第3章 第2节 第1课时 目的基因的筛选与获取和基因表达载体的构建2023-2024学年新教材高二生物选择性必修3同步课堂高效讲义配套教学设计（人教版2019 单项）.docx

第3章第2节第1课时目的基因的筛选与获取和基因表达载体的构建2023-2024学年新教材高二生物选择性必修3同步课堂高效讲义配套教学设计（人教版2019单项）

课题：

科目：

班级：

课时：计划1课时

教师：

单位：

一、教学内容分析

1.本节课的主要教学内容是：目的基因的筛选与获取，以及基因表达载体的构建。

2.教学内容与学生已有知识的联系：本节课内容与人教版2019年高二生物选择性必修3第3章第2节有关，学生在学习了基因工程的基本概念和原理后，进一步掌握目的基因的筛选与获取方法，以及基因表达载体的构建过程。这与学生已掌握的基因工程基础知识相衔接，有助于加深对基因工程技术的理解。

二、核心素养目标

1.科学探究：通过实践操作和案例分析，培养学生的实验设计能力、观察能力和数据分析能力，使其能够独立完成目的基因的筛选与获取实验，并理解基因表达载体构建的原理。

2.科学思维：训练学生运用批判性思维和创造性思维，探讨基因工程技术在实际应用中的伦理问题，提升其科学伦理素养。

3.科学态度：培养学生严谨的科学态度，对待实验数据和结果能够客观、真实地记录和分析，形成正确的科学价值观。

三、教学难点与重点

1.教学重点

①目的基因的筛选与获取的方法和步骤，包括PCR技术、分子杂交等实验原理及操作。

②基因表达载体的构建过程，涉及载体的选择、基因的插入与重组等关键环节。

2.教学难点

①理解和掌握PCR技术的原理及在目的基因获取中的应用，包括引物的设计、DNA扩增等细节。

②掌握基因表达载体的构建细节，如不同类型载体的特点、基因插入位点的选择以及重组技术的实际操作。

四、教学方法与策略

1.采用讲授与讨论相结合的方法，首先讲解目的基因筛选与获取的理论知识，随后引导学生就相关案例进行讨论。

2.设计实验模拟活动，让学生通过实际操作体验目的基因的获取过程，增强实践能力。

3.利用多媒体教学资源，如视频、动画等，展示基因表达载体的构建过程，帮助学生直观理解复杂概念。

4.实施项目导向学习，让学生分组完成一个小型的基因工程项目，从设计到执行，全面提高学生的综合应用能力。

五、教学流程

1.导入新课（5分钟）

详细内容：通过提问方式引导学生回顾上一节课学习的基因工程基本概念，如“什么是基因工程？基因工程有哪些应用？”然后引入本节课的主题：“今天我们将学习基因工程中的一个关键步骤——目的基因的筛选与获取，以及基因表达载体的构建。”

2.新课讲授（15分钟）

详细内容：

①讲解目的基因筛选与获取的基本概念和方法，通过实例介绍PCR技术、分子杂交等技术的应用，强调其在基因工程中的重要性。

②详细介绍基因表达载体的构建过程，包括载体的选择、基因的插入与重组等步骤，使用多媒体资源展示具体操作流程。

③分析目的基因筛选与获取以及基因表达载体构建中的难点，如PCR引物设计原则、载体的选择标准等。

3.实践活动（10分钟）

详细内容：

①分组进行模拟实验，每组学生根据所学知识设计一个目的基因获取的实验方案。

②学生利用虚拟实验室软件模拟基因表达载体的构建过程，观察并记录每一步的结果。

③学生通过实验操作，实践PCR技术的模拟实验，理解其原理和操作步骤。

4.学生小组讨论（10分钟）

详细内容：

①讨论目的基因筛选与获取中可能遇到的问题及解决方案，例如如何避免实验中的污染。

②分析不同类型基因表达载体的优缺点，例如质粒载体、病毒载体等。

③探讨基因工程在生物技术中的应用，如基因治疗、转基因生物等，并讨论其伦理问题。

5.总结回顾（5分钟）

详细内容：教师引导学生回顾本节课的重点内容，包括目的基因的筛选与获取方法、基因表达载体的构建步骤以及实验中的关键注意事项。通过提问方式检查学生对知识点的掌握情况，如“在PCR扩增过程中，引物设计需要注意哪些方面？”确保学生对本节课的重难点有清晰的理解。

本节课的教学流程设计旨在通过理论与实践相结合的方式，帮助学生深入理解目的基因的筛选与获取以及基因表达载体的构建过程，培养他们的科学思维和实践操作能力。

六、拓展与延伸

1.提供与本节课内容相关的拓展阅读材料：

-《基因工程原理与技术》

-《现代分子生物学》中关于基因克隆与表达的相关章节

-《基因编辑技术及其应用》

-《生物技术伦理与法律》

2.鼓励学生进行课后自主学习和探究：

-研究CRISPR/Cas9基因编辑技术在目的基因获取中的应用，了解其原理和操作步骤。

-探索不同类型的基因表达载体在转基因生物中的应用，如植物转基因、动物转基因等。

-分析基因工程在医药领域的应用，如基因治疗、疫苗研发等，并讨论其对社会的影响。

-调查基因工程技术在农业中的应用，如转基因作物的开发与推广