基因工程的基本操作程序（第1課時）學習任務單 高二下學期生物人教版選擇性必修3

學習任務單

課程信息單元名稱第三單元基因工程年級高二年級學期春季教材版本生物學選擇性必修3生物技術與工程人民教育出版社（2019年版）課時題目第2節(jié)基因工程的基本操作程序（第1課時）學生信息姓名學校班級學號學習目標1.能夠歸納出目的基因篩選與獲取的方法。2.能夠概述PCR技術的原理、基本操作、反應條件等。3.能夠闡明基因表達載體的組成，體驗基因表達載體的構建過程。課前預學概念5：基因工程賦予生物新的遺傳特性。一、目的基因的篩選與獲取1.目的基因：在基因工程的設計和操作中，用于_______________或_______________等的基因。主要是指__________的基因，實例有：________________________________________。2.DNA體內(nèi)復制的條件參與的組分在DNA復制中的作用解旋酶DNA母鏈4種脫氧核苷酸DNA聚合酶引物使DNA聚合酶能夠從引物的3′端開始連接脫氧核苷酸二、基因表達載體的構建1.操作目的：讓目的基因在受體細胞中__________，并且____________________，同時，使目的基因能夠______________。2.基因表達載體的組成部分：______________________________________________________________________________課內(nèi)探究【驅動任務一】目的基因的篩選與獲取1.結合教材內(nèi)容，以流程圖的形式呈現(xiàn)培育轉基因抗蟲棉的主要步驟。2.依據(jù)轉基因抗蟲棉實例，歸納篩選和獲取目的基因的方法。______________________________________________________________________________________________________________________________________________________【驅動任務二】利用PCR獲取和擴增目的基因1.回顧舊知，完成填空：依據(jù)體內(nèi)DNA復制過程，結合教材內(nèi)容，概述PCR進行所需要的原理、基本操作、反應條件等。⑴PCR：____________的縮寫。它是一項根據(jù)_______________的原理，在_____提供參與DNA復制的各種組分與反應條件，對目的基因的__________進行大量復制的技術。⑵引物：一小段能與DNA母鏈的一段堿基序列互補配對的_______________。⑶PCR擴增的過程包括：______________________________三步。2.設計引物是PCR擴增技術關鍵步驟之一，小組合作完成以下問題。（1）某同學設計的兩組引物(只標注了部分堿基序列)都不合理，請分別說明理由。第1組：_____________________________________________________________第2組：_____________________________________________________________（2）若像圖2那樣設計引物，能不能擴增出目的基因片段？請嘗試說明理由。理由：___________________________________________________________3.經(jīng)過n次循環(huán)后目的基因的量是多少（用數(shù)學表達式描述）？同時思考至少要經(jīng)過幾次循環(huán)才能從DNA分子中分離出目的基因？____________________4.用PCR可以擴增mRNA嗎？______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________【驅動任務三】基因表達載體的構建1.思考：要使Bt基因在受體細胞中穩(wěn)定存在，并能夠表達和發(fā)揮作用，載體需要的結構有什么作用？（1）啟動子：①本質：一段有特殊序列的______________________②位置：位于基因的________，緊挨________________③功能：_________________識別和結合的部位，驅動基因轉錄出mRNA。誘導型啟動子：誘導物存在時，可以_________或_________目的基因的表達。（2）終止子：①本質：一段有特殊序列的______________________②位置：位于基因的________③功能：_______________________________________（3）標記基因：便于__________的篩選；常見類型：__________基因、熒光蛋白基因等。（4）目的基因：能控制表達所需要的特殊性狀，如Bt基因（5）復制原點：DNA復制的起始位點，能完成自主復制。2.請簡述基因表達載體的構建過程并完成填空。3.探究?活動：請大家嘗試用紙條模擬DNA連接酶構建基因表達載體，并思考以下問題：（1）用同一種限制酶切割質粒和含有目的基因的DNA，再用DNA連接酶處理后，一定會形成符合要求的重組DNA分子嗎？如果不是，可能有哪些情況？_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________（2）如何避免上述問題？______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________【學后反思】1.依據(jù)耐熱DNA聚合酶的發(fā)現(xiàn)來源相關資料，用進化和適應的觀念解釋該現(xiàn)象。根據(jù)DNA復制的原理，闡明為何要使用耐熱DNA聚合酶？2.PCR技術自從問世以來就得到廣泛的關注和應用，搜集資料歸納和概括該項技術的應用實例，并嘗試演繹出新的用途。課終歸納【總結目標】1.請在此基礎框架上完善本課時內(nèi)容的知識梳理。2.學習感悟：效果檢測1.結合本節(jié)所學內(nèi)容，列表比較PCR技術與DNA復制過程的異同點。2.下列有關目的基因篩選與獲取的敘述錯誤的是（）A．限制酶能夠特異性識別雙鏈DNA分子的特定核苷酸序列 B．構建基因表達載體時，只能用一種限制酶切割目的基因和載體 C．來自蘇云金桿菌的Bt基因可作為轉基因抗蟲棉的目的基因 D．從相關的已知結構和功能清晰的基因中進行篩選是獲取目的基因較為有效的方法之一3.下列關于PCR技術的敘述，正確的是（）A．PCR技術建立在對擴增的目的基因序列完全已知的基礎上 B．該技術需要解旋酶和耐高溫的DNA聚合酶 C．該技術需要一對特異性的引物，要求一對引物的序列是互補的 D．該技術利用DNA半保留復制原理，可在體外對目的基因進行大量復制4.以下關于基因表達載體組成的說法正確的是（）A．基因表達載體通常采用抗生素合成基因作為標記基因 B．基因表達載體中只有啟動子才能驅動基因轉錄出mRNA C．終止子在基因的上游，它控制著轉錄的結束 D．基因表達載體的組成應包括目的基因、啟動子、終止密碼子、標記基因等5.使用PCR儀具體實驗操作順序應為（）①設計好PCR儀的循環(huán)程序②按配方準備好各組分③用微量移液器在微量離心管中依次加入各組分④進行PCR反應⑤離心使反應液集中在離心管底部．A．②③⑤④①B．①⑤③②④ C．②③⑤①④