3.2基因工程的基本操作程序教学设计人教版(2019)选择性必修3.docx

《基因工程的基本操作程序》教学设计

一、教材分析

《基因工程的基本操作程序》是人教版高中生物选择性必修3第3章第2节的内容，本节是本章的核心，具有承上启下的作用。本节内容体现了前一节介绍的“分子工具”的综合运用，涉及的技术和操作流程又是后一节介绍的基因工程应用的基础。本节教学难点颇多，分子水平的操作较为抽象，学生学习有一定的困难，削枝强干能降低他们学习的负担，提高学习的效果。在阐明了培育转基因抗虫棉的四个基本步骤后，教材再推而广之，概括了基因工程的基本操作流程，并简单补充介绍了基因工程涉及的其他技术和方法。

二、学情分析

从知识方面，学生在高一必修2《遗传与进化》中已经学习了理论基础，同时前一节介绍的“分子工具”也为本节课的学习奠定了基础。学习本节课之后，能够阐述基因工程的基本操作流程，并了解基因工程涉及的其他技术和方法。但本节课涉及的分子水平的操作程序较为抽象，需要通过模型建构化抽象为具体。最后，通过“到社会中去”以及“练习与应用”等资料升华了学生的情感，引导他们以科学、理性的态度对待基因工程取得的成果。

教学目标

1、阐明基因工程的原理和基本操作程序。（生命观念）

2、针对人类生产和生活中的需求，选取适当的基因工程的技术和方法，尝试设计获得干扰素的方案。（科学思维、科学探究、社会责任）

3、尝试构建模型，模拟PCR获取和扩增目的基因的过程（科学思维）

4、通过建构模型来模拟基因表达载体建构的过程，直观的呈现单酶切所存在的问题并能通过分析提出相应的解决办法。（科学思维）

四、教学重难点

教学重点：1.PCR的原理和过程

2.基因表达载体的结构组成和建构过程

教学难点：1.理解PCR技术获得目的基因的原理以及引物设计在PCR过程中的重要性

如何选择合适的限制酶来切割目的基因和质粒以便于更好的构建基因表达载体

五、教学方法

情境化教学、模型构建法、讨论法、合作探究法

教学过程

教学环节

教师活动

学生活动

设计意图

新课导入

干扰素在临床上被广泛用于治疗病毒感染性疾病及多种癌症，传统方法生产干扰素的产量极低。1993年，我国批准生产由侯云德院士研究和开发的药物重组人干扰素α-1b，它是我国第一个具有自主知识产权的基因工程药物，通过转基因的大肠杆菌来生产。

认识并了解“中国干扰素之父”侯云德院士的突出贡献

联系生活实例，激发学生的学习兴趣，调动学生学习的积极性，自然过渡到本节学习内容。

基因工程的基本操作程序

任务1：请同学们尝试设计通过基因工程生产人干扰素的方案

总结基因工程的基本操作程序：目的基因的筛选与获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。

思考并回答通过基因工程生产人干扰素的方案

任务驱动，引导学生深入思考基因工程的基本操作程序

第一步目的基因的筛选与获取

1、目的基因

概念：在基因工程的设计和操作中，用于改变受体细胞性状或获得预期

表达产物等的基因。

2、目的基因的筛选

筛选方法：从相关的已知结构和功能清晰的基因中进行筛选

3．利用PCR获取和扩增目的基因

表格展示PCR与体内DNA复制的区别

讲解PCR的含义、条件和过程

任务2：构建模型，模拟PCR获取和扩增目的基因的过程

播放PCR过程的视频

回顾体内DNA复制过程，比较PCR与体内DNA复制的不同

进行小组讨论，尝试模拟PCR获取和扩增目的基因的过程，并展示小组合作学习结果

通过完成表格，培养学生获取信息的能力，提高学生分析问题，解决问题的能力。

培养建模的科学思维、语言表达能力以及小组合作学习能力

第二步

基因表达载体的构建

引导学生自主阅读并思考基因表达载体的组成

讲解基因表达载体各元件的作用

任务3：尝试构建基因表达载体的物理模型

若使用一种限制酶（单酶切）同时切割干扰素基因和质粒，产物共有几种连接情况？（剪刀模拟限制酶，透明胶带模拟DNA连接酶）

自主阅读教材并思考问题

建基因表达载体的物理模型

通过小组合作学习，构建单酶切时产物情况的模型

思考如何避免单酶切时产物多样化问题？

培养自主学习能力和获取信息的能力

培养建模的科学思维、语言表达能力以及小组合作学习能力

七、板书设计

3.2基因工程的基本操作程序

一、目的基因的筛选与获取

1.目的基因的概念

2.目的基因的筛选

3.利用PCR技术获取和扩增目的基因

二、基因表达载体的构建

1.目的2.组成3.建构过程