理感到抽象和难以理解。此外，基因工程的操作步骤和实验技术可能对部分学生来说较为复杂，他们可能难以掌握实验操作技巧和数据分析方法。同时，学生可能对基因工程在实际生产中的应用和伦理问题感到困惑。教学资源准备1.教材：确保每位学生都有本节课所需的教材，包括专题三主题二单元教学案例7的相关内容。

2.辅助材料：准备与教学内容相关的图片、图表、视频等多媒体资源，以便更直观地展示基因工程的基本概念、原理和操作步骤。

3.实验器材：如果涉及实验，提前准备实验器材，如DNA提取试剂盒、PCR仪器、重组载体构建试剂等，并确保实验器材的完整性和安全性。

4.教室布置：根据教学需要，布置教室环境，设置分组讨论区和实验操作台，以便学生进行小组讨论和实验操作。教学过程1.导入新课（5分钟）

同学们，大家好！上节课我们学习了基因的基本概念和遗传信息的传递过程，这节课我们将进入专题三主题二的单元教学案例7，以基因工程手段实现干扰素的大量生产。基因工程是一种通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物新的遗传特性的技术。它涉及到基因的克隆、剪切、拼接和转移等过程。通过本节课的学习，我们将了解基因工程的基本概念、原理和操作步骤，并探索基因工程在实际生产中的应用。

2.知识讲解（15分钟）

首先，我们来回顾一下基因工程的基本概念和原理。基因工程是一种通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物新的遗传特性的技术。它涉及到基因的克隆、剪切、拼接和转移等过程。基因工程的应用广泛，包括医药、农业、环境保护等领域。

3.案例分析（15分钟）

现在，让我们来看一个具体的案例，以基因工程手段实现干扰素的大量生产。干扰素是一种重要的免疫调节因子，具有抗病毒、抗肿瘤等多种生物学功能。通过基因工程手段，我们可以将干扰素的基因插入到适当的载体中，然后将重组载体转化到宿主细胞中，通过宿主细胞的表达和分泌，实现干扰素的大量生产。

4.小组讨论（10分钟）

现在，请同学们分成小组，根据我们刚刚学到的基因工程知识和案例内容，讨论以下问题：

1.基因工程在医药领域的应用有哪些？

2.基因工程在农业领域的应用有哪些？

3.基因工程在环境保护领域的应用有哪些？

5.实验操作（15分钟）

1.目的基因的获取：通过PCR扩增获得干扰素基因。

2.载体的选择和构建：选择适当的载体，将干扰素基因插入到载体中，构建重组载体。

3.重组载体的转化：将重组载体转化到宿主细胞中，可以通过化学方法或电转化等手段。

4.转化细胞的筛选和鉴定：筛选和鉴定转化成功的细胞，进行表达和分泌。

6.总结与评价（5分钟）

7.作业布置

请同学们课后完成以下作业：

1.根据本节课的学习内容，总结基因工程的基本概念、原理和操作步骤。

2.结合小组讨论的结果，撰写一篇关于基因工程应用的短文，可以是医药、农业或环境保护领域的一个案例。

3.针对实验操作，撰写一份实验报告，包括实验步骤、结果和分析。知识点梳理1.基因工程的基本概念：基因工程是一种通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物新的遗传特性的技术。它涉及到基因的克隆、剪切、拼接和转移等过程。

2.基因工程的原理：基因工程的原理基于分子生物学中的DNA重组技术，通过特定的酶切酶识别和切割DNA分子的特定序列，然后通过DNA连接酶将目的基因与载体DNA连接，形成重组DNA。

3.基因工程的操作步骤：基因工程的操作步骤包括目的基因的获取、载体的选择和构建、重组载体的转化和筛选等。目的基因可以通过PCR扩增、基因文库筛选等方法获取。载体是用来携带目的基因的DNA分子，常用的载体有质粒、噬菌体和人工染色体等。重组载体的转化可以通过化学方法或电转化等手段将重组DNA导入宿主细胞中。筛选和鉴定转化成功的细胞，可以通过标记基因、表达产物分析等方法进行。

4.基因工程的应用：基因工程在医药领域有广泛应用，如生产重组蛋白药物、基因治疗等。在农业领域，基因工程可以用于培育转基因作物、抗虫植物等。此外，基因工程还在环境保护领域有应用，如生物降解污染物质、生物传感器检测污染物等。

5.干扰素的基因工程生产：干扰素是一种重要的免疫调节因子，通过基因工程手段可以大量生产。首先，通过PCR扩增获得干扰素基因。然后，选择适当的载体，将干扰素基因插入到载体中，构建重组载体。接着，将重组载体转化到宿主细胞中，可以通过化学方法或电转化等手段。最后，筛选和鉴定转化成功的细胞，进行表达和分泌。

6.基因工程的伦理问题：基因工程在带来巨大利益的同时，也引发了一些伦理问题。例如，转基因作物的种植可能对环境和生态系统产生影响，转基因技术的应用可能引发生物安全风险，基因编辑技术的使用可能涉及伦理道德底线等。因此，在进行基因工程研究和应用时，需要充分考虑和评估伦理问题，并建立相应的法律法规和监管机制。板书设计1.基因工程的基本概念：

-定义：通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物新的遗传特性的技术。

-过程：基因的克隆、剪切、拼接和转移等。

2.基因工程的原理：

-基于DNA重组技术。

-酶切酶识别和切割DNA分子的特定序列。

-DNA连接酶将目的基因与载体DNA连接。

3.基因工程的操作步骤：

-目的基因的获取：PCR扩增、基因文库筛选等。

-载体的选择和构建：质粒、噬菌体、人工染色体等。

-重组载体的转化：化学方法、电转化等。

-筛选和鉴定转化成功的细胞：标记基因、表达产物分析等。

4.基因工程的应用：

-医药领域：重组蛋白药物、基因治疗等。

-农业领域：转基因作物、抗虫植物等。

-环境保护领域：生物降解污染物质、生物传感器检测污染物等。

5.干扰素的基因工程生产：

-PCR扩增获得干扰素基因。

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