（新教材同步备课）2024春高中生物 第3章 基因工程 3.2.2 基因工程的基本操作程序教学设计 新人教版选择性必修3

（新教材同步备课）2024春高中生物第3章基因工程3.2.2基因工程的基本操作程序教学设计新人教版选择性必修3学校授课教师课时授课班级授课地点教具教学内容新教材同步备课2024春高中生物第3章基因工程3.2.2节“基因工程的基本操作程序”，主要内容包括基因工程的基本操作程序概述、目的基因的获取、基因表达载体的构建、目的基因导入受体细胞以及目的基因的检测与鉴定等。本节课旨在帮助学生理解基因工程的基本操作步骤，掌握相关技术原理，培养科学思维和实验操作能力。核心素养目标分析本节课旨在培养学生的生物科学素养，包括生命观念、科学思维、探究实践和态度责任四个方面。通过学习基因工程的基本操作程序，学生能够形成对生物多样性和基因多样性的认识，培养运用科学方法分析和解决问题的能力，提升实验操作技能，并树立尊重生命、敬畏自然的科学态度。重点难点及解决办法重点：

1.基因表达载体的构建：理解并掌握构建基因表达载体的原理和方法，包括目的基因的插入、标记基因的选择等。

2.目的基因导入受体细胞：了解不同受体细胞的导入方法，如显微注射、电穿孔等，并理解其原理。

难点：

1.基因工程操作的复杂性：理解基因工程涉及的多步骤操作，包括目的基因的获取、载体构建、导入和检测等。

2.基因表达调控：理解基因表达载体的构建中如何调控目的基因的表达，包括启动子、终止子的选择和优化。

解决办法：

1.通过实例分析，帮助学生理解基因表达载体的构建过程。

2.采用实验演示或模拟实验，让学生直观感受基因导入受体细胞的过程。

3.通过课堂讨论和小组合作，引导学生探究基因表达调控的机制。

4.提供丰富的教学资源，如视频、图表等，帮助学生理解复杂操作步骤和调控机制。教学方法与策略1.采用讲授法结合案例分析，阐述基因工程的基本操作程序，确保学生对概念的理解。

