3.2基因工程是一种重组DNA技术教学设计2026-2027学年高二下学期生物沪科版选择性必修3

教学设计 课程基本信息 学科 生物学（沪科技版） 年级 高三 学期 秋季 课题 基因工程是一种重组DNA技术（第一课时） 教学目标 1. 阐述重组DNA技术的实现需要限制性内切核酸酶、DNA连接酶和载体三种基本工具，通过比较与分析、模型与建模、归纳与概括等，概述三种工具的作用和作用特点，深化生物分子结构与功能的关系。 2. 通过建模活动，领会并运用DNA分子操作的基本原理，促进科学探究能力和科学思维的发展。 教学重难点 教学重点： 基因工程三种基本工具的作用和作用特点。 教学难点： 运用结构与功能观理解三种基本工具的作用机理。 教学过程 教学环节 教师行为 学生行为 设计意图 情境引入 问题 【案例】 全球糖尿病患者人数众多，对胰岛素需求量大。基因工程通过大肠杆菌实现人胰岛素大规模生产，而DNA分子直径平均只有2nm，需要借助精细的分子工具。 【核心问题】 基因工程需要哪些工具？它们的功能是什么？具有怎样的作用特点或必备条件呢？ 聆听，回顾中心法则 思考 设置情境，引出本节课内容，明确本节课的学习任务 任务一：认识限制性内切核酸酶 任务二：认识载体 任务三：认识DNA连接酶 展示限制性内切核酸酶EcoR I酶切过程和结果。分析EcoR I的识别序列、切割的化学键、切割后形成的黏性末端的特点。 活动1：写出表格中5种不同的限制性内切核酸酶识别序列长度、黏性末端类型及序列。思考以下问题： ①黏性末端的方向都是相同的吗？ ②不同限制性内切核酸酶切割形成的末端一定不同吗?能否拼接呢? ③不同的限制性内切核酸酶，所识别的序列一定不同吗？请举例说明。 初步归纳限制性内切核酸酶概念 目的基因需要分子运载工具——载体 活动2：请各位同学观察这3种质粒，选择最合适的质粒与胰岛素基因拼接，并说明理由。 归纳、概括载体的概念 播放DNA连接酶相关视频和动画，思考以下问题： ①DNA连接酶的作用是什么? ③DNA连接酶作用的两个DNA片段需要满足什么条件? 归纳、概括DNA连接酶概念 活动3：请根据《学习任务单》提供的信息，利用基因工程三种基本工具，模拟人胰岛素DNA分子重组过程。并把重组DNA分子粘在《学习任务单》相应位置。 聆听，思考 回答、思考、作答 归纳概括限制性内切核酸酶概念 比较、思考、作答 观看，聆听，思考，作答 思考，动手操作， 比较与分析 培养科学探究能力，比较与分析、归纳与概括、图文信息转化、模型与建模等科学思维能力，深化结构与功能观 运用前概念，尝试解决新情境问题，深化结构与功能观，加深对载体的认识 培养科学探究能力，模型与建模、比较与分析等科学思维能力，深化结构与功能观，应用所学知识解决实际问题 小结及作业 总结本节课内容。 布置本节课作业。 以思维导图的形式，归纳本节课内容。 由学生自主完成概念建构与观念形成。 课程基本信息 学科 生物学（沪科技版） 年级 高三 学期 秋季 课题 基因工程是一种重组DNA技术（第二课时） 教学目标 3. 通过重组人胰岛素案例分析，阐述基因工程的原理和基本操作程序。 4. 基于细胞内DNA复制的原理，通过资料分析、模型建构等，理解PCR技术原理、条件、过程及结果，提高科学探究和科学思维能力。 5. 通过模型与建模、比较与分析、归纳与概括等，说出基因表达载体建构的过程，深化生物分子结构与功能的关系。 教学重难点 教学重点： 1.基因工程的基本操作步骤。 2.目的基因筛选与获取方法。 3.基因表达载体的构建及组成。 教学难点： 1.利用PCR获取和扩增目的基因。 2.构建基因表达载体。 教学过程 教学环节 教师行为 学生行为 设计意图 情境引入 问题 【案例】 播放重组人胰岛素生产大规模生产流程。 【核心问题】 基因工程的基本操作步骤有哪些？ 每一步涉及的方法和技术有哪些？ 观看，思考 设置情境，引出本节课内容，明确本节课的学习任务 任务一：构建基因工程基本步骤 任务二：获取目的基因 任务三：构建基因表达载体 归纳基因工程基本操作步骤。 依据对目的基因背景知识的了解程度，采用不同方法获取目的基因。 ·介绍大规模筛选法、化学合成法 ·介绍PCR技术原理 活动1-1：请阅读《学习任务单》中的资料，探究PCR的反应条件，并与同伴交流。 