3.1 基因工程的誕生和發(fā)展教學設計-2023-2024學年高二下學期生物人教版（2019）選擇性必修3

3.1基因工程的誕生和發(fā)展教學設計-2023-2024學年高二下學期生物人教版（2019）選擇性必修3科目授課時間節(jié)次--年—月—日（星期——）第—節(jié)指導教師授課班級、授課課時授課題目（包括教材及章節(jié)名稱）3.1基因工程的誕生和發(fā)展教學設計-2023-2024學年高二下學期生物人教版（2019）選擇性必修3教學內容分析本節(jié)課主要教學內容來源于人教版（2019）選擇性必修3第3章第1節(jié)，主要涉及基因工程的誕生和發(fā)展。具體內容包括：

1.基因工程的定義和基本原理。

2.基因工程的發(fā)展歷程，包括重組DNA技術、基因文庫技術、基因芯片技術等。

3.基因工程在農業(yè)、醫(yī)藥、環(huán)境保護等領域的應用。

教學內容與學生已有知識的聯(lián)系：

1.基因工程的定義和基本原理與學生之前學習的DNA結構和功能、遺傳信息的傳遞等知識緊密相關。

2.基因工程的發(fā)展歷程與學生之前學習的分子生物學發(fā)展史相關聯(lián)。

3.基因工程的應用領域與學生之前學習的生物技術和生物工程知識相銜接。教學目標1.知識目標：學生能夠理解基因工程的定義和基本原理，掌握基因工程的發(fā)展歷程和應用領域，了解基因工程技術在實際生活中的應用。

2.能力目標：學生能夠通過實驗或案例分析，運用基因工程技術解決實際問題，提高分析和解決問題的能力。

3.情感目標：學生能夠對基因工程的發(fā)展和應用產生濃厚的興趣，培養(yǎng)對科技發(fā)展的敏感性和對生物技術的認識，增強對科技在生活中的重要性的理解。

4.素養(yǎng)目標：學生能夠通過學習基因工程，培養(yǎng)科學探究的精神，提高科學素養(yǎng)，了解科技對人類社會發(fā)展的影響。

5.價值觀目標：學生能夠認識到基因工程技術在解決人類健康、農業(yè)、環(huán)境保護等方面的重要作用，培養(yǎng)對科學和技術的尊重和理解，提高對科技倫理的認識。教學難點與重點1.教學重點

（1）基因工程的定義和基本原理：本節(jié)課需要明確基因工程的定義，即通過人工方式將目的基因插入載體或通過載體將目的基因轉移到宿主細胞中，使其在宿主細胞中表達出特定的產物。同時，需要掌握基因工程的基本原理，包括基因克隆、基因表達和基因編輯等。

（2）基因工程的發(fā)展歷程：本節(jié)課需要了解基因工程的發(fā)展歷程，包括重組DNA技術、基因文庫技術、基因芯片技術等。此外，還需要了解這些技術的發(fā)展對基因工程的影響和意義。

（3）基因工程的應用領域：本節(jié)課需要掌握基因工程在農業(yè)、醫(yī)藥、環(huán)境保護等領域的應用，如轉基因作物、基因治療、基因檢測等。同時，需要了解這些應用對人類生活的影響和意義。

2.教學難點

（1）基因工程的定義和基本原理：本節(jié)課的難點在于理解基因工程的定義和基本原理，尤其是基因克隆、基因表達和基因編輯等概念。這些概念較為抽象，學生可能難以理解。

（2）基因工程的發(fā)展歷程：本節(jié)課的難點在于了解基因工程的發(fā)展歷程，包括各種技術的出現(xiàn)和發(fā)展。這些技術的發(fā)展較快，學生可能難以跟上。

（3）基因工程的應用領域：本節(jié)課的難點在于掌握基因工程在農業(yè)、醫(yī)藥、環(huán)境保護等領域的應用。這些應用涉及多個學科，學生可能難以全面掌握。

