（新教材同步備課）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學設計新人教版選擇性必修3學校授課教師課時授課班級授課地點教具教學內容新教材同步備課2024春高中生物第3章基因工程3.2.2節“基因工程的基本操作程序”，主要內容包括基因工程的基本操作程序概述、目的基因的獲取、基因表達載體的構建、目的基因導入受體細胞以及目的基因的檢測與鑒定等。本節課旨在幫助學生理解基因工程的基本操作步驟，掌握相關技術原理，培養科學思維和實驗操作能力。核心素養目標分析本節課旨在培養學生的生物科學素養，包括生命觀念、科學思維、探究實踐和態度責任四個方面。通過學習基因工程的基本操作程序，學生能夠形成對生物多樣性和基因多樣性的認識，培養運用科學方法分析和解決問題的能力，提升實驗操作技能，并樹立尊重生命、敬畏自然的科學態度。重點難點及解決辦法重點：

1.基因表達載體的構建：理解并掌握構建基因表達載體的原理和方法，包括目的基因的插入、標記基因的選擇等。

2.目的基因導入受體細胞：了解不同受體細胞的導入方法，如顯微注射、電穿孔等，并理解其原理。

難點：

1.基因工程操作的復雜性：理解基因工程涉及的多步驟操作，包括目的基因的獲取、載體構建、導入和檢測等。

2.基因表達調控：理解基因表達載體的構建中如何調控目的基因的表達，包括啟動子、終止子的選擇和優化。

解決辦法：

1.通過實例分析，幫助學生理解基因表達載體的構建過程。

2.采用實驗演示或模擬實驗，讓學生直觀感受基因導入受體細胞的過程。

3.通過課堂討論和小組合作，引導學生探究基因表達調控的機制。

4.提供豐富的教學資源，如視頻、圖表等，幫助學生理解復雜操作步驟和調控機制。教學方法與策略1.采用講授法結合案例分析，闡述基因工程的基本操作程序，確保學生對概念的理解。

