江西省万载县高中生物 第六章 从杂交育种到基因工程 6.2 基因工程及其应用教学实录 新人教版必修2

江西省万载县高中生物第六章从杂交育种到基因工程6.2基因工程及其应用教学实录新人教版必修2授课内容授课时数授课班级授课人数授课地点授课时间课程基本信息1.课程名称：江西省万载县高中生物第六章从杂交育种到基因工程6.2基因工程及其应用教学实录

2.教学年级和班级：高一年级（1）班

3.授课时间：2023年4月15日上午第二节课

4.教学时数：1课时核心素养目标1.培养学生的科学探究能力，通过基因工程实验操作，让学生体验科学研究的过程，提高问题提出、实验设计、数据分析等能力。

2.强化学生的生物技术应用意识，理解基因工程在农业、医学等领域的应用，激发学生对生物技术发展的兴趣。

3.培养学生的社会责任感，认识到基因工程在解决人类面临的生物问题中的重要作用，引导学生思考科技发展与伦理道德的关系。教学难点与重点1.教学重点：

-重点掌握基因工程的定义、基本原理和操作步骤，包括目的基因的获取、基因表达载体的构建、基因的导入和表达。

-理解基因工程在农业生产中的应用，如抗虫、抗病作物的培育，以及转基因动植物的特性。

-掌握基因工程在医学领域的应用，如基因治疗、药物生产等实例。

2.教学难点：

-理解基因表达载体的构建过程，包括启动子、终止子和标记基因的选择和组合。

-掌握基因导入的方法和选择合适的受体细胞，如农杆菌转化法、基因枪法等。

-分析基因工程技术的伦理问题，包括生物安全、基因污染和基因歧视等。

-在实验操作中，如何确保实验结果的准确性和重复性，以及如何处理实验失败的情况。教学方法与策略1.采用讲授法结合案例研究，详细讲解基因工程的基本原理和操作步骤，帮助学生建立系统的知识框架。

