2024年高中生物 專題1 基因工程 1.2 第1課時(shí) 目的基因獲取和基因表達(dá)載體的構(gòu)建教案 新人教版選修3

2024年高中生物專題1基因工程1.2第1課時(shí)目的基因獲取和基因表達(dá)載體的構(gòu)建教案新人教版選修3科目授課時(shí)間節(jié)次--年—月—日（星期——）第—節(jié)指導(dǎo)教師授課班級(jí)、授課課時(shí)授課題目（包括教材及章節(jié)名稱）2024年高中生物專題1基因工程1.2第1課時(shí)目的基因獲取和基因表達(dá)載體的構(gòu)建教案新人教版選修3教材分析本節(jié)課選自2024年高中生物專題1“基因工程”中的1.2節(jié)，第1課時(shí)“目的基因獲取和基因表達(dá)載體的構(gòu)建”，以新人教版選修3教材為依據(jù)。教材中詳細(xì)介紹了基因工程的基本原理、操作步驟以及基因表達(dá)載體的構(gòu)建方法。本節(jié)課將著重解析目的基因的獲取方法和基因表達(dá)載體的構(gòu)建過(guò)程，通過(guò)實(shí)例分析，使學(xué)生掌握基因工程操作的基本技能，并了解其在生物技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用。內(nèi)容與課本緊密關(guān)聯(lián)，符合高中生物教學(xué)實(shí)際，旨在提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力和科學(xué)思維。核心素養(yǎng)目標(biāo)本節(jié)課旨在培養(yǎng)學(xué)生的生物學(xué)核心素養(yǎng)，特別是科學(xué)探究、生命觀念和科學(xué)思維。通過(guò)學(xué)習(xí)目的基因的獲取和基因表達(dá)載體的構(gòu)建，學(xué)生將能夠：運(yùn)用分子生物學(xué)知識(shí)，理解基因工程在生物技術(shù)中的應(yīng)用，形成科學(xué)的生命觀念；掌握實(shí)驗(yàn)技能，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的基因工程實(shí)驗(yàn)方案，提升科學(xué)探究能力；運(yùn)用邏輯思維分析基因表達(dá)載體構(gòu)建的過(guò)程，培養(yǎng)科學(xué)思維和解決問(wèn)題的能力。教學(xué)過(guò)程中強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)踐相結(jié)合，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，促進(jìn)學(xué)科核心素養(yǎng)的全面發(fā)展。學(xué)情分析本節(jié)課面向的是高中學(xué)生，年級(jí)特點(diǎn)為具備一定的生物學(xué)基礎(chǔ)和邏輯思維能力，但個(gè)體差異較大。在知識(shí)層面，學(xué)生已學(xué)習(xí)過(guò)遺傳學(xué)、分子生物學(xué)等基礎(chǔ)知識(shí)，對(duì)基因的概念、DNA的結(jié)構(gòu)和功能有所了解，這為學(xué)習(xí)基因工程提供了必要的前提。然而，對(duì)于基因工程的具體操作，如目的基因的獲取、基因表達(dá)載體的構(gòu)建等，學(xué)生的理解可能尚淺，需要通過(guò)本節(jié)課的教學(xué)加以深化。

在能力方面，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力和問(wèn)題解決能力參差不齊。部分學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)操作有較高的興趣和積極性，能夠主動(dòng)參與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)分析；但也有部分學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)操作感到陌生，操作技能有待提高。此外，學(xué)生的科學(xué)探究能力有待加強(qiáng)，如何在實(shí)驗(yàn)中觀察、分析、解決問(wèn)題是教學(xué)過(guò)程中的一個(gè)重點(diǎn)。

在素質(zhì)方面，學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新意識(shí)有待提高。他們對(duì)基因工程在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用有一定的認(rèn)識(shí)，但可能缺乏深入了解。通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生將能夠更好地理解基因工程在醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域的重要作用，培養(yǎng)社會(huì)責(zé)任感和倫理觀念。

在行為習(xí)慣方面，高中生已具備一定的自主學(xué)習(xí)能力和合作意識(shí)，有利于開(kāi)展小組討論和實(shí)驗(yàn)探究。但在課堂上，部分學(xué)生可能表現(xiàn)出注意力不集中、學(xué)習(xí)積極性不高等問(wèn)題，這對(duì)課程學(xué)習(xí)產(chǎn)生了一定的影響。因此，在教學(xué)過(guò)程中，教師需要關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，采用多樣化的教學(xué)手段和方法，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

