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说课稿 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说课稿新人教版选修3授课内容授课时数授课班级授课人数授课地点授课时间教学内容本节课内容选自新人教版选修3《专题1基因工程》第1课时，主要围绕“目的基因获取和基因表达载体的构建”展开。教材通过介绍目的基因的获取方法、基因表达载体的构建原理及方法，引导学生掌握基因工程的基本操作流程，为后续学习基因工程的应用奠定基础。核心素养目标培养学生生物学实验操作技能，提高学生分析问题、解决问题的能力；增强学生科学探究精神，培养学生运用科学方法进行思维的习惯；激发学生关注生物科技在生活中的应用，培养学生科学态度和社会责任感。通过本节课的学习，使学生认识到基因工程在生物科技领域的重大意义，激发学生对生物科学的兴趣。教学难点与重点1.教学重点，

①理解目的基因的获取方法，包括从基因文库中获取、PCR技术扩增和人工合成等方法；

②掌握基因表达载体的构建原理，包括载体选择、目的基因插入和载体鉴定等步骤；

③理解基因表达载体的功能，包括启动子、终止子和标记基因等元件的作用。

2.教学难点，

①目的基因的获取过程中，如何确保目的基因的纯度和完整性；

②基因表达载体的构建中，如何精确地将目的基因插入到载体中，避免插入错误或缺失；

③在基因表达载体的构建过程中，如何解决基因插入后可能发生的同源重组等问题；

④理解并分析基因表达载体的稳定性、复制和表达效率等关键因素对实验结果的影响。教学方法与手段教学方法：

1.讲授法：结合多媒体课件，系统讲解目的基因获取和基因表达载体的构建原理，帮助学生建立知识框架。

2.讨论法：引导学生针对目的基因获取和载体构建的难点进行小组讨论，培养学生的批判性思维和合作能力。

3.实验法：通过模拟实验操作，让学生亲身体验基因工程的基本步骤，提高实践操作技能。

教学手段：

1.多媒体课件：展示基因工程相关图片、视频，增强教学的直观性和趣味性。

2.实验操作视频：播放实验操作步骤，指导学生正确进行实验操作。

3.互动平台：利用在线教学平台，进行课堂提问、作业提交和在线讨论，提高教学互动性和效率。教学过程一、导入新课

（老师）同学们，我们之前学习了遗传信息的传递和表达，了解了基因是生物体遗传的基本单位。今天，我们将进一步探索基因工程领域，揭开基因操作的秘密。请大家翻开课本，我们一起开始今天的探索之旅。

二、目的基因的获取

（老师）首先，我们来探讨如何获取目的基因。请大家阅读课本P10页，找出获取目的基因的几种方法。同学们，你们能分享一下你们了解到的获取目的基因的方法吗？

（学生）老师，我了解到可以从基因文库中获取目的基因，也可以通过PCR技术扩增目的基因，还有人工合成方法。

（老师）非常好，同学们。获取目的基因的方法主要有三种：从基因文库中获取、PCR技术扩增和人工合成。下面，我们分别对这三种方法进行详细讲解。

1.基因文库的构建

（老师）首先，我们来看看基因文库的构建。基因文库是包含某一生物体全部或部分基因的集合。构建基因文库的方法有哪些呢？

（学生）老师，我了解到构建基因文库的方法有：cDNA文库、基因组文库和部分基因文库。

（老师）正确。构建基因文库的方法主要包括cDNA文库、基因组文库和部分基因文库。每种文库都有其特点和适用范围。

2.PCR技术扩增

（老师）接下来，我们来探讨PCR技术扩增目的基因。PCR技术是一种体外扩增DNA片段的方法，具有高效、特异和灵敏等优点。那么，PCR技术是如何进行目的基因扩增的呢？

（学生）老师，我知道PCR技术包括变性、复性和延伸三个步骤。

（老师）没错，PCR技术包括变性、复性和延伸三个步骤。在这个过程中，我们需要设计合适的引物，以确保扩增的目的基因片段。

3.人工合成

（老师）最后，我们来了解一下人工合成目的基因。人工合成方法主要包括化学合成和酶促合成。化学合成是通过化学试剂合成目的基因，而酶促合成则是利用酶催化DNA合成反应。同学们，你们认为哪种方法更适合合成目的基因呢？

