3.2 基因工程的基本操作程序第2课时教学设计2022-2023学年高二下学期生物人教版选择性必修3

山西省“问题导学”新课堂---基于整体设计理念下的课堂教学 教材版本： 人教版 模块： 选择性必修3《生物技术与工程》 章/单元：第三章、基因工程 第二节：基因工程的基本操作程序(第2课时) （教学设计） 绛县中学 王琳茜 一、单元教学目标： 1.通过资料分析，概述基因工程是在分子生物学等学科的基础上发展而来的；通过小组合作模拟相关酶的作用过程，阐明DNA重组技术的实现需要利用限制性内切核酸酶、DNA连接酶和载体三种基本工具； 2.通过基于实际问题解决的学习过程，阐明基因工程的基本操作程序主要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和目的基因及其表达产物的检测鉴定等步骤。 3.通过资料的收集、加工、整理，举例说明基因工程在农牧、食品及医药等行业的广泛应用改善了人类的生活品质，认同基因工程应用的重要意义;通过辩论等活动，关注并讨论转基因技术的安全问题。 4.通过模拟设计方案以弥补基因工程方案的不足,概述人们根据基因工程原理，进行蛋白质设计和改造，可以获得性状和功能更符合人类需求的蛋白质；通过资料收集、整理、分析和综合，举例说明依据人类需要对原有蛋白质结构进行基因改造、生产目标蛋白的过程。 二、课时教学目标与评价目标（课标质量描述）： 教学目标： 1.简述基因表达载体的构建的具体操作方法； 2.简述将目的基因导入受体细胞的具体操作方法； 3.简述目的基因的检测与鉴定的方法； 4.能够针对生产或生活中的某一需求，选取适当的基因工程的技术和方法，尝试设计获得某一转基因产品的方案； 评价目标：能够针对生产或生活中的某一需求，选取适当的基因工程的技术和方法，尝试设计获得某一转基因产品的方案 三、学科核心素养（课时）： 1.生命观念：能根据基因表达载体的构建，树立结构与功能观； 2.科学思维：能用流程图的形式概括出具体操作程序； 3.科学探究：针对人类生活生产中的某一需求，能选取适当的基因工程技术和方法，设计获得某一转基因产品的方案并就其中的某些问题展开探究； 4.社会责任：面对日常生活或社会热点话题中与基因工程有关的话题时，能基于基因工程的基本原理和操作流程表达自己的观点； 四、教学思路 《基因工程的基本操作程序》是基因工程的核心内容，但本节内容难点、疑点较多，学生学起来有一定的困难，因此，在教学时要采取简约、形象的教学策略，同时需创造有效情境，强调知识的渐进性、系统性、科学性和通俗性，整节内容需要遵循从整体到部分再到整体的教学思路，针对本课时，需要注重从部分到整体的整合： 首先介绍视频介绍抗虫棉诞生的时代背景和郭三堆先生对我国抗虫棉技术的发展做出的突出贡献，认同我国在基因工程领域取得的瞩目成就，培养学生的自信心和自豪感。通过课前预习，学生能够简述各个步骤的具体操作方法，在课堂上，借助课堂问题探究，对教材内容进行整合和细化，强调各操作的注意事项。然后总结并加以应用，创设转基因鲤鱼的目标生物，使学生将整个基因工程的操作流程有效地串联起来，加深对基因工程的认识和理解。 五、教学过程 （一）创设情境 视频观看大量使用杀虫剂的危害，介绍抗虫棉诞生的时代背景，介绍郭三堆先生打破了美国对抗虫棉技术的垄断地位，对我国抗虫棉技术的发展做出的突出贡献。 设计意图：转基因抗虫棉是我国科学家自主取得的重大科技成果，了解相关知识背景能增强学生的民族自豪感和自信心，激发他们的求知欲。 （二）课堂探究 任务一：转基因抗虫棉是将一种来自细菌、可专门破坏棉铃虫消化道的Bt基因经过改造，转到棉花中获得的。下图是利用基因工程技术培育抗虫棉的部分过程示意图，其中，Pst I、Sma I、EcoR I、Apa I为四种限制酶。请结合课本相关知识，完成基因表达载体的构建过程。 Pst I 问题一：图示过程的名称是什么？在基因工程中的地位如何？ 问题二：卡那霉素抗性基因的作用是什么？在基因表达载体中还应该存在哪些结构？ 问题三：在基因表达载体构建时，能不能选择Sma I？如果不能，请表述原因。 问题四：方案①：单独使用Pst I一种限制酶处理；方案②：同时使用Pst I、EcoR I两种限制酶处理；两种方案都可得到目的基因，哪种方案更好？为什么？ 设计意图：限制酶的选择作为基因工程基本操作程序中的一个难点，在任务一中进行了针对性的讲解和训练，通过问题一、二，明确了基因表达载体构建的核心地位，重点通过问题三、四地探究，归纳总结，概括出选择限制酶时不能破坏目的基因，且可以使用不同的限制酶进行切割处理，以避免目的基因和质粒的自身环化及随意结合。 任务二：农杆菌是一种在土壤中生活的微生物，能在自然条件下侵染双子叶植物和裸子植物，在抗虫棉的培育过程中就发挥了重要作用。请结合课本相关知识，概述将目的基因导入受体细胞的方法。 问题一：试用