2019版 人教版 高中生物学 选择性必修3 生物技术与工程《第3章 基因工程》大单元整体教学设计[2020课标]

2025年1月2210:56:08发布者:gggyyy 30 views 举报
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2019 版 人教版 高中生物学 选择性必修 3 生物技术

与工程《第 3 章 基因工程》大单元整体教学设计

[2020 课标]

一、内容分析与整合

二、《普通高中生物学课程标准(2017 年版 2020 年修订)》分

三、学情分析

四、大主题或大概念设计

五、大单元目标叙写

六、大单元教学重点

七、大单元教学难点

八、大单元整体教学思路

九、学业评价

十、大单元实施思路及教学结构图

十一、大情境、大任务创设

十二、单元学历案

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十三、学科实践与跨学科学习设计

十四、大单元作业设计

十五、“教-学-评”一致性课时设计

十六、大单元教学反思

一、内容分析与整合

(一)教学内容分析

《普通高中生物学课程标准( 2017 年版 2020 年修订)》对选择性必修

课程中的《生物技术与工程》模块提出了明确的要求,其中第三章《基因工

程》是核心内容之一。基因工程是现代生物技术的基石,它不仅在基础研究中

具有重要意义,而且在农业、医药、工业等多个领域具有广泛的应用前景。本

章内容不仅涉及基因工程的基本原理和操作方法,还包括基因工程的应用实例

以及与之相关的伦理和社会问题。

具体来说,本章《基因工程》的教学内容可以分为以下几个部分:

科技探索之路:基因工程的诞生和发展

回顾基因工程的发展历程,从艾弗里的肺炎链球菌转化实验到 CRISPR

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因编辑技术的出现,介绍基因工程领域的重要发现和突破。

分析基因工程诞生的科学基础和技术条件,包括 DNA 双螺旋结构的发现、

限制性内切核酸酶和 DNA 连接酶的应用等。

1 节 重组 DNA 技术的基本工具

介绍基因工程中的三种基本工具:限制性内切核酸酶(限制酶)、 DNA

接酶和载体(如质粒)。

通过具体实例,讲解这些工具在基因工程中的应用方法和原理。

探究・实践 DNA 的粗提取与鉴定

设计实验活动,让学生亲手操作,从生物材料中提取 DNA ,并通过二苯胺

试剂进行鉴定。

通过实验,加深学生对 DNA 物理和化学性质的理解,提高实验操作技能。

2 节 基因工程的基本操作程序

详细阐述基因工程的基本操作程序,包括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以及目的基因的检测与鉴定。

通过案例分析,让学生理解基因工程在实际操作中的应用和挑战。

探究・实践 DNA 片段的扩增及电泳鉴定

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介绍 PCR (聚合酶链式反应)技术,讲解其原理、操作步骤和在基因工程

中的应用。

设计实验活动,让学生使用 PCR 技术扩增特定的 DNA 片段,并通过琼脂

糖凝胶电泳进行鉴定。

拓展视野 历史不能忘记中国科学家对 PCR 的贡献

介绍中国科学家在 PCR 技术发展中的贡献,如钱 嘉韵 DNA 聚合

酶的分 和鉴定。

通过这一拓展内容,增 学生的 民族自豪感 和科研 自信 心。

3 节 基因工程的应用

介绍基因工程在农 业、医药 生和 食品 工业等领域的应用实例。

分析基因工程技术的 优缺点 ,探 其对社会 经济 影响 风险

4 蛋白 质工程的原理和应用

介绍 蛋白 质工程的 概念 、原理和方法,包括 蛋白 质的结构与 能关 、基

因定 技术等。

通过具体实例,展 示蛋白 质工程在药物研发、工业酶 改造 等方 的应用。

(二) 单元 内容分析

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单元 《基因工程》的内容 涵盖 了基因工程的基本原理、操作方法、应用

实例以及伦理和社会问题等多个方 。这些内容 互独立又 互联系 共同

了基因工程这一 复杂 庞大 知识

基础 知识 与核心 概念

基因工程的基本 概念 和原理是本 单元 的基础 知识 ,包括 DNA 的结构与 能、

基因的表达与 调控 等。

限制性内切核酸酶、 DNA 连接酶和载体等基因工程工具的 概念 和应用是本

单元 的核心内容之一。

实验操作与技能 培养

通过 DNA 的粗提取与鉴定、 DNA 片段的扩增及电泳鉴定等实验活动,

学生的实验操作技能和分析解 问题的能

这些实验活动不仅有 助于 学生加深对基因工程原理的理解,还能提高 他们

的动手能 和科学 素养

应用实例与社会 影响

基因工程在农 业、医药 生和 食品 工业等领域的应用实例是本 单元 的重

要内容之一。

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通过分析这些应用实例,学生可以了解基因工程技术的实际应用 价值 和社

