基因工程的基本操作程序.doc

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1、课题基因工程的基本操作程序时间3月6日班级高二8、9班姓名霍淑虹教法讲授法教学手段多媒体辅助教学课型新课教学目标知识与技能简述基础理论研究和技术进步催化了基因工程简述基因工程的原理和基本步骤过程与方法学会运用概念图总结基因工程的基本步骤及方法尝试运用基因工程原理，提出解决某一实际问题的方案情感态度与价值观关注基因工程的发展认同基因工程的应用促进生产力的提高教学重点基因工程基本操作程序的四个步骤教学难点从基因文库中获取目的基因利用PCR技术扩增目的基因学生状况与对策学生经过上一节的学习已经掌握DNA重组技术所需三种基本工具的作用及基因工程载体所需条件等知识，具备学习基因工程的基本操作程序一节的基

2、础；而且经过一年必修教材的学习，学生的生物基础知识较扎实，思维的目的性、连续性和逻辑性已初步建立。但基因工程一节对学生来说难点较多，如果处理不好，会变成简单的死记硬背。因此在教学过程中，应在教师引导下适时加强学生解决问题和运用概念图等生物学语言归纳结论等方面的能力。教学流程新课导入1） 出示我国有知识产权的转基因抗虫棉的培育图解2） 质疑：转基因抗虫棉培育的四个关键步骤3） 根据学生回答补充还需检测抗虫基因是否已经进入棉花植株，并由此引出基因工程的四部曲新课讲解一、目的基因的获取1） 提问转基因抗虫棉培育需要哪些工具2） 讲授目的基因的概念3） 指导学生看书并质疑：获取目的基因总的来说有哪两种

3、方式4） 根据学生回答强调如果已知抗虫基因核苷酸序列且序列较短小，可通过DNA合成仪直接进行人工合成5） 质疑：如果对抗虫基因的碱基序列完全不知，怎样才能得到苏云金芽孢杆菌体内的抗虫基因6） 针对学生回答引出基因文库概念7） 指导学生看图并归纳构建基因文库时的操作条件、应用工具和过程8） 对学生回答给与肯定并强调构建基因组文库时应注意两点：1 每个受体菌DNA分子都包含一段不同的外源DNA片段；2 本方法适用于获取原核细胞的基因9） 指导学生看书，说出部分基因文库（cDNA）概念10） 教师补充如想知道一种生物在个体发育不同阶段表达基因不同，应构建cDNA文库11） 指导学生看书，质疑：如何构

4、建部分基因文库12） 引出如果已知抗虫基因的一部分，则可通过PCR技术扩增目的基因 教师行为13） 指导学生看书质疑：PCR技术扩增目的基因需要的条件14） 观看PCR过程插图，质疑：PCR扩增的过程15）列表比较利用PCR技术扩增目的基因与细胞内DNA复制的异同二、基因表达载体的构建1） 引出基因表达载体的构建是基因工程的核心及构建基因表达载体的意义2） 质疑：将生物的所有DNA直接导入受体细胞是否可行，如果这样做，结果怎样3） 提问：回忆载体需要具备的条件4） 根据学生回答引出基因表达载体也应具备复制原点、标记基因等条件，进一步明确基因表达载体最终要表达出人类所需的蛋白质产物5） 质疑：从

5、cDNA文库中获取的目的基因没有启动子，如果要实现将编码序列导入受体生物中并成功表达，基因表达载体还需哪些元件6）提问：总结基因表达载体构成，并说明各个元件的作用三、将目的基因导入受体细胞1） 引出转化的概念，并强调转化的最终目的是目的基因在受体细胞维持稳定和表达2） 讲授：将目的基因导入植物细胞有三种方法，其中最常用的是农杆菌转化法3） 引导学生看书，质疑：农杆菌有何特点 教师行为 4） 引导学生看插图，概述农杆菌转化法的过程5） 质疑：将目的基因导入动物细胞中的常用方法及常用的受体细胞6） 质疑：培育转基因动物时，受体细胞能否采用动物体细胞，为何采用受精卵7） 引出原核生物的特点，早期基因

6、工程都用原核生物作受体细胞，质疑：目的基因导入微生物细胞采用的方法8） 讲授：怎样筛选含外源基因的受体细胞，主要是应用标记基因的插入失活特性，向学生展示图，并配以习题四、目的基因的检测与鉴定1） 质疑：用什么方法可以知道抗虫棉赋予了植物抗虫特性2） 质疑：检测与鉴定有何不同，基因工程成功的标志（提示学生应用真核生物中心法则思考）3） 引出检测分为DNA、mRNA和蛋白质水平。强调检测转基因生物染色体的DNA上是否插入目的基因是目的基因能否在真核生物中稳定遗传的关键。4） 指导学生看书，质疑：DNA水平上的检测应用什么方法，探针是什么，如何标记，检测如何操作5） 根据学生回答，补充探针还可以用地