（4）基因編輯技術：本節(jié)課需要了解基因編輯技術，如CRISPR/Cas9。這些技術較為復雜，學生可能難以理解。

（5）基因工程的應用案例：本節(jié)課需要通過案例分析，了解基因工程的應用。這些案例可能較為復雜，學生可能難以理解。

（6）基因工程的倫理問題：本節(jié)課需要了解基因工程的倫理問題，如基因編輯、基因治療等。這些倫理問題較為復雜，學生可能難以理解。

（7）基因工程的實驗操作：本節(jié)課需要了解基因工程的實驗操作，如PCR、克隆等。這些實驗操作可能較為復雜，學生可能難以理解。

（8）基因工程與生物信息學：本節(jié)課需要了解基因工程與生物信息學的關系，如基因序列的分析和預測。這些知識可能較為復雜，學生可能難以理解。

（9）基因工程與生物技術的區(qū)別：本節(jié)課需要了解基因工程與生物技術的區(qū)別，如基因工程的原理和技術特點。這些區(qū)別可能較為復雜，學生可能難以理解。

（10）基因工程與生物安全的聯(lián)系：本節(jié)課需要了解基因工程與生物安全的聯(lián)系，如轉基因作物的安全性和影響。這些聯(lián)系可能較為復雜，學生可能難以理解。教學方法與策略1.教學方法

（1）講授：本節(jié)課采用講授法，教師通過講解和闡述基因工程的定義、基本原理、發(fā)展歷程和應用領域，幫助學生理解和掌握相關知識。

（2）討論：教師組織學生進行小組討論，討論基因工程的應用案例、倫理問題等，促進學生之間的互動和思考。

（3）案例研究：教師提供基因工程在實際應用中的案例，如基因治療、轉基因作物等，引導學生進行分析和學習。

（4）項目導向學習：教師組織學生進行項目導向學習，如設計一個基因工程項目的方案，培養(yǎng)學生的實踐能力和創(chuàng)新思維。

2.教學活動

（1）角色扮演：教師安排學生進行角色扮演，模擬基因工程項目的研發(fā)和實施過程，提高學生的參與度和興趣。

（2）實驗：教師組織學生進行基因工程的實驗操作，如PCR、克隆等，讓學生親身體驗基因工程的過程。

（3）游戲：教師設計基因工程相關的游戲，如基因拼圖、基因編輯等，增加學生的互動和趣味性。

（4）小組合作：教師組織學生進行小組合作，共同完成基因工程的項目任務，培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作能力。