針對(duì)學(xué)生的個(gè)體差異，本節(jié)課將采取以下策略：

1.分層次教學(xué)：針對(duì)不同水平的學(xué)生，設(shè)計(jì)不同難度的教學(xué)任務(wù)和問(wèn)題，使每位學(xué)生都能在原有基礎(chǔ)上得到提高。

2.案例教學(xué)：通過(guò)具體實(shí)例的分析，幫助學(xué)生理解抽象的理論知識(shí)，提高問(wèn)題解決能力。

3.小組合作：鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行小組討論和實(shí)驗(yàn)探究，培養(yǎng)合作精神和團(tuán)隊(duì)意識(shí)。

4.適時(shí)反饋：在教學(xué)過(guò)程中，關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)反饋，及時(shí)調(diào)整教學(xué)策略，提高教學(xué)效果。

5.情境創(chuàng)設(shè)：結(jié)合生活實(shí)際，創(chuàng)設(shè)有趣的情境，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高課堂參與度。教學(xué)資源1.硬件資源：

-生物實(shí)驗(yàn)室

-顯微鏡

-PCR儀器

-電泳設(shè)備

-生物安全柜

-計(jì)算機(jī)及投影設(shè)備

2.軟件資源：

-生物學(xué)科教學(xué)軟件

-基因工程教學(xué)視頻

-基因表達(dá)載體構(gòu)建模擬軟件

3.課程平臺(tái)：

-學(xué)校課程管理系統(tǒng)

-在線學(xué)習(xí)平臺(tái)

4.信息化資源：

-電子教材

-互動(dòng)式教學(xué)PPT

-電子教案

-網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源庫(kù)

5.教學(xué)手段：

-探究式教學(xué)

-小組合作學(xué)習(xí)

-案例分析

-實(shí)驗(yàn)教學(xué)

-互動(dòng)問(wèn)答

-課后在線輔導(dǎo)

6.輔助材料：

-基因工程相關(guān)科普書(shū)籍

-實(shí)驗(yàn)操作手冊(cè)

-學(xué)術(shù)論文摘要（適合高中生閱讀水平）教學(xué)流程（一）課前準(zhǔn)備（預(yù)計(jì)用時(shí)：5分鐘）

學(xué)生預(yù)習(xí)：

發(fā)放預(yù)習(xí)材料，引導(dǎo)學(xué)生提前了解基因工程中目的基因獲取和基因表達(dá)載體構(gòu)建的學(xué)習(xí)內(nèi)容，標(biāo)記出有疑問(wèn)或不懂的地方。設(shè)計(jì)預(yù)習(xí)問(wèn)題，激發(fā)學(xué)生思考，為課堂學(xué)習(xí)相關(guān)內(nèi)容做好準(zhǔn)備。

教師備課：

深入研究教材，明確教學(xué)目標(biāo)和重難點(diǎn)。準(zhǔn)備教學(xué)用具和多媒體資源，確保教學(xué)過(guò)程的順利進(jìn)行。設(shè)計(jì)課堂互動(dòng)環(huán)節(jié)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)基因工程的積極性。

（二）課堂導(dǎo)入（預(yù)計(jì)用時(shí)：3分鐘）

激發(fā)興趣：

回顧舊知：

簡(jiǎn)要回顧上節(jié)課學(xué)習(xí)的遺傳學(xué)和分子生物學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，幫助學(xué)生建立知識(shí)之間的聯(lián)系。提出問(wèn)題，檢查學(xué)生對(duì)舊知的掌握情況，為目的基因獲取和基因表達(dá)載體構(gòu)建新課學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

（三）新課呈現(xiàn)（預(yù)計(jì)用時(shí)：25分鐘）

知識(shí)講解：

清晰、準(zhǔn)確地講解目的基因獲取和基因表達(dá)載體構(gòu)建的知識(shí)點(diǎn)，結(jié)合實(shí)例幫助學(xué)生理解。突出重點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)難點(diǎn)，通過(guò)對(duì)比、歸納等方法幫助學(xué)生加深記憶。

互動(dòng)探究：

設(shè)計(jì)小組討論環(huán)節(jié)，讓學(xué)生圍繞目的基因獲取和基因表達(dá)載體構(gòu)建的問(wèn)題展開(kāi)討論，培養(yǎng)學(xué)生的合作精神和溝通能力。鼓勵(lì)學(xué)生提出自己的觀點(diǎn)和疑問(wèn)，引導(dǎo)學(xué)生深入思考，拓展思維。

