基因工程的基本操作程序教案

1、 1.2 基因工程的基本操作程序（第一課時）一、教學(xué)目標(biāo)1、 知識目標(biāo)簡述基礎(chǔ)理論研究和技術(shù)進步催化了基因工程簡述基因工程的原理和基本步驟2、 能力目標(biāo)學(xué)會運用概念圖總結(jié)基因工程的基本步驟及方法嘗試運用基因工程原理，提出解決某一實際問題的方案3、 情感態(tài)度與價值觀關(guān)注基因工程的發(fā)展認(rèn)同基因工程的應(yīng)用促進生產(chǎn)力的提高二、教學(xué)重點與難點1、 教學(xué)重點： 基因工程基本操作程序的四個步驟（前兩個步驟）2、 教學(xué)難點：從基因文庫中獲取目的基因利用PCR技術(shù)擴增目的基因(3)原核生物與真核生物基因結(jié)構(gòu)的異同三、教學(xué)過程：教學(xué)過程教師活動學(xué)生活動教學(xué)意圖復(fù)習(xí)鞏固導(dǎo)入新課導(dǎo)入語：一、目的基因獲取過渡語（一）可

2、從基因文庫中獲取目的基因過渡語提問：課件展示（二）、利用PCR技術(shù)擴增目的基因。進行對比（三）、化學(xué)法直接合成提問：二、基因表達(dá)載體的構(gòu)建提問: 課堂鞏固聽寫：1、 基因工程的三個基本工具2、 限制酶的作用特點3、 運載體的必備條件檢查學(xué)生預(yù)習(xí)學(xué)案的完成情況（對個別未完成的同學(xué)進行批評）我們已經(jīng)了解基因工程的原理和工具，那么這項技術(shù)如何操作呢？通過分析圖1-6我們知道基因工程的基本操作程序包括目的基因獲取、基因表達(dá)載體的構(gòu)建、將目的基因?qū)胧荏w、目的基因檢測與鑒定?；蚬こ谈拍钪械摹案先藗冃枰钡哪莻€基因就是目的基因了，只有有了目的基因，我們才能賦予一種生物以另一種生物的遺傳特性，所以基因

3、工程的基本操作的第一個環(huán)節(jié)就是目的基因的獲取。到底什么是目的基因呢？目的基因主要是指編碼蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)基因，如抗蟲基因，抗旱基因。補充有關(guān)基因結(jié)構(gòu)的知識：（1）原核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)（2）真核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)怎樣才能獲得這些目的基因呢？目的基因怎樣獲得，獲取目的基因的方法有哪些呢？1、來源：從自然界已有的物種分離人工方法合成2、方法：（一）可從基因文庫中獲取目的基因。 引出基因文庫概念，基因文庫的分類，用打比方等手段幫助學(xué)生理解“基因文庫”、“基因組文庫”“部分基因文庫”若一個基因文庫中包含了一種生物所有的基因，那么這種基因文庫就叫做基因組文庫，若只包含了一種生物的一部分基因就叫做部分基因文庫。那么，

4、怎樣從基因文庫中得到我們所要的目的基因呢？可根據(jù)目的基因的有關(guān)信息來獲取目的基因，如根據(jù)基因的核苷酸序列，基因在染色體上的位置等特性來獲取目的基因。基因文庫又要如何構(gòu)建呢？ 基因組文庫的構(gòu)建及cDNA文庫的構(gòu)建過程： 對上述兩種文庫進行比較除了從基因文庫中獲取目的基因，還可以利用PCR技術(shù)擴增目的基因。（二）利用PCR技術(shù)擴增目的基因。1、概念：PCR是聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的縮寫，是一項在生物體外復(fù)制特定DNA片段的核酸合成技術(shù)。2、原理：3、前提：一對引物（結(jié)合課本，重點講解，理解引物的化學(xué)本質(zhì)及作用）4、條件：5、過程：a變性（ ）：目的基因DNA受熱變性后接連為單鏈b退火（ ）： 與單鏈相應(yīng)互

5、補序列結(jié)合c延伸（ ）：在 的作用下進行延伸Taq酶的特點是 。多媒體演示過程并結(jié)合書本，學(xué)會描述擴增的過程。知識延伸： PCR技術(shù)與DNA復(fù)制的比較：PCR技術(shù)DNA復(fù)制相同點原理原料條件不同點解旋方式場所酶結(jié)果（三）化學(xué)法直接合成若基因比較小，核苷酸序列又已知，可通過DNA合成儀用化學(xué)方法直接人工合成。該過程需要模板嗎？（不需要）作為基因工程表達(dá)載體，只需含目的基因就可以完成任務(wù)嗎？為什么要有“表達(dá)載體”的構(gòu)建這一步驟？可使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在，并且可以遺傳給下一代，同時使目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用。一個基因表達(dá)載體有哪些結(jié)構(gòu)組成的呢？共同歸納：基因表達(dá)載體的組成包括目的基因、啟動