（学生）老师，我觉得酶促合成方法更好，因为它更接近生物体的自然合成过程。

（老师）很好，同学们。人工合成方法中，酶促合成确实更接近生物体的自然合成过程。

三、基因表达载体的构建

（老师）接下来，我们来探讨基因表达载体的构建。基因表达载体是将目的基因导入宿主细胞并实现表达的载体。构建基因表达载体主要包括哪些步骤呢？

（学生）老师，我知道构建基因表达载体主要包括选择载体、插入目的基因和鉴定载体等步骤。

（老师）正确。构建基因表达载体主要包括选择载体、插入目的基因和鉴定载体等步骤。下面，我们分别对这些步骤进行详细讲解。

1.选择载体

（老师）首先，我们来探讨如何选择合适的载体。载体是基因表达载体的核心，它需要具备哪些条件呢？

（学生）老师，我了解到载体需要具备复制起点、选择标记和启动子等元件。

（老师）没错，载体需要具备复制起点、选择标记和启动子等元件。这些元件对于基因表达载体的功能至关重要。

2.插入目的基因

（老师）接下来，我们来探讨如何将目的基因插入到载体中。在这个过程中，我们需要注意哪些问题呢？

（学生）老师，我知道在插入目的基因的过程中，需要注意避免插入错误或缺失。

（老师）正确。在插入目的基因的过程中，我们需要确保目的基因的完整性和准确性，避免插入错误或缺失。

3.鉴定载体

（老师）最后，我们来探讨如何鉴定载体。鉴定载体是确保基因表达载体构建成功的重要环节。那么，鉴定载体有哪些方法呢？

（学生）老师，我知道鉴定载体可以通过分子生物学技术，如DNA测序、PCR和Southernblot等方法。

（老师）没错，鉴定载体可以通过分子生物学技术，如DNA测序、PCR和Southernblot等方法。这些方法可以帮助我们确认载体的构建是否成功。

四、课堂小结

（老师）今天，我们学习了目的基因的获取和基因表达载体的构建。同学们，你们能总结一下今天所学内容的关键点吗？

（学生）老师，今天我们学习了获取目的基因的三种方法，包括基因文库、PCR技术和人工合成；还学习了基因表达载体的构建过程，包括选择载体、插入目的基因和鉴定载体。

（老师）非常好，同学们。今天我们学习了基因工程领域的基本操作，希望大家能够将这些知识运用到实际生活中，为我国生物科技事业贡献力量。

五、布置作业

（老师）今天的作业如下：

1.阅读课本P12页，思考基因工程在农业、医学和环境领域的应用。

2.查阅资料，了解一种基因工程技术的最新研究进展，并撰写一篇简短的报告。

六、课堂反思

（老师）同学们，今天的课程到这里就结束了。希望大家能够认真完成作业，巩固所学知识。同时，我也希望大家能够提出宝贵的意见和建议，以便我改进教学。

七、下课

（老师）同学们，今天的课程到此结束，下课！知识点梳理1.目的基因的获取

1.1目的基因的来源：细胞内（基因组DNA、cDNA）、细胞外（基因文库）

1.2基因文库的类型：基因组文库、cDNA文库、部分基因文库

1.3获取目的基因的方法：

-从基因文库中获取：包括直接克隆和筛选

-PCR技术扩增：通过设计特异性引物，扩增目的基因片段

-人工合成：化学合成和酶促合成，用于无法通过传统方法获取的基因

2.基因表达载体的构建

2.1基因表达载体的组成：载体、目的基因、启动子、终止子、标记基因等

2.2载体的选择：根据目的基因的特点和宿主细胞的特性选择合适的载体

2.3目的基因的插入：

-克隆载体：常用的载体类型，如质粒、噬菌体、人工染色体等

-插入位点：选择合适的位置插入目的基因，避免插入错误或缺失

-重组酶：限制性内切酶和DNA连接酶，用于构建重组DNA分子

3.基因表达载体的鉴定

3.1鉴定目的基因：

-Southernblot：检测目的基因是否成功插入载体

-PCR：检测目的基因的存在和大小

-DNA测序：验证目的基因的序列和完整性

3.2鉴定载体：

-检测载体上的标记基因是否表达

-Southernblot或PCR检测载体上的启动子、终止子等元件

4.基因表达载体的应用

4.1基因克隆和表达：用于研究基因功能、蛋白质结构和功能

4.2基因治疗：将正常基因导入有缺陷的细胞中，治疗遗传性疾病

4.3转基因生物：通过基因工程改良作物和家畜，提高产量和抗逆性

5.基因工程的安全性

5.1基因污染：转基因生物对环境的影响

5.2转基因生物的食品安全问题

5.3遗传伦理问题：基因工程对人类基因组的潜在影响

6.基因工程的伦理和法律问题

6.1人类基因组的基因编辑：涉及遗传伦理、隐私保护等问题

6.2生物武器的开发：基因工程可能被用于制造生物武器

6.3基因专利：基因工程产品的专利权和知识产权保护教学反思与改进教学反思与改进是每一位教师不断提升教学水平的重要环节。回顾今天这节课，我觉得有几个方面值得反思和改进。

首先，我发现课堂上的互动性还有待加强。虽然我尽量引导学生参与讨论，但部分学生似乎还是显得有些被动。这可能是因为他们对基因工程这个话题还不够熟悉，或者是对课堂讨论的形式不太适应。为了提高学生的参与度，我计划在未来的教学中，提前布置一些与课程内容相关的背景资料，让学生在课前进行预习，这样他们就能带着问题来上课，参与讨论时也会更加积极。

其次，我发现有些学生对基因表达载体的构建过程理解不够深入。在讲解这一部分时，我可能过于依赖理论讲解，而忽视了实际操作的演示。为了让学生更好地理解这一复杂的过程，我打算在下一节课中增加实验演示环节，让学生通过观察和动手操作来加深对知识的理解。

再者，我觉得在课堂时间的分配上还可以更加合理。今天在讲解PCR技术扩增目的基因时，由于学生提出了一些问题，导致这部分内容讲解的时间比预期长了一些，从而压缩了后续内容的教学时间。为了避免这种情况，我会在课前对教学内容进行更细致的时间规划，确保每部分内容都有足够的时间进行讲解和讨论。

此外，我注意到在讲解过程中，对于一些关键步骤的细节处理不够清晰。