2017高中生物 专题1 基因工程 1.2 基因工程的基本操作程序教案 新人教版选修3

2017高中生物专题1基因工程1.2基因工程的基本操作程序教案新人教版选修3课题：xx科目：xx班级：xx课时：计划1课时教师：XX老师单位：xxx一、教材分析2017高中生物专题1基因工程1.2基因工程的基本操作程序教案新人教版选修3，本章节围绕基因工程的基本操作程序展开，包括目的基因的获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞和目的基因的检测与鉴定。内容与课本紧密相连，旨在使学生掌握基因工程的基本原理和操作步骤，培养学生的实验操作能力和科学探究精神。二、核心素养目标分析本章节旨在培养学生生命观念、科学探究和责任担当意识。学生将通过学习基因工程的基本操作程序，理解生命系统的物质基础和生物技术的应用，培养严谨的科学态度和批判性思维，同时认识到生物技术在社会发展中的重要作用，激发学生对生命科学研究的兴趣和责任感。三、重点难点及解决办法重点：

1.目的基因的获取：理解不同来源基因的提取方法和适用范围。

2.基因表达载体的构建：掌握载体种类、构建步骤和筛选方法。

难点：

1.基因表达载体的构建：理解载体与目的基因的连接机制，以及可能出现的连接错误。

2.将目的基因导入受体细胞：掌握不同导入方法的原理和适用性，以及影响导入效率的因素。

解决办法：

1.通过实验演示和案例分析，帮助学生理解基因获取和载体构建的原理。

2.通过小组讨论和问题解决，引导学生思考载体构建中的潜在问题，并探索解决方案。

3.结合实验操作，让学生亲自操作基因导入过程，提高对实验原理的理解和实际操作能力。四、教学资源-软硬件资源：基因工程实验操作模型、显微镜、PCR仪、电泳仪、凝胶成像系统、计算机、投影仪。

