3.1 重组DNA技术的基本工具（教学设计）轻松课堂2023-2024学年新教材高中生物选择性必修3 生物技术与工程（人教版，多选）.docx

3.1重组DNA技术的基本工具（教学设计）轻松课堂2023-2024学年新教材高中生物选择性必修3生物技术与工程（人教版，多选）

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教学内容

本节课选自2023-2024学年新教材高中生物选择性必修3《生物技术与工程》（人教版）第3章“基因工程与生物技术”，重点讲解3.1节“重组DNA技术的基本工具”。教学内容主要包括以下三个方面：

1.介绍重组DNA技术的基本原理；

2.阐述限制酶、DNA连接酶和运载体在重组DNA技术中的作用；

3.分析基因克隆、基因编辑等现代生物技术中重组DNA技术的应用。

核心素养目标分析

本节课的核心素养目标旨在培养学生的生命观念、科学思维和科学探究能力。通过学习重组DNA技术的基本工具，使学生能够形成以下核心素养：

1.强化生命观念：理解基因重组的原理，认识到生物技术的应用对生命科学领域的重要影响；

2.培养科学思维：学会运用限制酶、DNA连接酶等工具进行基因操作，提高逻辑思维和分析问题的能力；

3.提高科学探究能力：通过分析基因克隆、基因编辑等实例，培养学生运用所学知识解决实际问题的能力，激发学生的创新意识。

教学难点与重点

1.教学重点

-重组DNA技术的基本原理：理解基因重组的过程，掌握限制酶、DNA连接酶和运载体在基因重组中的作用，以及它们协同完成基因克隆的机制。

-基因重组技术的应用：通过实例分析，了解基因重组技术在生物工程、医学等领域的应用，如基因克隆、基因编辑等。

-实验技能：培养学生具备基本的分子生物学实验操作技能，如DNA提取、酶切、连接和转化等。

2.教学难点

-限制酶和DNA连接酶的作用机理：学生需要理解限制酶识别特定序列并切割DNA的原理，以及DNA连接酶如何将DNA片段连接成完整的分子。

-基因克隆和编辑的实验步骤：掌握基因克隆和编辑的具体实验流程，包括实验设计、操作步骤和结果分析等，这对于学生来说是一大挑战。

-安全与伦理问题：引导学生认识到生物技术在实际应用中的安全性和伦理问题，如基因编辑可能引发的道德争议，要求学生在掌握技术的同时，具备一定的社会责任感。

教学方法与策略

1.选择适合教学目标和学习者特点的教学方法，采用讲授与讨论相结合的方式，引导学生深入理解重组DNA技术的基本原理和应用。同时，结合案例研究，让学生通过具体实例分析掌握基因克隆和编辑的过程。

2.设计具体的教学活动，组织学生进行角色扮演，模拟实验室中的科学家，进行实验操作和结果分析。此外，设计互动游戏，帮助学生巩固对限制酶、DNA连接酶等基本工具的理解。

3.确定教学媒体使用，利用多媒体课件、网络资源和实验室设备，为学生提供丰富的视觉和实操体验。通过视频资料展示实验操作流程，提高学生对实验步骤的认识和掌握。同时，鼓励学生利用网络资源进行自主学习，拓展知识面。

教学过程设计

1.导入环节（5分钟）

创设情境：教师通过展示基因编辑技术成功治疗遗传疾病的新闻案例，引发学生对基因重组技术的兴趣。提出问题：“你们认为基因重组技术是如何实现遗传疾病的治疗的？它在我们生活中还有哪些应用？”

2.讲授新课（15分钟）

a.基本原理：教师简要讲解重组DNA技术的基本原理，强调限制酶、DNA连接酶和运载体在基因重组过程中的作用。

-限制酶：讲解限制酶识别和切割DNA的原理。

-DNA连接酶：阐述DNA连接酶如何将DNA片段连接成完整的分子。

-运载体：介绍常用的运载体类型及其在基因重组中的应用。

b.基因重组技术的应用：通过实例讲解基因克隆、基因编辑等技术的具体应用。

c.实验技能：简要介绍分子生物学实验操作技能，如DNA提取、酶切、连接和转化等。

3.巩固练习（10分钟）

a.练习：设计针对重组DNA技术基本原理和应用的选择题、填空题，让学生进行限时作答。

b.讨论：将学生分成小组，针对以下问题进行讨论：

-限制酶和DNA连接酶在基因重组过程中的作用是什么？

-常见的运载体有哪些？它们在基因重组技术中的应用有何不同？

-基因克隆和基因编辑技术在实际应用中的优点和局限是什么？

4.课堂提问（5分钟）

教师针对学生讨论过程中遇到的问题进行解答，并针对以下问题进行提问：

-重组DNA技术的原理是什么？

-基因克隆和基因编辑技术的具体应用有哪些？

-分子生物学实验操作技能包括哪些？

5.创新教学（5分钟）

a.角色扮演：邀请学生扮演科学家，进行实验操作和结果分析。

b.互动游戏：设计“基因重组大挑战”游戏，让学生在游戏中巩固对限制酶、DNA连接酶等基本工具的理解。

6.核心素养能力拓展（5分钟）

a.分析案例：分析基因编辑技术在医学、农业等领域的具体应用案例，培养学生的分析能力。

b.安全与