2.设计小组讨论活动，让学生探讨不同基因导入方法的优缺点，培养批判性思维。

3.利用实验模拟软件，让学生虚拟操作基因工程实验，增强实践技能。

4.运用多媒体教学，通过视频展示基因表达载体的构建过程，提高学生的学习兴趣和理解度。教学流程1.导入新课（用时5分钟）

-展示生活中常见的基因工程应用案例，如转基因食品、生物制药等，激发学生的兴趣。

-提问：同学们，你们知道什么是基因工程吗？它有哪些应用呢？

-引导学生回顾已学知识，如DNA的结构、基因的表达等，为新课的学习做好铺垫。

2.新课讲授（用时15分钟）

-讲解基因工程的基本操作程序概述，包括目的基因的获取、基因表达载体的构建、目的基因导入受体细胞以及目的基因的检测与鉴定等。

-详细讲解基因表达载体的构建过程，包括目的基因的插入、标记基因的选择等。

-介绍不同受体细胞的导入方法，如显微注射、电穿孔等，并解释其原理。

3.实践活动（用时15分钟）

-利用实验模拟软件，让学生虚拟操作基因工程实验，如构建基因表达载体、导入受体细胞等。

-分组进行实验操作，让学生亲身体验基因工程的基本操作程序。

-对学生的实验结果进行点评，引导学生总结经验教训。

4.学生小组讨论（用时10分钟）

-学生分组讨论以下三个方面：

1.基因表达载体的构建过程中，如何选择合适的启动子和终止子？

-举例：讨论不同启动子的特性和适用范围，如T7启动子、CMV启动子等。

2.在基因导入受体细胞的过程中，如何提高导入效率？

-举例：讨论不同导入方法的优缺点，如显微注射、电穿孔等。

3.如何检测和鉴定目的基因？

-举例：讨论PCR、Southernblot等分子生物学技术。

5.总结回顾（用时5分钟）

-回顾本节课的重点内容，如基因工程的基本操作程序、基因表达载体的构建、目的基因导入受体细胞等。

-强调本节课的重难点，如基因表达调控、基因导入效率等。

-鼓励学生在课后查阅资料，深入了解基因工程的相关知识。

教学流程总用时：45分钟教学资源拓展1.拓展资源：

-基因工程的历史与发展：介绍基因工程的发展历程，从早期的研究到现代的基因编辑技术，如CRISPR-Cas9。

-基因工程的应用领域：探讨基因工程在农业、医药、环境保护等领域的应用实例，如转基因作物的种植、基因治疗的研究等。

-基因表达调控机制：深入研究基因表达调控的分子机制，包括转录因子、表观遗传学等概念。

-分子生物学技术：介绍与基因工程相关的分子生物学技术，如PCR、DNA测序、Westernblot等。

2.拓展建议：

-鼓励学生阅读相关科普书籍，如《基因革命》、《基因传》等，以了解基因工程的背景和发展。

-建议学生观看与基因工程相关的纪录片或教育视频，如《基因的奥秘》、《解码生命》等，以直观地了解基因工程的应用。

-推荐学生参与科学实验或科研项目，如基因编辑技术的实验操作、转基因植物的种植等，以亲身体验基因工程的实际应用。

-鼓励学生关注国内外基因工程领域的最新研究进展，如通过阅读科学期刊、参加学术讲座等方式，保持对基因工程的持续关注。

-建议学生撰写有关基因工程的科普文章或研究报告，以加深对基因工程的理解和表达能力。

-鼓励学生参与辩论或讨论，就基因工程的社会伦理问题、安全性问题等进行思考和交流。

-建议学生参与社区服务活动，如组织科普讲座、参观生物技术实验室等，以普及基因工程知识，提高公众的科学素养。课堂1.课堂评价

-提问与回答：通过课堂提问，检查学生对基因工程基本操作程序的理解程度。例如，提问“基因表达载体的构建过程中，有哪些关键步骤？”以评估学生对知识点的掌握。

-观察学生参与度：观察学生在课堂讨论和实践活动中的参与情况，如是否积极发言、是否能够正确操作实验设备等。

-实时反馈：在讲解过程中，通过眼神交流、肢体语言等非言语方式，给予学生即时反馈，帮助学生理解难点。

-小组合作评价：评估学生在小组讨论中的表现，包括是否能够有效沟通、是否能够提出有建设性的意见等。

-实验操作评估：在实验操作环节，观察学生的实验技巧和实验报告的撰写，确保学生能够正确执行实验步骤并理解实验结果。

2.作业评价

-实验报告评价：对学生的实验报告进行详细批改，检查实验步骤是否正确、实验数据是否准确、结论是否合理。

-课后练习评价：布置与基因工程相关的课后练习题，如设计基因表达载体的构建方案、分析基因编辑技术的应用等，评估学生的知识运用能力。

-小论文或报告评价：鼓励学生撰写关于基因工程的小论文或报告，评价其逻辑思维、文献综述和表达能力。

-反馈与鼓励：在批改作业时，不仅要指出错误，还要给予学生积极的反馈和鼓励，帮助学生改进学习方法和提高自信心。

3.形成性评价与总结性评价

-形成性评价：通过课堂提问、小组讨论、实验操作等环节，持续跟踪学生的学习进度，及时调整教学策略。

-总结性评价：在课程结束后，通过期末考试或项目答辩等方式，对学生的学习成果进行综合评价。

-评价反馈：将评价结果及时反馈给学生，帮助他们了解自己的学习状况，并制定相应的改进计划。

4.评价工具与方法

-自我评价：鼓励学生进行自我评价，反思自己在学习过程中的优点和不足。

-同伴评价：组织学生进行同伴评价，相互学习，共同进步。

-教师评价：教师根据学生的课堂表现、作业完成情况、实验报告等，进行全面评价。

-多元评价：结合定量评价和定性评价，综合评估学生的学习效果。内容逻辑关系①基因工程的基本操作程序概述

-重点知识点：基因工程的基本步骤、目的和意义

-关键词：基因工程、基本操作程序、目的基因、基因表达载体、受体细胞、检测与鉴定

②目的基因的获取

-重点知识点：目的基因的来源、提取和纯化方法

-关键词：目的基因、DNA提取、PCR扩增、限制性内切酶、基因克隆

③基因表达载体的构建

-重点知识点：基因表达载体的组成、构建方法和注意事项

-关键词：基因表达载体、启动子、终止子、标记基因、载体质粒、重组DNA技术

④目的基因导入受体细胞

-重点知识点：受体细胞的种类、导入方法和技术

-关键词：受体细胞、显微注射、电穿孔、基因枪、农杆菌转化

⑤目的基因的检测与鉴定

-重点知识点：检测和鉴定目的基因的方法和技术

-关键词：DNA测序、PCR扩增、Southernblot、Westernblot、基因表达分析重点题型整理1.题型一：基因表达载体的构建步骤

-问题：请简述基因表达载体的构建步骤。

-答案：基因表达载体的构建步骤包括：选择合适的载体质粒、插入目的基因、添加标记基因、构建重组DNA分子、转化受体细胞。

2.题型二：目的基因的获取方法

-问题：目的基因可以通过哪些方法获取？

-答案：目的基因可以通过PCR扩增、限制性内切酶酶切、DNA提取等方法获取。

3.题型三：基因导入受体细胞的方法

-问题：请列举几种基因导入受体细胞的方法，并简要说明其原理。

-答案：基因导入受体细胞的方法包括显微注射、电穿孔、基因枪、农杆菌转化等。显微注射是通过显微镜操作将DNA直接注入细胞核；电穿孔是利用电场使细胞膜暂时通透，使DNA进入细胞；基因枪是利用高速射出的金属微粒将DNA包裹在微粒中，使DNA进入细胞；农杆菌转化是利用农杆菌的天然转化能力将DNA导入植物细胞。

4.题型四：目的基因的检测与鉴定方法

-问题：请列举几种目的基因的检测与鉴定方法，并简要说明其原理。

-答案：目的基因的检测与鉴定方法包括PCR扩增、Southernblot、Westernblot等。PCR扩增是通过DNA聚合酶在特定引物的作用下，扩增目的基因的DNA片段；Southernblot是将DNA固定在膜上，通过探针与目的基因的互补配对进行检测；Westernblot是将蛋白质固定在膜上，