技能訓(xùn)練：

總結(jié)歸納：

在新課呈現(xiàn)結(jié)束后，對(duì)目的基因獲取和基因表達(dá)載體構(gòu)建的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行梳理和總結(jié)。強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)和難點(diǎn)，幫助學(xué)生形成完整的知識(shí)體系。

（四）鞏固練習(xí)（預(yù)計(jì)用時(shí)：5分鐘）

隨堂練習(xí)：

隨堂練習(xí)題，讓學(xué)生在課堂上完成，檢查學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握情況。鼓勵(lì)學(xué)生相互討論、互相幫助，共同解決問(wèn)題。

錯(cuò)題訂正：

針對(duì)學(xué)生在隨堂練習(xí)中出現(xiàn)的錯(cuò)誤，進(jìn)行及時(shí)訂正和講解。引導(dǎo)學(xué)生分析錯(cuò)誤原因，避免類似錯(cuò)誤再次發(fā)生。

（五）拓展延伸（預(yù)計(jì)用時(shí)：3分鐘）

知識(shí)拓展：

介紹基因工程在生物技術(shù)領(lǐng)域的拓展知識(shí)，拓寬學(xué)生的知識(shí)視野。引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注學(xué)科前沿動(dòng)態(tài)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和探索精神。

情感升華：

結(jié)合基因工程內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生思考學(xué)科與生活的聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感。鼓勵(lì)學(xué)生分享學(xué)習(xí)心得和體會(huì)，增進(jìn)師生之間的情感交流。

（六）課堂小結(jié)（預(yù)計(jì)用時(shí)：2分鐘）

簡(jiǎn)要回顧本節(jié)課學(xué)習(xí)的目的基因獲取和基因表達(dá)載體構(gòu)建的內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)和難點(diǎn)?？隙▽W(xué)生的表現(xiàn)，鼓勵(lì)他們繼續(xù)努力。

布置作業(yè)：

根據(jù)本節(jié)課學(xué)習(xí)的內(nèi)容，布置適量的課后作業(yè)，鞏固學(xué)習(xí)效果。提醒學(xué)生注意作業(yè)要求和時(shí)間安排，確保作業(yè)質(zhì)量。知識(shí)點(diǎn)梳理1.基因工程概念

-基因工程的定義及其在生物技術(shù)領(lǐng)域的重要性。

-基因工程的基本過(guò)程：目的基因的獲取、基因表達(dá)載體的構(gòu)建、轉(zhuǎn)化和表達(dá)。

2.目的基因獲取

-目的基因的定義及其在基因工程中的作用。

-目的基因的來(lái)源：基因組DNA、部分基因組DNA、人工合成。

-基因克隆技術(shù)：PCR擴(kuò)增、酶切、連接、轉(zhuǎn)化。

3.基因表達(dá)載體構(gòu)建

-基因表達(dá)載體的概念及其組成：?jiǎn)?dòng)子、目的基因、標(biāo)記基因、終止子。

-常見(jiàn)基因表達(dá)載體：質(zhì)粒、噬菌體、人工染色體。

-載體構(gòu)建過(guò)程：選擇合適的載體、酶切、連接、轉(zhuǎn)化宿主細(xì)胞。

4.轉(zhuǎn)化和表達(dá)