影响

伦理与社会问题

基因工程技术的伦理和社会问题是本 单元 一个重要内容。

通过探 这些问题,学生可以 培养 科学 思维 和社会 责任感 ,学会从多个

度审 视和 评价 基因工程技术。

(三) 单元 内容

为了将本 单元 的内容有 效地整 合在一 形成 一个 完整 知识 ,可以

取以下 措施

领与 线 贯穿

基因工程 题, 贯穿整 单元 的教学内容。

通过设 系列 题相关的 课题和探究活动,将基因工程的基本原理、

操作方法、应用实例以及伦理和社会问题等内容有 机地联系 在一

知识迁移

在教学过程中, 知识迁移 用能 培养

通过案例分析、实验操作和 讨论 等方式, 导学生将 学的基因工程

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知识 应用到实际问题的解 中,提高 他们 思维 创新

学科 合与拓展 延伸

与其 学科的 合与拓展 延伸 ,如与物理学、化学、 信息 技术等学科

交叉融 合。

通过 学科的学 活动,拓 学生的视野和 知识面 培养他们 素养

创新

二、《普通高中生物学课程标准( 2017 年版 2020 年修订)》分解

高中生物学学科核心 素养

(一)生 命观念

命观念 观察 到的生 及相 系或 特性进行解 释后 抽象

人们经 过实 证后 观点 ,是能 理解 生物学相关 件和现 的意

观念 思想 方法。在《基因工程》这一 单元 中,生 命观念 培养主 要体现在以

下几个方

结构与

通过学 DNA 的结构与 能、基因的表达与 调控 知识 导学生 形成

构与 能相 应的生 命观念

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让学生理解基因工程技术的核心在 通过 改变 生物体的 遗传 物质来实现对

其性 的定 向改造

进化与

通过介绍基因工程在农 业中的应用实例,如转基因 抗虫棉 培育 等,

导学生理解生物进化与 应的原理。

让学生 认识 到基因工程技术是 人类利 用生物进化原理来 改造 生物性 的重

要手段之一。

稳态 平衡观

通过学 基因表达 调控 制, 导学生理解生物体内 环境 稳态 平衡

生物体 正常 生理 能的重要性。

让学生 认识 到基因工程技术可能通过 改变 生物体的基因表达模式来破

环境 稳态 平衡 ,从而 发一 系列 生物 安全 问题。

(二)科学 思维

科学 思维 指尊 实和 证据 崇尚严谨 实的求 知态度 用科学的

思维 方法 认识事 物、解 实际问题的 思维习惯 和能 。在《基因工程》这一

中,科学 思维 培养主 要体现在以下几个方

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归纳

导学生对基因工程的基本原理和操作方法进行 归纳 括, 形成系统

知识

通过案例分析,让学生理解基因工程技术的核心步骤和关 键环 节。

演绎

导学生 演绎 理的方法,分析基因工程技术在实际应用中的可能

性和 限性。

通过 讨论 和课 堂辩论 等方式, 培养 学生的 批判 思维 创新

与建模

导学生建 基因工程操作过程的模 ,通过模 来理解和解 基因工程

技术的原理和应用。

通过实验操作和模 拟演练 等方式,让学生亲 体验基因工程技术的操作过

程和应用 效果

批判 思维

导学生对基因工程技术的伦理和社会问题进行 批判 思考 形成自己

独立见 解和 观点

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通过课 堂讨论 辩论 等方式, 培养 学生的 思辨 和表达能

(三)科学探究

科学探究是 发现现实 世界 中的生物学问题, 对特定的生物学现

进行 观察 、提问、实验设计、方案实 以及对结 交流 讨论 的能 。在

《基因工程》这一 单元 中,科学探究的 培养主 要体现在以下几个方

问题发现与提出

导学生从现实生活出发,发现与基因工程技术相关的问题,并提出具有

探究意义的问题。

通过 情境 教学和案例分析等方式, 发学生的 好奇 心和求 知欲

实验设计与实

导学生设计并实 与基因工程技术相关的实验活动,如 DNA 的粗提取与

鉴定、 DNA 片段的扩增及电泳鉴定等。

通过实验操作, 培养 学生的实验技能和科学探究能

分析与 交流

导学生对实验结 进行分析和 讨论 形成 科学的结 和解

通过 交流 和课 等方式, 培养 学生的表达能 团队协 作能

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