2024-2025學(xué)年高中生物 第六章 從雜交育種到基因工程 第2節(jié) 基因工程及其應(yīng)用教案5 新人教版必修2

2024-2025學(xué)年高中生物第六章從雜交育種到基因工程第2節(jié)基因工程及其應(yīng)用教案5新人教版必修2主備人備課成員教學(xué)內(nèi)容分析本節(jié)課的主要教學(xué)內(nèi)容是基因工程及其應(yīng)用。教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生已有知識的聯(lián)系：學(xué)生在之前的學(xué)習(xí)中已經(jīng)掌握了細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)和功能、遺傳信息的傳遞等基礎(chǔ)知識，本節(jié)課將在這些知識的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生了解基因工程的概念、原理和應(yīng)用。

具體內(nèi)容包括：1.基因工程的概念和原理，包括基因重組、基因克隆等；2.基因工程的技術(shù)手段，如PCR技術(shù)、基因測序技術(shù)等；3.基因工程的應(yīng)用領(lǐng)域，如農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)、環(huán)境保護(hù)等；4.基因倫理和基因安全問題。

本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容與課本《新人教版必修2》第六章第二節(jié)“基因工程及其應(yīng)用”相對應(yīng)，通過講解和實踐活動，使學(xué)生掌握基因工程的基本知識和技術(shù)，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。核心素養(yǎng)目標(biāo)分析本節(jié)課的核心素養(yǎng)目標(biāo)主要包括科學(xué)思維、科學(xué)探究和科學(xué)態(tài)度三個方面。

1.科學(xué)思維：通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠建立基因工程的科學(xué)思維模式，理解基因重組、基因克隆等基本概念，掌握基因工程的原理和方法。

2.科學(xué)探究：學(xué)生將通過實踐活動，學(xué)習(xí)基因工程的技術(shù)手段，如PCR技術(shù)、基因測序技術(shù)等，培養(yǎng)學(xué)生的實驗操作能力和問題解決能力。

3.科學(xué)態(tài)度：通過學(xué)習(xí)基因工程的應(yīng)用領(lǐng)域和基因倫理、基因安全問題，學(xué)生能夠理解科學(xué)技術(shù)的雙刃劍性質(zhì)，樹立正確的科學(xué)態(tài)度，對基因技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用有理性的認(rèn)識。

本節(jié)課的核心素養(yǎng)目標(biāo)符合新教程的要求，注重培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維、科學(xué)探究和科學(xué)態(tài)度，使學(xué)生在掌握基因工程知識的同時，提高自身的科學(xué)素養(yǎng)。教學(xué)難點與重點1.教學(xué)重點：

（1）基因工程的概念和原理：基因工程是一種通過基因重組、基因克隆等手段，對生物體的遺傳信息進(jìn)行改造的技術(shù)。學(xué)生需要掌握基因工程的基本概念、原理和方法。

舉例：基因重組是指將不同生物體的基因進(jìn)行組合，形成一個新的基因組合，從而賦予生物體新的性狀。基因克隆是指通過DNA復(fù)制技術(shù)，大量復(fù)制含有特定基因的DNA片段，使其在宿主細(xì)胞中表達(dá)。

（2）基因工程的技術(shù)手段：學(xué)生需要了解基因工程常用的技術(shù)手段，如PCR技術(shù)、基因測序技術(shù)、基因轉(zhuǎn)移技術(shù)等。

舉例：PCR技術(shù)（聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)）是一種在體外快速大量復(fù)制特定DNA序列的技術(shù)。基因測序技術(shù)是確定DNA分子中堿基序列的技術(shù)，用于揭示生物體的遺傳信息。

（3）基因工程的應(yīng)用領(lǐng)域：學(xué)生需要了解基因工程在農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)、環(huán)境保護(hù)等方面的應(yīng)用，認(rèn)識到基因工程對人類社會的貢獻(xiàn)。

舉例：基因工程在農(nóng)業(yè)方面應(yīng)用廣泛，如轉(zhuǎn)基因作物、抗病抗蟲植物等。在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，基因工程可用于治療遺傳病、癌癥等疾病。此外，基因工程還在環(huán)境保護(hù)、生物制藥等方面具有廣泛應(yīng)用。

2.教學(xué)難點：

（1）基因重組和基因克隆的原理：學(xué)生難以理解基因重組和基因克隆的基本原理，尤其是基因重組如何實現(xiàn)生物性狀的改變，以及基因克隆如何在宿主細(xì)胞中表達(dá)目標(biāo)基因。