-轉(zhuǎn)化的概念及方法：熱激轉(zhuǎn)化、電擊轉(zhuǎn)化、基因槍法。

-轉(zhuǎn)化效率的影響因素：載體種類、宿主細(xì)胞類型、轉(zhuǎn)化條件。

-目的基因的表達(dá)：轉(zhuǎn)錄、翻譯、蛋白質(zhì)功能驗(yàn)證。

5.基因工程應(yīng)用

-醫(yī)學(xué)領(lǐng)域：基因治療、基因診斷、生物制藥。

-農(nóng)業(yè)領(lǐng)域：轉(zhuǎn)基因作物、抗病抗蟲(chóng)、提高產(chǎn)量和品質(zhì)。

-環(huán)境保護(hù)：生物降解、生物修復(fù)。

6.基因工程倫理與安全

-基因工程在倫理、食品安全、生態(tài)安全方面的問(wèn)題。

-我國(guó)相關(guān)法律法規(guī)及管理措施。

7.實(shí)驗(yàn)技能

-DNA提取、純化。

-PCR擴(kuò)增目的基因。

-酶切、連接、轉(zhuǎn)化。

-基因表達(dá)載體構(gòu)建。

-目的基因的轉(zhuǎn)化和表達(dá)。

8.問(wèn)題解決能力

-分析基因工程應(yīng)用中的實(shí)際問(wèn)題，提出解決方案。

-設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的基因工程實(shí)驗(yàn)方案。

本節(jié)課的知識(shí)點(diǎn)梳理涵蓋了基因工程的基本概念、操作流程、應(yīng)用領(lǐng)域及倫理安全等方面，旨在幫助學(xué)生全面了解基因工程的理論與實(shí)踐，為后續(xù)學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。在教學(xué)過(guò)程中，教師應(yīng)結(jié)合教材內(nèi)容，注重理論與實(shí)踐相結(jié)合，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能和問(wèn)題解決能力。教學(xué)反思與總結(jié)在本次教學(xué)過(guò)程中，我嘗試運(yùn)用了多種教學(xué)方法，如講解、討論、實(shí)踐等，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性。通過(guò)回顧，我發(fā)現(xiàn)以下幾點(diǎn)值得反思：

首先，在新課導(dǎo)入階段，我通過(guò)展示與基因工程相關(guān)的圖片和實(shí)例，成功吸引了學(xué)生的注意力，激發(fā)了他們的學(xué)習(xí)興趣。但在課堂互動(dòng)環(huán)節(jié)，部分學(xué)生的參與度不高，可能是我提問(wèn)的方式不夠開(kāi)放，未能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。今后，我需要針對(duì)這一問(wèn)題，改進(jìn)提問(wèn)策略，鼓勵(lì)更多學(xué)生參與到課堂討論中來(lái)。

其次，在新課呈現(xiàn)過(guò)程中，我注重講解與實(shí)例相結(jié)合，幫助學(xué)生理解抽象的基因工程知識(shí)。但在實(shí)踐環(huán)節(jié)，部分學(xué)生的操作技能仍顯不足，這提示我在今后的教學(xué)中，應(yīng)加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)操作的培訓(xùn)和指導(dǎo)，提高學(xué)生的實(shí)踐能力。

此外，在教學(xué)過(guò)程中，我對(duì)學(xué)生的評(píng)價(jià)和反饋不夠及時(shí)，導(dǎo)致部分學(xué)生在鞏固練習(xí)階段出現(xiàn)問(wèn)題。為此，我將在今后的教學(xué)中，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生的個(gè)別輔導(dǎo)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并進(jìn)行針對(duì)性的指導(dǎo)。

在知識(shí)、技能和情感態(tài)度方面，學(xué)生們的收獲和進(jìn)步如下：

知識(shí)方面，通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生掌握了基因工程的基本概念、操作流程和應(yīng)用領(lǐng)域，對(duì)基因表達(dá)載體的構(gòu)建有了更深入的理解。技能方面，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作中提高了動(dòng)手能力，學(xué)會(huì)了基因工程實(shí)驗(yàn)的基本方法。情感態(tài)度方面，學(xué)生對(duì)基因工程產(chǎn)生了濃厚的興趣，認(rèn)識(shí)到其在生物技術(shù)領(lǐng)域的重要地位。

針對(duì)教學(xué)中存在的問(wèn)題和不足，我提出以下改進(jìn)措施和建議：

1.針對(duì)不同學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，設(shè)計(jì)分層教學(xué)任務(wù)，提高教學(xué)針對(duì)性。

2.加強(qiáng)課堂互動(dòng)，注重培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維和問(wèn)題解決能力。

3.在實(shí)踐環(huán)節(jié)，增加學(xué)生的操作機(jī)會(huì)，加強(qiáng)個(gè)別輔導(dǎo)，提高學(xué)生的實(shí)踐能力。

4.加強(qiáng)對(duì)學(xué)生的評(píng)價(jià)和反饋，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，調(diào)整教學(xué)策略。內(nèi)容邏輯關(guān)系①基因工程概念與基本過(guò)程

-基因工程的定義及其在生物技術(shù)領(lǐng)域的重要性

-基因工程的基本過(guò)程：目的基因的獲取、基因表達(dá)載體的構(gòu)建、轉(zhuǎn)化和表達(dá)