2.設計小組討論活動，讓學生探討不同基因導入方法的優缺點，培養批判性思維。

3.利用實驗模擬軟件，讓學生虛擬操作基因工程實驗，增強實踐技能。

4.運用多媒體教學，通過視頻展示基因表達載體的構建過程，提高學生的學習興趣和理解度。教學流程1.導入新課（用時5分鐘）

-展示生活中常見的基因工程應用案例，如轉基因食品、生物制藥等，激發學生的興趣。

-提問：同學們，你們知道什么是基因工程嗎？它有哪些應用呢？

-引導學生回顧已學知識，如DNA的結構、基因的表達等，為新課的學習做好鋪墊。

2.新課講授（用時15分鐘）

-講解基因工程的基本操作程序概述，包括目的基因的獲取、基因表達載體的構建、目的基因導入受體細胞以及目的基因的檢測與鑒定等。

-詳細講解基因表達載體的構建過程，包括目的基因的插入、標記基因的選擇等。

-介紹不同受體細胞的導入方法，如顯微注射、電穿孔等，并解釋其原理。

3.實踐活動（用時15分鐘）

-利用實驗模擬軟件，讓學生虛擬操作基因工程實驗，如構建基因表達載體、導入受體細胞等。

-分組進行實驗操作，讓學生親身體驗基因工程的基本操作程序。

-對學生的實驗結果進行點評，引導學生總結經驗教訓。

4.學生小組討論（用時10分鐘）

-學生分組討論以下三個方面：

1.基因表達載體的構建過程中，如何選擇合適的啟動子和終止子？

-舉例：討論不同啟動子的特性和適用范圍，如T7啟動子、CMV啟動子等。

2.在基因導入受體細胞的過程中，如何提高導入效率？

-舉例：討論不同導入方法的優缺點，如顯微注射、電穿孔等。

3.如何檢測和鑒定目的基因？

-舉例：討論PCR、Southernblot等分子生物學技術。

5.總結回顧（用時5分鐘）

-回顧本節課的重點內容，如基因工程的基本操作程序、基因表達載體的構建、目的基因導入受體細胞等。

-強調本節課的重難點，如基因表達調控、基因導入效率等。

-鼓勵學生在課后查閱資料，深入了解基因工程的相關知識。

教學流程總用時：45分鐘教學資源拓展1.拓展資源：

-基因工程的歷史與發展：介紹基因工程的發展歷程，從早期的研究到現代的基因編輯技術，如CRISPR-Cas9。

-基因工程的應用領域：探討基因工程在農業、醫藥、環境保護等領域的應用實例，如轉基因作物的種植、基因治療的研究等。

-基因表達調控機制：深入研究基因表達調控的分子機制，包括轉錄因子、表觀遺傳學等概念。

-分子生物學技術：介紹與基因工程相關的分子生物學技術，如PCR、DNA測序、Westernblot等。

2.拓展建議：

-鼓勵學生閱讀相關科普書籍，如《基因革命》、《基因傳》等，以了解基因工程的背景和發展。

-建議學生觀看與基因工程相關的紀錄片或教育視頻，如《基因的奧秘》、《解碼生命》等，以直觀地了解基因工程的應用。

-推薦學生參與科學實驗或科研項目，如基因編輯技術的實驗操作、轉基因植物的種植等，以親身體驗基因工程的實際應用。

-鼓勵學生關注國內外基因工程領域的最新研究進展，如通過閱讀科學期刊、參加學術講座等方式，保持對基因工程的持續關注。

-建議學生撰寫有關基因工程的科普文章或研究報告，以加深對基因工程的理解和表達能力。

-鼓勵學生參與辯論或討論，就基因工程的社會倫理問題、安全性問題等進行思考和交流。

-建議學生參與社區服務活動，如組織科普講座、參觀生物技術實驗室等，以普及基因工程知識，提高公眾的科學素養。課堂1.課堂評價

-提問與回答：通過課堂提問，檢查學生對基因工程基本操作程序的理解程度。例如，提問“基因表達載體的構建過程中，有哪些關鍵步驟？”以評估學生對知識點的掌握。

-觀察學生參與度：觀察學生在課堂討論和實踐活動中的參與情況，如是否積極發言、是否能夠正確操作實驗設備等。

-實時反饋：在講解過程中，通過眼神交流、肢體語言等非言語方式，給予學生即時反饋，幫助學生理解難點。

-小組合作評價：評估學生在小組討論中的表現，包括是否能夠有效溝通、是否能夠提出有建設性的意見等。

-實驗操作評估：在實驗操作環節，觀察學生的實驗技巧和實驗報告的撰寫，確保學生能夠正確執行實驗步驟并理解實驗結果。

2.作業評價

-實驗報告評價：對學生的實驗報告進行詳細批改，檢查實驗步驟是否正確、實驗數據是否準確、結論是否合理。

-課后練習評價：布置與基因工程相關的課后練習題，如設計基因表達載體的構建方案、分析基因編輯技術的應用等，評估學生的知識運用能力。

-小論文或報告評價：鼓勵學生撰寫關于基因工程的小論文或報告，評價其邏輯思維、文獻綜述和表達能力。

-反饋與鼓勵：在批改作業時，不僅要指出錯誤，還要給予學生積極的反饋和鼓勵，幫助學生改進學習方法和提高自信心。

3.形成性評價與總結性評價

-形成性評價：通過課堂提問、小組討論、實驗操作等環節，持續跟蹤學生的學習進度，及時調整教學策略。

-總結性評價：在課程結束后，通過期末考試或項目答辯等方式，對學生的學習成果進行綜合評價。

-評價反饋：將評價結果及時反饋給學生，幫助他們了解自己的學習狀況，并制定相應的改進計劃。

4.評價工具與方法

-自我評價：鼓勵學生進行自我評價，反思自己在學習過程中的優點和不足。

-同伴評價：組織學生進行同伴評價，相互學習，共同進步。

-教師評價：教師根據學生的課堂表現、作業完成情況、實驗報告等，進行全面評價。

-多元評價：結合定量評價和定性評價，綜合評估學生的學習效果。內容邏輯關系①基因工程的基本操作程序概述

-重點知識點：基因工程的基本步驟、目的和意義

-關鍵詞：基因工程、基本操作程序、目的基因、基因表達載體、受體細胞、檢測與鑒定

②目的基因的獲取

-重點知識點：目的基因的來源、提取和純化方法

-關鍵詞：目的基因、DNA提取、PCR擴增、限制性內切酶、基因克隆

③基因表達載體的構建

-重點知識點：基因表達載體的組成、構建方法和注意事項

-關鍵詞：基因表達載體、啟動子、終止子、標記基因、載體質粒、重組DNA技術

④目的基因導入受體細胞

-重點知識點：受體細胞的種類、導入方法和技術

-關鍵詞：受體細胞、顯微注射、電穿孔、基因槍、農桿菌轉化

⑤目的基因的檢測與鑒定

-重點知識點：檢測和鑒定目的基因的方法和技術

-關鍵詞：DNA測序、PCR擴增、Southernblot、Westernblot、基因表達分析重點題型整理1.題型一：基因表達載體的構建步驟

-問題：請簡述基因表達載體的構建步驟。

-答案：基因表達載體的構建步驟包括：選擇合適的載體質粒、插入目的基因、添加標記基因、構建重組DNA分子、轉化受體細胞。

2.題型二：目的基因的獲取方法

-問題：目的基因可以通過哪些方法獲取？

-答案：目的基因可以通過PCR擴增、限制性內切酶酶切、DNA提取等方法獲取。

3.題型三：基因導入受體細胞的方法

-問題：請列舉幾種基因導入受體細胞的方法，并簡要說明其原理。

-答案：基因導入受體細胞的方法包括顯微注射、電穿孔、基因槍、農桿菌轉化等。顯微注射是通過顯微鏡操作將DNA直接注入細胞核；電穿孔是利用電場使細胞膜暫時通透，使DNA進入細胞；基因槍是利用高速射出的金屬微粒將DNA包裹在微粒中，使DNA進入細胞；農桿菌轉化是利用農桿菌的天然轉化能力將DNA導入植物細胞。

4.題型四：目的基因的檢測與鑒定方法

-問題：請列舉幾種目的基因的檢測與鑒定方法，并簡要說明其原理。

-答案：目的基因的檢測與鑒定方法包括PCR擴增、Southernblot、Westernblot等。PCR擴增是通過DNA聚合酶在特定引物的作用下，擴增目的基因的DNA片段；Southernblot是將DNA固定在膜上，通過探針與目的基因的互補配對進行檢測；Westernblot是將蛋白質固定在膜上，