7、高辛和生物素标记。质疑：DNA分子杂交原理6） 检测目的基因是否转录mRNA应用方法，依据原理7） 质疑：用什么方法检测目的基因是否翻译出蛋白质，原理是什么8）讲授：除上述分子水平上的检测外，还可以应用个体生物学水平的鉴定，如给棉铃虫喂食抗虫棉，看虫子生活状况等典型例题1.下列关于基因工程的叙述，错误的是( )A目的基因和受体细胞均可来自动物、植物或微生物B限制性核酸内切酶和DNA连接酶是两类常用的工具酶C人胰岛素原基因在大肠杆菌中表达的胰岛素原无生物活性D载体上的抗性基因有利于筛选含重组DNA的细胞和促进目的基因的表达2.下列有关基因工程中限制性核酸内切酶的描述，错误的是()。A一种限制性核

8、酸内切酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列B限制性核酸内切酶的活性受温度影响C限制性核酸内切酶能识别和切割RNAD限制性核酸内切酶可从原核生物中提取3.如图是利用基因工程技术培育转基因植物，生产可食用疫苗的部分过程示意图，其中Pst 、Sma 、EcoR、Apa为四种限制性核酸内切酶。下列说法错误的是()。A图示过程是基因工程的核心步骤B表达载体构建时需要用到限制酶 SmaC抗卡那霉素基因的存在有利于将含有抗原基因的细胞筛选出来D除图示组成外，表达载体中还应该含有启动子和终止子等结构课堂练习4.下图是获取转基因抗冻番茄植株的过程示意图，有关叙述正确的是()A过程获取的目的基因，可用于基因工程和比

9、目鱼基因组测序B将多个抗冻基因编码区依次相连成能表达的新基因，不能得到抗冻性增强的抗冻蛋白C过程构成的重组质粒缺乏标记基因，需要转入农杆菌才能进行筛选D应用DNA探针技术，可以检测转基因抗冻番茄植株中目的基因的存在及其完全表达5下图为DNA分子在不同酶的作用下所发生的变化，图中依次表示限制酶、DNA聚合酶、DNA连接酶、解旋酶作用的正确顺序是()A B C D6下列关于基因工程的叙述，不正确的是(多选)()A基因工程经常以抗菌素抗性基因为目的基因B细菌质粒是基因工程常用的运载体C通常用一种限制性核酸内切酶处理含目的基因的DNA，用另一种处理运载体DNA D为培育成抗除草剂的作物新品种，导入抗除

10、草剂基因时只能以受精卵为受体7天然的玫瑰没有蓝色花，这是由于缺少控制蓝色色素合成的基因B，而开蓝色花的矮牵牛中存在序列已知的基因B。现用基因工程技术培育蓝玫瑰，下列操作正确的是（ ）A.提取矮牵牛蓝色花的mRNA，经逆转录获得互补的DNA，再扩增基因BB.利用限制性核酸内切酶从开蓝色花矮牵牛的基因文库中获取基因BC.利用DNA聚合酶将基因B与质粒连接后导入玫瑰细胞D.将基因B直接导入大肠杆菌，然后感染并转入玫瑰细胞知识小结教师引导下，学生讨论总结出基因工程的基本操作程序概念图，在整体上把握知识脉络布置作业同步练习题板书设计专题一 基因工程1.2 基因工程的基本操作程序一、目的基因的获取 二、基

11、因表达载体的构建 1、基因文库法 1、组成 2、PCR扩增法 2、构建方法 3、人工合成法三、将目的基因导入受体细胞四、目的基因的鉴定与检测教学反思1） 巧妙布置预习作业，化“复杂”为“简约”。由于基因工程内容上的“高”与“新”，处理不好，会提高学习难度，令学生视高科技为畏途，致使教学流于形式。所以在课前以学生较为熟悉的转基因抗虫棉的培育过程案例为预习作业，使学生首先从整体上了解基因工程的四个步骤，起到了突破难点及培养自学能力的目的。2）巧妙运用插图及多媒体技术，化“抽象”为“形象”。对于基因工程，学生接触得少，只运用文字来教学会感到很抽象。如在讲授如何构建基因文库时，教师会提供一幅非常形象的插图，结合图文提出相应问题，诱导学生思考，从而把学习的注意力从简单的死记硬背引导到分析、批判、创新等有利于学生终身发展的能力上来。【1】3）巧妙利用概念图串联知识，化“部分”为“整体”。概念不可能单独存在，每个概念都必须根据与之有关的其他概念间的关系才能确定其准确的含义。通过分步探讨，学生已经对基因工程每一步操作的原理、方法和过程做到了理解，但并未从整体上把握到基因工程的全过程，教师可以指导学生构建概念图，将零散的知识进行归纳，把已掌握的知识显性化、可视化，实现新课程有效教与学的策略。