②目的基因獲取

-目的基因的定義及其在基因工程中的作用

-目的基因的來(lái)源：基因組DNA、部分基因組DNA、人工合成

-基因克隆技術(shù)：PCR擴(kuò)增、酶切、連接、轉(zhuǎn)化

③基因表達(dá)載體構(gòu)建

-基因表達(dá)載體的概念及其組成：?jiǎn)?dòng)子、目的基因、標(biāo)記基因、終止子

-常見(jiàn)基因表達(dá)載體：質(zhì)粒、噬菌體、人工染色體

-載體構(gòu)建過(guò)程：選擇合適的載體、酶切、連接、轉(zhuǎn)化宿主細(xì)胞

④轉(zhuǎn)化和表達(dá)

-轉(zhuǎn)化的概念及方法：熱激轉(zhuǎn)化、電擊轉(zhuǎn)化、基因槍法

-轉(zhuǎn)化效率的影響因素：載體種類、宿主細(xì)胞類型、轉(zhuǎn)化條件

-目的基因的表達(dá)：轉(zhuǎn)錄、翻譯、蛋白質(zhì)功能驗(yàn)證

⑤基因工程應(yīng)用

-醫(yī)學(xué)領(lǐng)域：基因治療、基因診斷、生物制藥

-農(nóng)業(yè)領(lǐng)域：轉(zhuǎn)基因作物、抗病抗蟲(chóng)、提高產(chǎn)量和品質(zhì)

-環(huán)境保護(hù)：生物降解、生物修復(fù)

⑥基因工程倫理與安全

-基因工程在倫理、食品安全、生態(tài)安全方面的問(wèn)題

-我國(guó)相關(guān)法律法規(guī)及管理措施

⑦實(shí)驗(yàn)技能

-DNA提取、純化

-PCR擴(kuò)增目的基因

-酶切、連接、轉(zhuǎn)化

-基因表達(dá)載體構(gòu)建

-目的基因的轉(zhuǎn)化和表達(dá)

⑧問(wèn)題解決能力

-分析基因工程應(yīng)用中的實(shí)際問(wèn)題，提出解決方案

-設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的基因工程實(shí)驗(yàn)方案

板書(shū)設(shè)計(jì)：

基因工程

1.概念與基本過(guò)程

2.目的基因獲取

3.基因表達(dá)載體構(gòu)建

4.轉(zhuǎn)化和表達(dá)

5.應(yīng)用領(lǐng)域

6.倫理與安全

7.實(shí)驗(yàn)技能

8.問(wèn)題解決能力重點(diǎn)題型整理1.題型一：基因工程的基本概念及原理

題目：簡(jiǎn)述基因工程的基本概念及其在生物技術(shù)領(lǐng)域的重要性。

答案：基因工程是指利用分子生物學(xué)技術(shù)，對(duì)生物體的遺傳物質(zhì)進(jìn)行操作和改造的過(guò)程。它通過(guò)改變生物體的基因組成，實(shí)現(xiàn)特定性狀的遺傳改變?；蚬こ淘谏锛夹g(shù)領(lǐng)域具有重要意義，廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域，為人類社會(huì)發(fā)展提供了強(qiáng)大的科技支撐。

2.題型二：目的基因獲取的方法

題目：請(qǐng)列舉三種目的基因獲取的方法。

答案：目的基因獲取的方法主要有三種：基因組DNA提取、部分基因組DNA提取和人工合成。基因組DNA提取是通過(guò)提取生物體的整個(gè)基因組DNA，然后通過(guò)PCR等方法獲得目的基因。部分基因組DNA提取是直接從生物體的基因組中提取特定區(qū)域的DNA片段，獲得目的基因。人工合成是通過(guò)化學(xué)合成方法，根據(jù)已知的基因序列合成目的基因。

3.題型三：基因表達(dá)載體的構(gòu)建

題目：請(qǐng)簡(jiǎn)述基因表達(dá)載體的構(gòu)建過(guò)程。

答案：基因表達(dá)載體的構(gòu)建過(guò)程包括選擇合適的載體、酶切、連接和轉(zhuǎn)化宿主細(xì)胞。首先，根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求選擇合適的載體，如質(zhì)粒、噬菌體或人工染色體。然后，利用限制性內(nèi)切酶對(duì)載體進(jìn)行酶切，使其具有黏性末端。接著，將目的基因與載體連接，形成重組載體。最后，將重組載體轉(zhuǎn)化到宿主細(xì)胞中，使其在細(xì)胞內(nèi)表達(dá)目的基因。

4.題型四：基因工程的轉(zhuǎn)化方法

題目：請(qǐng)列舉三種基因工程的轉(zhuǎn)化方法。

答案：基因工程的轉(zhuǎn)化方法主要有三種：熱