-课程平台：学校生物实验室预约系统、在线实验视频教程。

-信息化资源：基因工程操作步骤PPT、相关实验视频资料、在线基因数据库访问权限。

-教学手段：实验演示、小组讨论、案例分析、在线测试。五、教学过程一、导入新课

1.教师展示生活中常见的生物技术应用案例，如转基因食品、生物制药等，引导学生思考这些技术背后的科学原理。

2.提问：同学们，你们知道这些技术是如何实现的吗？今天我们就来学习基因工程的基本操作程序。

二、新课讲授

1.目的基因的获取

-教师讲解目的基因的来源，如基因库、基因合成等。

-介绍不同来源基因的提取方法和适用范围，如PCR技术、限制性内切酶酶切等。

-学生通过观看视频或实验演示，了解目的基因的提取过程。

2.基因表达载体的构建

-教师讲解基因表达载体的种类，如质粒、噬菌体等。

-介绍载体与目的基因的连接方法，如同源重组、粘性末端连接等。

-学生通过小组讨论，分析载体构建过程中可能出现的连接错误，并提出解决方案。

3.将目的基因导入受体细胞

-教师讲解不同导入方法的原理和适用性，如转化、显微注射等。

-学生通过实验操作，了解不同导入方法的具体步骤和注意事项。

-教师引导学生分析影响导入效率的因素，如细胞状态、载体浓度等。

4.目的基因的检测与鉴定

-教师讲解目的基因的检测方法，如DNA分子杂交、Westernblot等。

-学生通过实验操作，掌握目的基因的检测和鉴定方法。

-教师引导学生分析实验结果，判断目的基因是否成功导入受体细胞。

三、课堂讨论

1.教师提出问题：基因工程技术在生物科学研究和实际应用中具有哪些优势？

2.学生分组讨论，分享各自的观点和见解。

3.教师邀请学生代表发言，总结讨论结果。

四、课堂小结

1.教师总结本节课所学内容，强调基因工程的基本操作程序。

2.学生回顾课堂内容，巩固所学知识。

五、课后作业

1.完成课后练习题，巩固所学知识。

2.查阅资料，了解基因工程在生物医学、农业、环境保护等领域的应用实例。

六、教学反思

1.教师对本节课的教学效果进行反思，分析教学过程中的优点和不足。

2.教师根据学生的反馈，调整教学方法，提高教学质量。六、学生学习效果学生学习效果主要体现在以下几个方面：

1.知识掌握：

-学生能够准确描述基因工程的基本概念和原理，包括基因、基因表达载体、受体细胞等。

-学生能够列举并解释基因工程中的关键步骤，如目的基因的获取、基因表达载体的构建、目的基因的导入和检测与鉴定。

-学生能够理解不同基因工程技术的应用场景和优缺点。

2.技能提升：

-学生通过实验操作，掌握了基因工程实验的基本技能，如PCR扩增、DNA测序、电泳分析等。

-学生能够独立完成基因工程实验的基本操作，如DNA的提取、连接、转化等。

-学生在实验过程中培养了实验设计、数据分析、问题解决等科研能力。

3.思维发展：

-学生通过学习基因工程，培养了批判性思维和逻辑推理能力，能够对实验结果进行分析和解释。

-学生能够将所学知识应用于实际问题，如设计实验方案、预测实验结果等。

-学生在讨论和合作中，提高了沟通能力和团队合作精神。

4.价值观培养：

-学生认识到基因工程在生物科学研究和实际应用中的重要作用，激发了对生命科学研究的兴趣。

-学生能够理解基因工程伦理问题，如基因编辑的道德争议、生物安全等。

-学生在了解基因工程对社会发展的影响后，增强了社会责任感和环保意识。

5.综合应用：

-学生能够将所学知识应用于解决实际问题，如设计基因工程实验方案、分析基因工程在农业、医学等领域的应用案例。

-学生在课后作业中，能够独立查阅资料，了解基因工程在生物医学、农业、环境保护等领域的最新研究进展。

-学生在课堂讨论中，能够提出有见地的观点，并与同学进行深入的交流。七、内容逻辑关系①基因工程的基本概念

-基因：生物体遗传信息的载体，决定生物性状的基本单位。

-基因工程：通过对基因进行操作，改变生物体的遗传特性，以达到预期目的的技术。

②基因工程的基本操作程序

①目的基因的获取

-基因来源：基因库、基因合成等。

-基因提取方法：PCR技术、限制性内切酶酶切等。

②基因表达载体的构建

-载体种类：质粒、噬菌体等。

-载体与目的基因的连接：同源重组、粘性末端连接等。

③将目的基因导入受体细胞

-导入方法：转化、显微注射等。

-影响导入效率的因素：细胞状态、载体浓度等。

④目的基因的检测与鉴定

-检测方法：DNA分子杂交、Westernblot等。

-实验结果分析：判断目的基因是否成功导入受体细胞。

③基因工程的应用

-生物医学：基因治疗、基因诊断等。

-农业：转基因作物、抗虫害作物等。

-环境保护：生物降解、生物修复等。

④基因工程的伦理问题

-基因编辑的道德争议。

-生物安全：基因逃逸、生物污染等。八、典型例题讲解1.例题：某科学家计划通过基因工程技术将人类胰岛素基因导入大肠杆菌中，以便大量生产胰岛素。请简述该实验中可能使用的基因表达载体的种类和构建方法。

答案：该实验中可能使用的基因表达载体种类为质粒，构建方法包括：首先，使用限制性内切酶将人类胰岛素基因和质粒同时切割，产生相同的粘性末端；然后，利用DNA连接酶将人类胰岛素基因与质粒连接起来；最后，通过筛选和鉴定，获得含有目的基因的表达载体。

2.例题：在进行基因工程操作时，为什么要使用限制性内切酶？

答案：限制性内切酶能够识别特定的DNA序列，并在这些序列处切割DNA，产生具有粘性末端的DNA片段。这有利于将目的基因和载体连接起来，因为粘性末端可以互补配对，从而实现目的基因的插入。

3.例题：在基因工程中，如何检测目的基因是否成功导入受体细胞？

答案：可以通过DNA分子杂交实验来检测。将提取的受体细胞DNA与标记的目的基因探针进行杂交，如果出现杂交带，则表明目的基因已成功导入受体细胞。

4.例题：基因工程在农业领域的应用有哪些？

答案：基因工程在农业领域的应用包括：培育转基因作物，如抗虫害、抗除草剂、提高产量等；生产转基因动物，如抗病动物、提高生长速度等。

5.例题：基因编辑技术有哪些伦理问题？

答案：基因编辑技术存在以下伦理问题：基因编辑可能引起不可预测的副作用；基因编辑可能加剧社会不平等，因为只有富裕人群才能负担得起基因编辑治疗；基因编辑可能被用于非医学目的，如增强人类智力或改变人类外观。作业布置与反馈作业布置：

1.完成课后练习题，包括选择题、填空题和简答题，以巩固对基因工程基本概念和操作程序的理解。

2.选择一个感兴趣的基因工程应用领域，如农业、医学或环境保护，进行文献查阅，撰写一篇简短的报告，概述该领域的现状、挑战和未来发展方向。

3.设计一个简单的基因工程实验方案，包括实验目的、原理、材料、步骤和预期结果，并说明选择该实验方案的原因。

作业反馈：

1.对学生的课后练习题进行批改，重点关注学生对基本概念和操作程序的理解程度，以及解题过程中的逻辑性和准确性。

2.对于学生的文献查阅报告，评估其信息获取能力、分析能力和写作能力，同时检查报告的内容是否符合要求。

3.对于实验方案设计，评价其科学性、可行性和创新性，指出方案中可能存在的问题，如实验步骤的合理性、材料的选择等。

4.提供具体的反馈意见，对于错误或不足之处，给出改进建议，如补充相关理论知识、调整实验步骤、改进实验设计等。

5.鼓励学生在课后进行自我反思，思考如何将所学知识应用于实际问题，并积极参与课堂讨论和实验操作，以提高实践能力。教学反思与总结这节课下来，我觉得有几个地方做得还不错，也有一些地方可以改进。

首先，我觉得课堂氛围营造得还可以。通过一些实际案例的引入，学生们对基因工程这个话题产生了兴趣，参与度很高。在讨论环节，大家都能积极发言，这让我很欣慰。

然后，我在讲解基因表达载体的构建这部分时，可能讲解得有些快，有的学生反应不过来。我注意到有几个学生眼神有些迷茫，所以我决定在接下来的教学中，我会放慢节奏，确保每个步骤都讲解得更加清晰。

至于教学策略，我觉得实验操作环节是关键。我让学生们亲自操作，这样可以