教學(xué)策略：通過動畫、示意圖等直觀教具，生動展示基因重組和基因克隆的過程，幫助學(xué)生形象地理解這兩個概念。

（2）基因工程技術(shù)的操作步驟：學(xué)生對基因工程技術(shù)的操作步驟和方法理解不深，導(dǎo)致難以掌握實際操作技能。

教學(xué)策略：安排實驗課，讓學(xué)生親自動手進(jìn)行基因工程操作，如PCR擴(kuò)增、基因測序等，提高學(xué)生的實踐能力。

（3）基因工程在實際應(yīng)用中的倫理和安全性問題：學(xué)生對基因工程在實際應(yīng)用中可能帶來的倫理和安全性問題認(rèn)識不足。

教學(xué)策略：組織課堂討論，讓學(xué)生充分表達(dá)自己的觀點，引導(dǎo)學(xué)生從多角度思考基因工程的倫理和安全性問題，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和社會責(zé)任感。學(xué)具準(zhǔn)備Xxx課型新授課教法學(xué)法講授法課時第一課時師生互動設(shè)計二次備課教學(xué)方法與手段教學(xué)方法：

1.講授法：在課堂上，教師將運(yùn)用系統(tǒng)的語言向?qū)W生傳授基因工程的基本概念、原理和方法。通過講解基因重組、基因克隆等核心知識，引導(dǎo)學(xué)生理解和掌握相關(guān)內(nèi)容。

2.討論法：教師將組織學(xué)生就基因工程的倫理和安全性問題進(jìn)行課堂討論，鼓勵學(xué)生表達(dá)自己的觀點，促進(jìn)學(xué)生之間的交流和思考。

3.實驗法：教師將安排實驗課程，讓學(xué)生親自動手進(jìn)行基因工程操作，如PCR擴(kuò)增、基因測序等，通過實踐操作，加深學(xué)生對基因工程技術(shù)的理解和掌握。

教學(xué)手段：

1.多媒體設(shè)備：教師將利用多媒體課件、動畫、示意圖等展示基因重組、基因克隆的過程，以及基因工程技術(shù)的操作步驟，幫助學(xué)生形象地理解相關(guān)知識。

2.教學(xué)軟件：教師可以運(yùn)用教學(xué)軟件進(jìn)行課堂演示和互動，如模擬基因轉(zhuǎn)移過程、展示基因測序結(jié)果等，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和參與度。

3.網(wǎng)絡(luò)資源：教師可以引導(dǎo)學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)資源，如科研論文、基因數(shù)據(jù)庫等，獲取更豐富的基因工程相關(guān)信息，擴(kuò)展學(xué)生的知識視野。

4.實驗器材：教師將提供實驗器材和試劑，讓學(xué)生在實驗課中親自動手進(jìn)行操作，培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和科學(xué)探究精神。教學(xué)實施過程1.課前自主探索

教師活動：

-發(fā)布預(yù)習(xí)任務(wù)：教師通過在線平臺或班級微信群，發(fā)布預(yù)習(xí)資料，如PPT、視頻、文檔等，明確預(yù)習(xí)目標(biāo)和要求。

-設(shè)計預(yù)習(xí)問題：教師圍繞基因工程的概念和原理，設(shè)計一系列具有啟發(fā)性和探究性的問題，引導(dǎo)學(xué)生自主思考。

-監(jiān)控預(yù)習(xí)進(jìn)度：教師利用平臺功能或?qū)W生反饋，監(jiān)控學(xué)生的預(yù)習(xí)進(jìn)度，確保預(yù)習(xí)效果。

學(xué)生活動：

-自主閱讀預(yù)習(xí)資料：學(xué)生按照預(yù)習(xí)要求，自主閱讀預(yù)習(xí)資料，理解基因工程的基本概念和原理。

-思考預(yù)習(xí)問題：學(xué)生針對預(yù)習(xí)問題，進(jìn)行獨(dú)立思考，記錄自己的理解和疑問。

-提交預(yù)習(xí)成果：學(xué)生將預(yù)習(xí)成果（如筆記、思維導(dǎo)圖、問題等）提交至平臺或老師處。

教學(xué)方法/手段/資源：

-自主學(xué)習(xí)法：教師引導(dǎo)學(xué)生自主思考，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力。

-信息技術(shù)手段：利用在線平臺、微信群等，實現(xiàn)預(yù)習(xí)資源的共享和監(jiān)控。

作用與目的：

-幫助學(xué)生提前了解基因工程的概念和原理，為課堂學(xué)習(xí)做好準(zhǔn)備。

-培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和獨(dú)立思考能力。

2.課中強(qiáng)化技能

教師活動：

-導(dǎo)入新課：教師通過講述基因工程的應(yīng)用案例，引出本節(jié)課的主題，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