活动1-2：请阅读教材78-79页内容，探究PCR的基本程序，并与同伴交流。 活动2：请各位同学借助数字化资源，查询人胰岛素基因编码链序列，尝试设计引物，利用PCR技术扩增目的基因，并思考以下问题。 ①设计引物有什么要求？请说说理由。 ②引物可以重复利用吗？请说说理由。 活动3：基于PCR原理和过程，说一说如何利用PCR获取目的基因。 基于基因工程三种工具，简述基因表达载体的构建过程。 活动4：请根据补充信息，利用基因工程三种基本工具，再次模拟人胰岛素DNA分子重组过程。并把重组DNA分子粘在《学习任务单》相应位置。 选择限制性内切核酸酶小结 讨论，作答 观看，思考 思考，作答，交流 思考，作答，交流 思考，操作，作答，交流 思考，作答， 讨论 思考，动手操作， 归纳与概括 思考，作答 培养获取信息、比较与分析、归纳与概括、图文信息转化、模型与建模等科学思维能力，提升科学探究能力 数字化助力课堂教学，培养动手操作、实践能力，发展学科核心素养。 运用前概念，尝试解决新情境问题，深化结构与功能观，加深对载体的认识 小结及作业 请尝试以思维导图的形式，归纳本节课内容。 布置本节课作业。 以思维导图的形式，归纳本节课内容。 由学生自主完成概念建构与观念形成。 教学设计 课程基本信息 学科 生物学（沪科技版） 年级 高三 学期 秋季 课题 基因工程是一种重组DNA技术（第三课时） 教学目标 6. 通过情境和资料，采用演绎与推理、归纳与概括的方法，以文字或图示的形式，阐述目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定的方法。构建转基因动植物培育流程图，深化生物分子结构与功能的关系。 7. 在完整阐述基因工程四大操作步骤的基础上,从PCR获取目的基因以及目的基因表达产物检测和鉴定中举例总结科学探究的基本程序,并对给定的基因工程项目提出合理的设计操作方案。 8. 基于对基因工程的原理和操作流程的认识，以理性的态度对待基因工程的研发和应用。 教学重难点 教学重点： 1.阐述目的基因导入植物细胞、动物细胞和微生物细胞的方法。 2.通过对抗药性筛选法和显色筛选法的分析，归纳筛选的一般原理。 3.针对人类生产或生活中的某一需求，能运用基因工程尝试设计某一转基因产品的工程学方案。 教学难点： 1.阐述抗药性筛选法和显色筛选法的原理。 2.针对人类生产或生活中的某一需求，能运用基因工程尝试设计某一转基因产品的工程学方案。 教学过程 教学环节 教师行为 学生行为 设计意图 情境引入 问题 【案例】 重组人胰岛素生产大规模案例。 【核心问题】 基因工程的基本操作步骤有哪些？每一步涉及的方法和技术有哪些？ 设置情境，引出本节课内容，明确本节课的学习任务 任务一：导入受体细胞 任务二：筛选和鉴定含有目的基因的受体细胞 任务三：构建转基因动植物需要针对特定受体细胞进行操作 ·重组DNA分子导入大肠杆菌的效率很低，如何提高？ 介绍转化方法 如何知道基因已经导入受体细胞？基因导入细胞就能表达吗？如何判断基因工程是否成功？ 结合图示，说一说抗药性筛选法的原理和过程。 活动1：根据材料信息，参考抗药性筛选法的原理和过程，阐述显色筛选法的原理和过程，并与同伴交流。 筛选法小结。 活动2：阅读教材p87-88页相关内容，结合胚胎工程等内容，绘制培育转基因动物流程图。 总结转基因动物的构建过程。 活动3：阅读教材p88页内容和展示资料，结合植物细胞工程内容，设计培育转基因抗虫棉工程学流程或方案。 思考，聆听 阅读，观看，思考、作答 思考，作答 思考，动手设计流程图，讨论 思考，动手设计转基因抗虫棉培育基本操作步骤和每一步涉及的技术或方法，与同伴交流、讨论 培养获取信息、比较与分析、演绎与推理科学思维能力 培养获取信息、比较与分析、演绎与推理科学思维能力 运用前概念，尝试解决新情境问题，深化结构与功能观 设计工程学方案，培养学生综合能力，深化对基因工程基本步骤、涉及的技术和方法的理解，应用概念 小结及作业 请尝试以思维导图的形式，归纳基因工程基本操作步骤及每一步骤采用的方法和技术。 布置本节课作业。 以思维导图的形式，归纳本节课内容。 由学生自主完成概念建构与观念形成。 学科网（北京）股份有限公司 $