大概念5“基因工程赋予生物新的遗传特性”由两个重要概念和若干个次位概念构成。构建大概念5所对应的教学内容及基于发展核心素养的学业要求框架如表4-9所示。
表4-9 基于发展核心素养的学业要求框架
续 表
重要概念5.1和5.2（选择性必修三）相关“微课”的开发
重要概念5.1“基因工程是一种重组DNA技术”和重要概念5.2“蛋白质工程是基因工程的延伸”由6个次位概念构成，在一节“微课案例4”中呈现。
“微课”案例4
课题：基因工程和转基因生物
教学指导
【教学说明】
本节课内容是选择性必修三“生物技术与工程”中的内容，包含6个次位概念：基因工程是在遗传学、微生物学、生物化学和分子生物学等学科基础上发展而来的；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；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；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；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；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。通过学习后，有助于学生构建大概念“基因工程赋予生物新的遗传性状”和两个重要概念“基因工程是一种重组DNA 技术”“蛋白质工程是基因工程的延伸”。
【教学目标】
1.结合生产生活实例，概述基因工程涉及的学科基础；解释基因工程的基本步骤原理；能运用基因工程原理，对利用转基因改良某种植物品质的问题，提出简单的解决思路。（生命观念水平四）
2.通过抗虫棉的培育案例分析，阐述基因工程的基本过程和实质；阐明基因工程三种工具的特点及在实现重组DNA中的作用；通过蛋白质工程基本流程的介绍，概述蛋白质工程的原理及实质。（科学思维水平三）
3.设计利用转基因技术提高植物抗盐能力的实验探究方案。（科学探究水平四）
【学情分析】
学生已经学习了基因的结构与功能、DNA 复制和蛋白质合成有关原理等概念，并且具有一定的实验设计能力。然而，由于此项实验技术属于分子水平的操作，内容较抽象，实验设备、条件及操作要求较高，这可能造成学生学习的困难。因此，从基因工程操作的具体过程入手，借助录像等形式，尝试为学生学习基因工程的原理，理解基因工程的本质等做好铺垫。
【教学实录】
一、问题情境
目前全世界有生产了许多转基因产品，例如转基因抗虫棉、转基因玉米、转基因大豆等，这些产品是怎样生产的呢？基因工程的原理和实质是什么呢？
二、学习活动
环节1：介绍转基因产品
1.观看转基因产品图片，初步形成转基因产品的相关概念。
2.探讨转基因产品生产的原理。
设计意图：通过实例展示，使学生了解身边的转基因产品，能结合生产或生活实例，举例说出基因工程及其原理。
环节2：基因工程的工具
1.阅读教材，列举基因工程的三种工具。
2.阐明限制性内切核酸酶、DNA 连接酶和载体的特点及在实现重组DNA中的作用。
设计意图：通过阅读教材，引导学生说出基因工程的三种工具的特点和作用，进一步理解及应工程的原理。
环节3：基因工程的基本过程(www.xing528.com)
1.结合转基因抗虫棉的案例分析，用流程图的形式，阐述基因工程的基本过程。
2.阐明目的基因的获取、构建表达载体、导入受体细胞、目的基因既表达产物的检测和鉴定等步骤。
3.阐明基因工程设计思想和实现的技术手段。
4.教师提出问题：在转基因抗虫棉的生产中目的基因是什么？获得目的基因的方法有哪些？为什么切取目的基因和切开质粒一般要用相同的限制酶？什么是受体细胞？受体细胞有哪些？
设计意图：结合案例，使学生直观了解基因工程的操作过程，为学生设计实验方案提供理论和技术支持。
环节4：基因工程的概念
1.根据上一环节的学习，阅读教材，概述基因工程的概念。
2.归纳基因工程的原理、涉及的学科基础和实质。
3.用流程图的形式，阐述利用转基因改良植物耐盐性的解决思路。
设计意图：引导学生归纳概括基因工程的原理和步骤，根据植物基因工程的原理和方法，以小组合作的形式设计利用转基因技术提高植物抗盐能力的实验探究方案，提高科学思维和科学探究能力。
环节5：转基因技术的应用
结合案例分析，举例说明基因工程在实践中的应用。
设计意图：通过实例展示，使学生了解基因工程的应用，关注生物技术和工程研究进展。
环节6：蛋白质工程
1.结合案例分析，用流程图的形式阐述蛋白质工程基本流程。
2.概述蛋白质工程是基因工程的延伸，是生产人类需要的蛋白质的过程。
设计意图：通过实例展示，使学生了解蛋白质工程的原理和应用，概述蛋白质工程是基因工程的延伸，是生产人类需要的蛋白质的过程。
学习单
【概念自测】
续 表
【课上交流】
以小组合作的形式，设计利用转基因技术提高植物抗盐能力的实验探究方案，课上交流在设计活动中遇到的困难、拟解决的办法等。
【学业质量水平】
教学参考
【微课视频】
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