2.设计小组讨论活动，让学生分析基因工程在农业和医学领域的应用案例，培养批判性思维和团队合作能力。

3.实施实验操作教学，通过模拟基因工程实验，让学生亲自动手，体验基因工程技术的实际应用。

4.利用多媒体教学资源，如视频、动画和图表，直观展示基因工程的操作过程和结果，增强学生的理解。教学过程一、导入新课

1.老师角色：以提问的方式引入新课。

-提问：同学们，我们已经学习了杂交育种的相关知识，那么在现代农业中，还有哪些更高级的育种方法呢？

-学生角色：思考并回答。

2.老师总结：是的，基因工程就是其中的一种。今天，我们将一起探究基因工程及其应用。

二、新课讲授

1.老师角色：讲解基因工程的定义和基本原理。

-提问：什么是基因工程？

-学生角色：回答：基因工程是指利用分子生物学和分子遗传学的原理，通过人工操作，将特定的基因从一个生物体转移到另一个生物体中，从而改变生物体的遗传特征。

2.老师角色：讲解基因工程的基本原理。

-讲解：基因工程的基本原理主要包括基因的识别、基因的克隆、基因的修饰和基因的转移等。

3.老师角色：展示基因工程的操作步骤。

-讲解：基因工程的操作步骤包括目的基因的获取、基因表达载体的构建、基因的导入和表达。

4.老师角色：讲解基因工程在农业生产中的应用。

-讲解：基因工程在农业生产中的应用主要包括抗虫、抗病作物的培育，以及转基因动植物的特性。

5.老师角色：讲解基因工程在医学领域的应用。

-讲解：基因工程在医学领域的应用主要包括基因治疗、药物生产等。

三、案例分析

1.老师角色：展示基因工程应用案例，如转基因抗虫棉、转基因抗病水稻等。

-展示：展示转基因抗虫棉的生长过程、抗虫效果以及与传统抗虫方法的对比。

-学生角色：观察并思考。

2.老师角色：引导学生分析案例，探讨转基因作物的优缺点。

-讲解：转基因作物的优点包括抗虫、抗病、提高产量等；缺点包括可能存在食品安全问题、环境风险等。

四、小组讨论

1.老师角色：将学生分成小组，要求每个小组讨论以下问题：

-转基因作物的安全性；

-基因工程技术的伦理问题；

-基因工程在我国的现状与发展。

2.学生角色：积极参与讨论，分享自己的观点和见解。

五、实验操作

1.老师角色：讲解基因工程实验操作的基本步骤，如目的基因的获取、基因表达载体的构建等。

-讲解：实验操作的基本步骤包括目的基因的获取、基因表达载体的构建、基因的导入和表达。

2.学生角色：按照实验步骤进行操作，体验基因工程技术的实际应用。

六、课堂小结

1.老师角色：总结本节课的主要内容。

-总结：本节课我们学习了基因工程的定义、基本原理、操作步骤以及在农业生产和医学领域的应用。

2.学生角色：回顾本节课所学内容，巩固知识。

七、课后作业

1.老师角色：布置课后作业，要求学生完成以下任务：

-阅读教材相关章节，加深对基因工程的理解；

-收集关于基因工程应用的实例，撰写一篇报告；

-思考基因工程技术的伦理问题，撰写一篇短文。

2.学生角色：按照要求完成课后作业，巩固所学知识。教学资源拓展1.拓展资源：

-《基因工程：原理与应用》教材，详细介绍了基因工程的基本概念、技术方法以及在各领域的应用案例。

-《现代生物技术导论》书籍，提供了生物技术领域的基础知识和最新发展动态。

-《生物技术实验手册》教材，包含基因工程实验操作的具体步骤和注意事项。

2.拓展建议：

-鼓励学生阅读《基因工程：原理与应用》教材，深入了解基因工程的理论基础和应用前景。

-引导学生关注《现代生物技术导论》中的相关章节，了解生物技术领域的最新研究进展。

-组织学生参观生物技术实验室或农业科技园区，实地了解基因工程技术的应用和研究成果。

-鼓励学生参与生物技术相关的科技创新活动，如参加生物奥林匹克竞赛、科技小发明等。

-建议学生通过查阅图书馆资料、学术期刊等途径，了解基因工程在医学、农业、环境保护等领域的应用案例。

-组织学生开展小组讨论，探讨基因工程技术的伦理问题，如生物安全、基因歧视等。

-鼓励学生关注国内外生物技术领域的新闻动态，了解基因工程技术的最新应用和发展趋势。

-建议学生通过在线学习平台，如国家精品课程、MOOC等，拓展生物技术相关知识的学习。

-组织学生观看生物技术相关的科普视频，如纪录片、讲座等，提高学生对基因工程的理解和兴趣。

-建议学生撰写关于基因工程应用案例的调研报告，如转基因作物、基因治疗等，提高学生的综合分析能力。

-鼓励学生参与基因工程实验操作，如DNA提取、PCR扩增等，提高学生的实践操作能力。

-建议学生通过学术交流、研讨会等活动，与同行交流基因工程的研究成果和经验。典型例题讲解1.例题：

基因工程中，构建基因表达载体的关键是选择合适的启动子、终止子和标记基因。请根据以下信息，选择合适的启动子、终止子和标记基因。

-启动子：E.coli的启动子，植物细胞的启动子

-终止子：细菌的终止子，真核生物的终止子

-标记基因：抗生素抗性基因，荧光素酶基因

答案：选择植物细胞的启动子和真核生物的终止子，以及荧光素酶基因作为标记基因。

2.例题：

基因工程中，将目的基因导入受体细胞常用的方法有哪些？请简述其原理。

答案：基因工程中，将目的基因导入受体细胞的方法主要有农杆菌转化法、基因枪法、脂质体介导法等。农杆菌转化法利用农杆菌将目的基因直接导入植物细胞；基因枪法利用高速枪将含有目的基因的微粒高速射入受体细胞；脂质体介导法利用脂质体将目的基因包裹后导入受体细胞。

3.例题：

基因治疗是一种利用基因工程技术治疗遗传病的方法。请举例说明基因治疗在临床上的应用。

答案：基因治疗在临床上的应用包括：治疗镰刀型细胞贫血症，通过基因矫正技术，将正常基因导入患者红细胞中；治疗囊性纤维化，通过基因替换技术，将正常基因替换患者的缺陷基因；治疗地中海贫血，通过基因增强技术，提高患者红细胞生成能力。

4.例题：

基因工程在农业领域中的应用有哪些？

答案：基因工程在农业领域中的应用包括：培育抗虫、抗病作物，如转基因抗虫棉、转基因抗病水稻；培育优质、高产、抗逆性强的农作物，如转基因玉米、转基因大豆；培育观赏植物，如转基因花卉。

5.例题：

基因工程在环境保护领域中的应用有哪些？

答案：基因工程在环境保护领域中的应用包括：生物降解污染物，如利用基因工程改造的微生物降解石油、农药等污染物；生物修复土壤和水源，如利用基因工程改造的微生物修复重金属污染土壤和水源；生物控制害虫和杂草，如利用基因工程改造的微生物控制害虫和杂草。板书设计①基因工程基本概念

-基因工程的定义

-基因工程的原理

②基因工程操作步骤

-目的基因的获取

-基因表达载体的构建

-基因的导入

-基因的表达

③基因工程应用领域

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