-講解知識點：教師詳細(xì)講解基因重組、基因克隆等核心知識，結(jié)合實例幫助學(xué)生理解。

-組織課堂活動：教師設(shè)計小組討論，讓學(xué)生探討基因工程的倫理和安全性問題，培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維。

-解答疑問：教師針對學(xué)生在學(xué)習(xí)中產(chǎn)生的疑問，進(jìn)行及時解答和指導(dǎo)。

學(xué)生活動：

-聽講并思考：學(xué)生認(rèn)真聽講，積極思考老師提出的問題。

-參與課堂活動：學(xué)生積極參與小組討論，表達(dá)自己的觀點，體驗基因工程的倫理和安全性問題。

-提問與討論：學(xué)生針對不懂的問題或新的想法，勇敢提問并參與討論。

教學(xué)方法/手段/資源：

-講授法：教師通過詳細(xì)講解，幫助學(xué)生理解基因工程的核心知識。

-實踐活動法：教師設(shè)計實踐活動，讓學(xué)生在實踐中掌握基因工程的技術(shù)手段。

-合作學(xué)習(xí)法：學(xué)生通過小組討論等活動，培養(yǎng)團(tuán)隊合作意識和溝通能力。

作用與目的：

-幫助學(xué)生深入理解基因工程的核心知識，掌握相關(guān)技術(shù)手段。

-通過實踐活動，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和解決問題的能力。

-通過合作學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊合作意識和溝通能力。

3.課后拓展應(yīng)用

教師活動：

-布置作業(yè)：教師根據(jù)本節(jié)課的內(nèi)容，布置適量的課后作業(yè)，鞏固學(xué)習(xí)效果。

-提供拓展資源：教師提供與基因工程相關(guān)的拓展資源，如科研論文、基因數(shù)據(jù)庫等，供學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)。

-反饋作業(yè)情況：教師及時批改作業(yè)，給予學(xué)生反饋和指導(dǎo)。

學(xué)生活動：

-完成作業(yè)：學(xué)生認(rèn)真完成老師布置的課后作業(yè)，鞏固學(xué)習(xí)效果。

-拓展學(xué)習(xí)：學(xué)生利用老師提供的拓展資源，進(jìn)行進(jìn)一步的學(xué)習(xí)和思考。

-反思總結(jié)：學(xué)生對自己的學(xué)習(xí)過程和成果進(jìn)行反思和總結(jié)，提出改進(jìn)建議。

教學(xué)方法/手段/資源：

-自主學(xué)習(xí)法：學(xué)生利用拓展資源進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，提高知識深度。

-反思總結(jié)法：學(xué)生對自己的學(xué)習(xí)過程和成果進(jìn)行反思和總結(jié)，促進(jìn)自我提升。

作用與目的：

-鞏固學(xué)生在課堂上學(xué)到的基因工程知識點和技能。

-通過拓展學(xué)習(xí)，拓寬學(xué)生的知識視野和思維方式。

-通過反思總結(jié)，幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)自己的不足并提出改進(jìn)建議，促進(jìn)自我提升。學(xué)生學(xué)習(xí)效果1.知識掌握：學(xué)生將能夠準(zhǔn)確理解基因工程的基本概念、原理和技術(shù)手段，包括基因重組、基因克隆、PCR技術(shù)、基因測序等，并能將這些知識應(yīng)用到實際問題中。

2.技能提升：學(xué)生將能夠通過實驗操作，掌握基因工程技術(shù)的實驗步驟和操作技巧，提高學(xué)生的實踐能力和實驗技能。

3.思維發(fā)展：通過課堂討論和實踐活動，學(xué)生的批判性思維和問題解決能力將得到鍛煉，他們能夠從多角度思考基因工程的倫理和安全性問題。

4.科學(xué)態(tài)度：學(xué)生將能夠理解基因工程技術(shù)的雙刃劍性質(zhì)，樹立正確的科學(xué)態(tài)度，對基因技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用有理性的認(rèn)識。

5.團(tuán)隊合作：通過小組討論和實驗活動，學(xué)生的團(tuán)隊合作意識和溝通能力將得到培養(yǎng)，他們能夠?qū)W會與他人合作、分享和交流。

6.自主學(xué)習(xí)：學(xué)生將能夠在課后自主學(xué)習(xí)，通過拓展資源和作業(yè)鞏固所學(xué)知識，提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)效果。

