高中生物《基因工程的基本操作程序》教学实录7 新人教版选修3

高中生物《基因工程的基本操作程序》教学实录7新人教版选修3课题：科目：班级：课时：计划1课时教师：单位：一、教学内容高中生物《基因工程的基本操作程序》教学实录7新人教版选修3

本节课内容围绕基因工程的基本操作程序展开，主要包括基因工程的工具酶、目的基因的获取、基因表达载体的构建以及基因工程的实施。具体内容包括：限制酶的特性和作用，DNA连接酶的作用原理，目的基因的获取方法，基因表达载体的构建步骤，以及基因工程的实施过程。二、核心素养目标1.培养学生的科学探究能力，通过实验操作理解基因工程的基本操作程序。

2.提升学生的科学思维能力，学会分析基因工程中各步骤的逻辑关系。

3.增强学生的社会责任感，认识到基因工程在生物技术领域的应用及其对社会的影响。三、重点难点及解决办法重点：基因表达载体的构建过程及其各步骤的逻辑关系。

难点：目的基因的获取方法和基因表达载体的构建原理。

解决办法：

1.通过实验演示和小组讨论，帮助学生理解基因表达载体的构建过程。

2.结合具体实例，引导学生分析目的基因的获取方法，如PCR扩增、基因克隆等。

3.利用模型或图示，帮助学生可视化基因表达载体的构建原理，强化理解。

4.安排学生参与模拟实验，通过实践操作突破构建过程中的难点。

5.鼓励学生提问，通过课堂讨论和解答疑问，共同解决学习中的难点问题。四、教学方法与手段教学方法：

1.讲授法：系统讲解基因工程的基本操作程序，确保学生掌握核心概念。

2.讨论法：组织学生围绕目的基因的获取和基因表达载体的构建进行小组讨论，培养批判性思维。

3.实验法：通过模拟实验，让学生亲自动手操作，加深对基因工程操作程序的理解。

教学手段：

1.多媒体演示：利用PPT展示基因工程操作流程图，直观展示操作步骤。

2.互动软件：使用教学软件进行虚拟实验，让学生在虚拟环境中体验基因工程操作。

3.实物模型：展示基因工程相关工具和载体的实物模型，帮助学生建立空间概念。五、教学过程一、导入新课

（教师）同学们，大家好！今天我们来学习《基因工程的基本操作程序》这一章节。在上一节课中，我们了解了基因工程的定义和意义，今天我们将深入探讨基因工程的具体操作步骤。