3.教學媒體和資源

（1）PPT：教師使用PPT展示基因工程的相關圖片、圖表和案例，幫助學生理解和記憶。

（2）視頻：教師播放基因工程的實驗操作視頻，讓學生直觀地了解基因工程的過程。

（3）在線工具：教師使用在線工具，如基因編輯軟件、生物信息學分析工具等，幫助學生進行基因工程的實際操作。

（4）書籍和文獻：教師推薦相關的書籍和文獻，供學生進行深入學習和研究。教學流程1.導入新課（約5分鐘）

（1）激發(fā)興趣：通過播放一段關于基因編輯技術的新聞報道，讓學生了解基因工程在現(xiàn)實生活中的應用和影響。

（2）回顧舊知：回顧之前學習過的DNA結構和功能、遺傳信息的傳遞等知識，為學習基因工程奠定基礎。

2.呈現(xiàn)新知（約15分鐘）

（1）講解新知：詳細講解基因工程的定義、基本原理、發(fā)展歷程和應用領域。

（2）舉例說明：通過具體的案例，如基因治療、轉基因作物等，幫助學生理解基因工程的應用和意義。

（3）互動探究：引導學生進行小組討論，分析基因工程在實際生活中的影響和作用。

3.實踐操作（約10分鐘）

（1）學生活動：讓學生分組進行實驗操作，如PCR、克隆等，親身體驗基因工程的過程。

（2）教師指導：及時給予學生指導和幫助，解答學生在實驗過程中遇到的問題。

4.總結反饋（約5分鐘）

（1）總結要點：回顧本節(jié)課的主要知識點，強調基因工程的定義、基本原理、發(fā)展歷程和應用領域。

（2）學生反饋：鼓勵學生分享自己在實驗和討論中的收獲和體會，總結自己的學習成果。

（3）作業(yè)布置：布置相關的課后作業(yè)，如閱讀文獻、撰寫報告等，鞏固所學知識。教學資源拓展1.拓展資源

（1）課外書籍：推薦學生閱讀《基因工程：原理、技術與應用》（張冬梅編著）和《基因工程實驗教程》（楊勝利編著）等書籍，深入了解基因工程的原理和應用。

（2）網絡資源：推薦學生訪問中國科學院、中國生物技術發(fā)展中心等官方網站，獲取最新的基因工程研究動態(tài)和技術進展。

（3）實踐基地：組織學生參觀基因工程實驗室、生物技術公司等實踐基地，親身體驗基因工程的實際應用和操作。

2.拓展建議

（1）閱讀指定書籍：要求學生在課外時間閱讀推薦的書籍，完成讀書筆記，加深對基因工程的理解。

（2）參加在線課程：鼓勵學生參加國內外在線基因工程課程，如Coursera、edX等平臺上的相關課程，拓寬知識面。

（3）參觀實踐基地：組織學生參觀基因工程實驗室、生物技術公司等實踐基地，讓學生親身體驗基因工程的實際應用和操作。

（4）開展研究性學習：鼓勵學生開展基因工程相關的研究性學習，如設計基因編輯實驗、研究基因工程在特定領域的應用等。

（5）參加學術活動：組織學生參加基因工程相關的學術活動，如學術講座、研討會等，提高學生的學術素養(yǎng)和交流能力。

（6）撰寫論文：鼓勵學生撰寫基因工程相關的論文，發(fā)表在學術期刊或會議上，提高學生的學術水平和研究能力。作業(yè)布置與反饋作業(yè)布置：

1.閱讀理解：要求學生閱讀一篇關于基因工程的最新研究論文，并回答以下問題：論文的主要研究內容是什么？使用了哪些基因工程技術？這些技術的原理是什么？論文的結論是什么？你認為這項研究對基因工程的發(fā)展有何意義？

2.實驗設計：要求學生設計一個基因工程實驗，包括實驗目的、實驗材料、實驗步驟和預期結果。

3.案例分析：要求學生分析一個基因工程應用案例，包括案例的背景、技術原理、應用效果和可能存在的問題。

4.概念辨析：要求學生區(qū)分基因工程與生物技術、基因編輯與基因治療等概念，并解釋它們的區(qū)別。

5.倫理思考：要求學生思考基因工程在倫理方面的爭議，如基因編輯、基因治療等，并提出自己的觀點。

作業(yè)反饋：

1.閱讀理解：批改學生的閱讀理解作業(yè)，檢查學生對論文內容的掌握程度，指出學生回答問題時的錯誤和不足，并提供正確的答案和解釋。

2.實驗設計：評價學生的實驗設計作業(yè)，檢查實驗設計的合理性和可行性，指出存在的問題并提供改進建議。

3.案例分析：批改學生的案例分析作業(yè)，檢查學生對案例的分析和思考，指出學生分析中的不足和錯誤，并提供正確的分析和解釋。

4.概念辨析：評價學生的概念辨析作業(yè)，檢查學生對概念的理解和區(qū)分，指出學生辨析中的錯誤和不足，并提供正確的概念辨析和解釋。

5.倫理思考：批改學生的倫理思考作業(yè)，檢查學生對倫理問題的思考和觀點，指出學生思考中的不足和錯誤，并提供正確的倫理思考和觀點。板書設計1.基因工程的定義與基本原理

-基因工程的定義：人工方式將目的基因插入載體或通過載體將目的基因轉移到宿主細胞中

-基因工程的基本原理：基因克隆、基因表達和基因編輯

2.基因工程的發(fā)展歷程

-重組DNA技術的出現(xiàn)：1973年

-基因文庫技術的應用：1980年代

-基因芯片技術的發(fā)展：1990年代

3.基因工程的應用領域

-農業(yè)：轉基因作物、基因改良

-醫(yī)藥：基因治療、基因藥物

-環(huán)境保護：生物降解、生物修復

4.基因工程的技術應用

-PCR技術：基因擴增

-克隆技術：基因克隆

-基因編輯技術：CRISPR/Cas9

5.基因工程的倫理與安全

-基因編輯的