具體到每個知識點，學(xué)生學(xué)習(xí)效果如下：

1.基因工程概念：學(xué)生能夠準(zhǔn)確描述基因工程的定義，理解它是通過基因重組、基因克隆等手段，對生物體的遺傳信息進(jìn)行改造的技術(shù)。

2.基因重組原理：學(xué)生能夠解釋基因重組的原理，包括同源重組和非同源重組，以及它們在生物育種和基因治療中的應(yīng)用。

3.基因克隆技術(shù)：學(xué)生能夠理解基因克隆的基本步驟，包括DNA復(fù)制、插入載體、轉(zhuǎn)化宿主細(xì)胞等，并能夠應(yīng)用這些知識解釋克隆生物的產(chǎn)生。

4.PCR技術(shù)：學(xué)生能夠描述PCR技術(shù)的基本原理，包括DNA的變性和復(fù)性，以及擴(kuò)增特定DNA片段的過程，并了解其在基因檢測和基因工程中的應(yīng)用。

5.基因測序技術(shù)：學(xué)生能夠理解基因測序的基本方法，包括Sanger測序和next-generationsequencing等，并能夠應(yīng)用這些知識解釋基因序列的數(shù)據(jù)分析和解讀。

6.基因工程應(yīng)用：學(xué)生能夠列舉基因工程在農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域的應(yīng)用實例，并能夠分析其對社會和環(huán)境的潛在影響。

7.基因倫理和安全：學(xué)生能夠識別和分析基因工程可能帶來的倫理和安全問題，如基因歧視、基因隱私保護(hù)等，并能夠提出自己的觀點和解決方案。課堂小結(jié)，當(dāng)堂檢測1.課堂小結(jié)：

-教師對本節(jié)課的主要內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)，強(qiáng)調(diào)基因工程的概念、原理、技術(shù)手段和應(yīng)用領(lǐng)域，以及基因倫理和安全問題。

-學(xué)生分享自己的學(xué)習(xí)心得和體會，總結(jié)本節(jié)課的收獲和感悟。

-教師對本節(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo)進(jìn)行回顧，檢查學(xué)生是否達(dá)到預(yù)期的學(xué)習(xí)效果。

2.當(dāng)堂檢測：

-教師設(shè)計一系列與本節(jié)課內(nèi)容相關(guān)的選擇題、填空題和簡答題，檢測學(xué)生對基因工程知識的掌握程度。

-學(xué)生獨(dú)立完成當(dāng)堂檢測，通過題目練習(xí)加深對知識點的理解和記憶。

-教師對學(xué)生的當(dāng)堂檢測結(jié)果進(jìn)行批改和反饋，指出學(xué)生的優(yōu)點和不足，幫助學(xué)生及時糾正錯誤，鞏固學(xué)習(xí)效果。

具體到每個知識點，課堂小結(jié)和當(dāng)堂檢測如下：

1.基因工程概念：

-課堂小結(jié)：學(xué)生能夠準(zhǔn)確描述基因工程的定義，理解它是通過基因重組、基因克隆等手段，對生物體的遺傳信息進(jìn)行改造的技術(shù)。

-當(dāng)堂檢測：設(shè)計選擇題和填空題，檢測學(xué)生對基因工程概念的理解和記憶。

2.基因重組原理：

-課堂小結(jié)：學(xué)生能夠解釋基因重組的原理，包括同源重組和非同源重組，以及它們在生物育種和基因治療中的應(yīng)用。

-當(dāng)堂檢測：設(shè)計簡答題，要求學(xué)生舉例說明基因重組在實際中的應(yīng)用。

3.基因克隆技術(shù)：

-課堂小結(jié)：學(xué)生能夠理解基因克隆的基本步驟，包括DNA復(fù)制、插入載體、轉(zhuǎn)化宿主細(xì)胞等，并能夠應(yīng)用這些知識解釋克隆生物的產(chǎn)生。

-當(dāng)堂檢測：設(shè)計選擇題和填空題，檢測學(xué)生對基因克隆技術(shù)步驟的掌握程度。

4.PCR技術(shù)：

-課堂小結(jié)：學(xué)生能夠描述PCR技術(shù)的基本原理，包括DNA的變性和復(fù)性，以及擴(kuò)增特定DNA片段的過程，并了解其在基因檢測和基因工程中的應(yīng)用。

-當(dāng)堂檢測：設(shè)計簡答題，要求學(xué)生解釋PCR技術(shù)在基因工程中的應(yīng)用。

5.基因測序技術(shù)：

-課堂小結(jié)：學(xué)生能夠理解基因測序的基本方法，包括Sanger測序和next-generationsequencing等，并能夠應(yīng)用這些知識解釋基因序列的數(shù)據(jù)分析和解讀。