（学生）老师，基因工程听起来很神奇，我们都很期待学习。

二、新课讲授

1.基因工程的工具酶

（教师）首先，我们来了解一下基因工程的工具酶。这些工具酶在基因工程中扮演着至关重要的角色。

（学生）什么是工具酶呢？

（教师）工具酶是一类特殊的酶，它们可以切割、连接或复制DNA分子。在基因工程中，常用的工具酶有限制酶、DNA连接酶和DNA聚合酶。

（学生）老师，限制酶是如何工作的呢？

（教师）限制酶可以识别特定的DNA序列，并在这些序列上切割DNA分子。这样，我们就可以根据需要获取特定的基因片段。

2.目的基因的获取

（教师）接下来，我们探讨一下目的基因的获取方法。目的基因是指我们想要研究的基因。

（学生）获取目的基因有哪些方法呢？

（教师）获取目的基因的方法有很多，比如PCR扩增、基因克隆等。

（学生）PCR扩增是什么意思呢？

（教师）PCR扩增是一种在体外大量复制特定DNA片段的技术。通过PCR扩增，我们可以得到大量的目的基因。

3.基因表达载体的构建

（教师）现在，我们来学习基因表达载体的构建。基因表达载体是携带目的基因的载体，它可以将目的基因导入宿主细胞。

（学生）基因表达载体的构建步骤有哪些呢？

（教师）基因表达载体的构建主要包括以下几个步骤：设计载体、制备目的基因、连接目的基因和载体、转化宿主细胞等。

（学生）老师，连接目的基因和载体是什么意思呢？

（教师）连接目的基因和载体是指将目的基因与载体DNA分子连接起来，形成基因表达载体。

4.基因工程的实施

（教师）最后，我们来了解一下基因工程的实施过程。基因工程的实施包括以下几个步骤：目的基因的导入、基因表达和基因调控。

（学生）基因工程的实施需要注意什么呢？

（教师）在基因工程的实施过程中，我们需要注意以下几点：选择合适的宿主细胞、优化培养条件、监控基因表达等。

三、课堂讨论

（教师）同学们，刚才我们学习了基因工程的基本操作程序，现在请你们分成小组，讨论以下问题：

1.基因工程在生物技术领域的应用有哪些？

2.基因工程在医学、农业和环境保护等方面有哪些贡献？

3.基因工程在伦理和安全性方面有哪些问题？

（学生）我们小组讨论了一下，基因工程在生物技术领域的应用非常广泛，比如基因治疗、转基因作物等。

四、实验演示

（教师）为了让大家更直观地了解基因工程的基本操作程序，下面我将进行实验演示。

（学生）老师，我们都很期待看到实验演示。

五、课堂小结

（教师）同学们，今天我们学习了基因工程的基本操作程序，包括工具酶、目的基因的获取、基因表达载体的构建和基因工程的实施。希望大家通过这节课的学习，能够对基因工程有一个更深入的了解。