6、子、終止子以及標(biāo)記基因等。什么是啟動子、終止子？它們的作用是什么呢？(1) 啟動子是一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段，位于基因的首端，它是RNA聚合酶識別和結(jié)合的部位，有了它才能驅(qū)動基因，轉(zhuǎn)錄出mRNA最終獲得所需要的蛋白質(zhì)。(2) 終止子是一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段，位于基因的尾端。標(biāo)記基因的作用是什么呢？(3)標(biāo)記基因：鑒別受體細(xì)胞中是否含有目的基因從而把含目的基因細(xì)胞篩選出來。學(xué)案上的相關(guān)習(xí)題:1下列不屬于獲得目的基因的方法的是 A利用DNA連接酶復(fù)制目的基因B利用DNA聚合酶復(fù)制目的基因C從基因文庫中獲取目的基因 D利用PCR技術(shù)擴增目的基因2根據(jù)mRNA的信息推出獲取目的基因的方法是 A用

7、DNA探針測出目的基因 B用mRNA探針測出目的基因C用mRNA反轉(zhuǎn)錄形成目的基因 D用PCR技術(shù)擴增mRNA3在已知某小片段基因堿基序列的情況下，獲得該基因的最佳方法是 :A用mRNA為模板逆轉(zhuǎn)錄合成DNA B以4種脫氧核苷酸為原料人工合成C由蛋白質(zhì)的氨基酸序列推測mRNA D將供體DNA片段轉(zhuǎn)入受體細(xì)胞中，再進一步篩選4下列哪項不是基因表達(dá)載體的組成成分 : A啟動子 B終止密碼子 C標(biāo)記基因 D復(fù)制原點5. 在基因表達(dá)載體的構(gòu)建中，所需要的酶是 : 限制酶 DNA連接酶 解旋酶 DNA聚合酶A B C D6資料顯示，近十年來，PCR技術(shù)（DNA聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)技術(shù)）成為分子生物實驗的一種常

8、規(guī)手段，其原理是利用DNA半保留復(fù)制的特性，在試管中進行DNA的人工復(fù)制（如下圖），在很短的時間內(nèi)，將DNA擴增幾百萬倍甚至幾十億倍，使分子生物實驗所需的遺傳物質(zhì)不再受限于活的生物體。請據(jù)圖回答：（1）加熱至94的目的是使DNA樣品中的_鍵斷裂，該過程在生物體細(xì)胞內(nèi)是通過_酶的作用完成的。分析可知新合成DNA分子中A=T，C=G，這說明DNA分子的合成遵循_。（2）與細(xì)胞內(nèi)DNA復(fù)制相比，PCR技術(shù)所需要的DNA聚合酶的溫度比較_（高、低）。（3）通過PCR技術(shù)使DNA分子大量復(fù)制時，若將一個用15N標(biāo)記的模板DNA分子(第一代)放入試管中，以14N標(biāo)記的脫氧核苷酸為原料，連續(xù)復(fù)制到第五代時，

9、含15N標(biāo)記的DNA分子單鏈數(shù)占全部DNA總單鏈數(shù)的比例為 。（4）PCR技術(shù)不僅為遺傳病的診斷帶來了便利，而且改進了檢測細(xì)菌和病毒的方法。若要檢測一個人是否感染了艾滋病病毒，你認(rèn)為可以用PCR擴增血液中的（ ）A白細(xì)胞DNA B病毒蛋白質(zhì) C血漿抗體 D病毒核酸教師歸納講解,評價課前準(zhǔn)備聽寫紙學(xué)生認(rèn)真聽寫（聽寫完成后，將聽寫紙收交）閱讀、分析圖1-6學(xué)生閱讀課本，完成學(xué)案相關(guān)內(nèi)容看學(xué)案，并理解學(xué)生閱讀書本討論，找到師生共同總結(jié)，歸納學(xué)生閱讀，分析，理解學(xué)生結(jié)合學(xué)案內(nèi)容完成學(xué)生閱讀課本生物技術(shù)資料卡（課本第10頁）并完成學(xué)案內(nèi)容閱讀課本的表格，進行掌握學(xué)生閱讀課本（第10頁）理解該過程，并完成學(xué)案上的相關(guān)內(nèi)容觀看課件演示完成學(xué)案上的表格加深理解，課堂完成學(xué)生討論、完成學(xué)生思考討論學(xué)生閱讀課本(第11頁),了解構(gòu)建的目的學(xué)生看課本,完成學(xué)案上的相關(guān)內(nèi)容學(xué)生完成了解學(xué)生上節(jié)課的掌握情況，并督促學(xué)生課下的學(xué)習(xí)自主完成學(xué)習(xí)自主完成拓展學(xué)生的知識，加深對基因的理解，為后面的內(nèi)容做好知識準(zhǔn)備自主完成自主完成自己看課本，完成培養(yǎng)學(xué)生