-當(dāng)堂檢測：設(shè)計選擇題，檢測學(xué)生對基因測序技術(shù)的了解和掌握程度。

6.基因工程應(yīng)用：

-課堂小結(jié)：學(xué)生能夠列舉基因工程在農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域的應(yīng)用實例，并能夠分析其對社會和環(huán)境的潛在影響。

-當(dāng)堂檢測：設(shè)計簡答題，要求學(xué)生舉例說明基因工程在各個領(lǐng)域的應(yīng)用。

7.基因倫理和安全：

-課堂小結(jié)：學(xué)生能夠識別和分析基因工程可能帶來的倫理和安全問題，如基因歧視、基因隱私保護(hù)等，并能夠提出自己的觀點和解決方案。

-當(dāng)堂檢測：設(shè)計選擇題和簡答題，檢測學(xué)生對基因倫理和安全問題的認(rèn)識和理解。反思改進(jìn)措施（一）教學(xué)特色創(chuàng)新

1.實踐教學(xué)：增加實驗課程的比重，讓學(xué)生在動手操作中學(xué)習(xí)基因工程的技術(shù)手段，提高學(xué)生的實踐能力和實驗技能。

2.小組討論：鼓勵學(xué)生參與小組討論和合作學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊合作意識和溝通能力，促進(jìn)學(xué)生之間的交流和思考。

3.多元化評價：采用多元化的評價方式，包括課堂表現(xiàn)、小組討論、實驗操作、作業(yè)完成情況等，全面評估學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

（二）存在主要問題

1.理論知識講解過多：在課堂上，教師可能過于注重理論知識的講解，而忽視了學(xué)生的實踐操作和思考能力的培養(yǎng)。

2.學(xué)生參與度不高：在課堂上，部分學(xué)生可能因為理論知識較難理解或缺乏興趣而參與度不高，影響了教學(xué)效果。

3.實驗資源不足：學(xué)?？赡芤驗閷嶒炠Y源不足，導(dǎo)致實驗課程的開設(shè)受到限制，影響了學(xué)生的實踐學(xué)習(xí)。

（三）改進(jìn)措施

1.調(diào)整教學(xué)內(nèi)容：減少理論知識的講解，增加實踐操作和思考能力的培養(yǎng)，使教學(xué)內(nèi)容更加貼近學(xué)生的實際需求。

2.提高學(xué)生參與度：通過設(shè)計有趣的教學(xué)活動，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的參與度和學(xué)習(xí)積極性。

3.增加實驗資源：積極爭取學(xué)校支持和外部合作，增加實驗資源，擴(kuò)大實驗課程的開設(shè)，滿足學(xué)生的實踐學(xué)習(xí)需求。典型例題講解1.例題1：請解釋基因工程的基本原理。

答案：基因工程的基本原理是通過基因重組和基因克隆等手段，對生物體的遺傳信息進(jìn)行改造?；蛑亟M是指將不同生物體的基因進(jìn)行組合，形成一個新的基因組合，從而賦予生物體新的性狀?；蚩寺∈侵竿ㄟ^DNA復(fù)制技術(shù)，大量復(fù)制含有特定基因的DNA片段，使其在宿主細(xì)胞中表達(dá)。

2.例題2：請列舉三種基因工程常用的技術(shù)手段。

答案：基因工程常用的技術(shù)手段包括PCR技術(shù)、基因測序技術(shù)和基因轉(zhuǎn)移技術(shù)。PCR技術(shù)是一種在體外快速大量復(fù)制特定DNA序列的技術(shù)?；驕y序技術(shù)是確定DNA分子中堿基序列的技術(shù)，用于揭示生物體的遺傳信息。基因轉(zhuǎn)移技術(shù)是將目的基因轉(zhuǎn)移到宿主細(xì)胞中，使其在宿主細(xì)胞中表達(dá)。

3.例題3：請描述基因工程在農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用實例。

答案：基因工程在農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用實例包括轉(zhuǎn)基因作物、抗病抗蟲植物等。轉(zhuǎn)基因作物是通過基因工程技術(shù)將外源基因引入作物中，賦予作物新的性狀，如抗蟲、抗病、耐鹽等。抗病抗蟲植物是通過基因工程技術(shù)將抗病抗蟲基因引入植物中，使植物具有抵抗病蟲害的能力。

4.例題4：請解釋基因工程的倫理和安全性問題。

答案：基