（学生）老师，我们学到了很多知识，对基因工程有了更全面的了解。

六、课后作业

（教师）请同学们完成以下课后作业：

1.查阅资料，了解基因工程在生物技术领域的应用案例。

2.思考基因工程在伦理和安全性方面的问题，并提出自己的观点。

（学生）好的，老师，我们一定会认真完成作业。六、学生学习效果学生学习效果主要体现在以下几个方面：

1.知识掌握情况

-学生能够列举出常用的工具酶及其作用，如限制酶、DNA连接酶和DNA聚合酶等。

-学生能够详细解释PCR扩增、基因克隆等目的基因获取方法的原理和步骤。

-学生能够描述基因表达载体的构建过程，包括设计载体、制备目的基因、连接目的基因和载体、转化宿主细胞等步骤。

-学生能够阐述基因工程的实施过程，包括目的基因的导入、基因表达和基因调控等环节。

2.能力提升情况

本节课的教学旨在培养学生的科学探究能力、科学思维能力和社会责任感。学生在学习过程中取得以下能力提升：

-科学探究能力：通过实验演示和模拟实验，学生能够主动探索基因工程的基本操作程序，培养实验操作技能和观察能力。

-科学思维能力：通过课堂讨论和案例分析，学生能够分析基因工程在生物技术领域的应用及其对社会的影响，提高批判性思维和问题解决能力。

-社会责任感：学生认识到基因工程在医学、农业和环境保护等方面的贡献，同时关注其伦理和安全性问题，增强社会责任感。

3.学习兴趣和主动性

本节课的教学方法丰富多样，如讲授法、讨论法、实验法等，激发了学生的学习兴趣和主动性。具体表现在以下几个方面：

-学生积极参与课堂讨论，提出问题和观点，展示出对知识的渴望。

-学生主动查阅资料，了解基因工程在生物技术领域的应用案例，拓展知识面。

-学生在课后作业中，认真思考基因工程的伦理和安全性问题，提出自己的观点。

4.实践能力培养

本节课的教学注重培养学生的实践能力，通过实验演示和模拟实验，学生能够亲自动手操作，提高实验技能。具体表现在以下几个方面：

-学生能够熟练操作实验仪器，如PCR扩增仪、电泳仪等。

-学生能够根据实验步骤进行实验操作，如DNA提取、PCR扩增、电泳分析等。

-学生能够分析实验结果，得出结论，提高实验报告撰写能力。七、课后作业1.实验设计题

题目：设计一个实验方案，以证明限制酶在基因工程中的作用。

答案：实验方案如下：

a.准备含有待切割DNA片段的样本。

b.选取一种限制酶，按照说明书进行酶切反应。

c.使用电泳技术分析酶切后的DNA片段，观察是否出现预期的片段长度。

d.与未进行酶切的DNA样本进行对比，验证限制酶切割DNA片段的效果。

2.应用分析题

题目：分析基因工程在医学领域中的应用案例，并阐述其意义。

答案：案例：基因治疗

意义：

a.基因治疗可以用于治疗遗传性疾病，如镰状细胞贫血、囊性纤维化等。

b.基因治疗可以帮助患者修复受损的基因，提高治愈率。

c.基因治疗具有潜在的治疗潜力，为一些疑难杂症提供了新的治疗方案。

3.逻辑推理题

题目：如果一种限制酶只能识别并切割特定的碱基序列，那么该酶在基因工程中有什么作用？

答案：这种限制酶在基因工程中可以用于识别和切割特定的基因片段，从而帮助我们获取目的基因，为构建基因表达载体提供基础。

4.案例分析题

题目：分析转基因作物在农业领域的应用，并讨论其可能带来的影响。

答案：案例：转基因抗虫棉花

影响：

a.转基因抗虫棉花可以减少农药的使用，降低环境污染。

b.转基因抗虫棉花可以提高农作物的产量和品质。

c.转基因抗虫棉花可能对生态环境和生物多样性产生潜在影响。

5.综合应用题

题目：结合所学知识，讨论基因工程在环境保护领域的应用前景。

答案：基因工程在环境保护领域的应用前景包括：

a.通过基因工程改造生物，提高其降解环境污染物的能力，如降解石油污染、处理有机废物等。

b.利用基因工程技术培育抗病虫害、耐逆境的植物，提高生态环境的稳定性。

c.通过基因工程修复受损生态系统，如恢复湿地、治理沙漠化等。八、教学反思与总结今天这节课，我们学习了基因工程的基本操作程序，这可是个挺有意思的话题。回过头来看，我觉得有几个地方做得还不错，但也有些地方可以改进。

首先，我觉得课堂上的互动挺积极的。看到同学们对基因工程这么感兴趣，我挺高兴的。我们通过讨论、实验演示和案例分析，让大家对基因工程的操作步骤有了更直观的认识。不过，我发现有些同学在讨论的时候，还是有点害羞，不太敢发言。这可能是因为他们对这个领域的知识还不够熟悉，或者是对自己的表达能力不太自信。所以，我打算在今后的教学中，多创造一些机会，让大家能够更加大胆地表达自己的观点。

然后，我在实验演示部分，用了模拟实验的方式，让同学们在虚拟环境中体验基因工程的操作。这个方法挺受大家欢迎的，因为它既安全又直观。不过，我也发现有些同学在操作过程中，对一些细节不太注意，比如DNA连接酶的使用浓度、电泳的电压设置等。这说明我在实验指导方面还需要更加细致，确保每个同学都能掌握正确的操作步骤。

在教学策略上，我尝试了多种教学方法，比如讲授法、讨论法和实验法，效果还是不错的。同学们在课堂上参与度很高，这说明多样化的教学方法能够激发学生的学习兴趣。但是，我也注意到，有些同学在讨论过程中，对一些复杂的概念理解起来比较吃力。这可能是因为他们的基础知识还不够扎实。所以，我会在今后的教学中，更加注重基础知识的巩固，同时也要适当提高教学难度，让同学们能够挑战自我。

至于学生的收获和进步，我觉得还是蛮明显的。大家不仅掌握了基因工程的基本操作程序，还对基因工程在各个领域的应用有了更深入的了解。在情感态度方面，同学们对科学探索的热情也有所提高，这让我感到非常欣慰。

当然，也存在一些问题和不足。比如，课堂管理上，有时候我会发现个别同学注意力不集中，这可能会影响到整个课堂的氛围。我需要找到更好的方法来维持课堂纪律，确保每个同学都能专心听讲。

最后，我想说，教学是一个不断学习和进步的过程。我会虚心接受大家的反馈，不断调整和完善我的教学方法，为同学们提供更好的学习体验。希望我们共同努力，让生物课堂变得更加生动有趣，让科学知识真正走进同学们的心中。板书设计①基因工程的基本操作程序

-工具酶：限制酶、DNA连接酶、DNA聚合酶

-目的基因获取：PCR扩增、基因克隆

-基因表达载体构建：载体设计、目的基因制备、连接、转化

-基因工程实施：目的基因导入、基因表达、基因调控

②常用工具酶的特性

-限制酶：识别特定序列，切割DNA

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