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2019-2020年高中生物 1.2《基因工程的基本操作程序》教案全集 新人教版必修3 課題 1.2 基因工程的基本操作程序 主備人 上課時間 編號 3 教師 教學重點 基因工程的基本操作程序的四個步驟 教學難點 1. 從基因文庫中獲取目的基因 2、利用PCR技術擴增目的基因 教 學 目 標 知識 目標 簡述基因工程的原理和技術 能力 目標 1、通過對書中插圖、照片等的觀察，學會科學的觀察方法，培養(yǎng)觀察能力。 2、通過對基因工程的基本操作程序的學習，使學生在理解步驟的同時，舉一反三，對于其他基因工程操作實例做到能理解、能介紹，從而培養(yǎng)學生對相關知識的理解能力及良好的語言表達能力。 情感 目標 3、通過引導學生在網(wǎng)上的探究活動，引導學生主動參與，樂于探究，培養(yǎng)學生收集和處理科學信息的能力、獲取新知識的能力、分析和解決問題的能力及交流與合作的能力。 教學媒體 多媒體課件 教學過程 教學內(nèi)容 教師的組織和引導 個人札記 一、目的基因的獲取 二．基因表達載體的構建 三．將目的基因導入受體細胞 四、目的基因的檢測和鑒定 復習提問： 1.DNA重組技術的基本工具有那些，各自的作用和特點是什么？ 2.我們所學過的育種方法有那些？其中基因工程育種有那些優(yōu)點？ 導入：通過基因工程的概念我們可知,我們能夠應用DNA重組技術和轉基因技術賦予生物以新的遺傳特征，但是無論是DNA重組技術還是轉基因技術都需要找到對我們有利的目的基因，我們該如何去尋找目的基因哪，目的基因又將如何連接到載體上哪，以及如何將載體導入受體？這些都是我們所要共同探究的問題!現(xiàn)在讓我們共同學習一下1.2基因工程的基本操作。 思考1.我們在前面提到的蘇云芽孢桿菌中的抗蟲基因、胰島素基因、干擾素基因等都可以作目 的基因?？墒且诤棋摹盎蚝Ｑ蟆敝?，找到特定的目的基因可以用什么樣的方法和途徑呢？ 2、基因工程的基本操作程序主要包括： 、 、 新課教學： 基因工程的基本操作步驟主要包括：目的基因的獲取；基因表達載體的構建；將目的基因導入受體細胞；目的基因的檢測與鑒定。 一．目的基因的獲取 1．目的基因：主要是指編碼蛋白質的結構基因。 2．目的基因的獲取方法： 基因組文庫 從基因文庫中獲取 鳥槍法 cDNA文庫 人工合成 （1）從基因文庫中獲取 基因文庫：將含有某種生物不同基因的許多DNA片段，導入受體菌的群體儲存，各個受體菌分別含有這種生物的不同的基因。 構建基因文庫的目的：為了在不知目的基因序列的情況下，便于獲得所需的目的基因。 基因組文庫：含有一種生物的所有基因。 部分基因文庫（如cDNA文庫）：含部分基因，可由mRNA反轉錄而來。 （2）利用PCR技術擴增目的基因 PCR：是一項在生物體外復制特定DNA片段的核酸合成技術。 原理：DNA雙鏈復制 原料：模板DNA；RNA引物；四種脫氧核苷酸；熱穩(wěn)定DNA聚合酶（Taq酶）；離子 方法：DNA受熱變性解旋為單鏈、冷卻后RNA引物與單鏈相應互補序列結合、DNA聚合酶作用下延伸合成互補鏈。 特點：指數(shù)形式擴增 二．基因表達載體的構建 1．目的：使目的基因在受體細胞中穩(wěn)定存在；可以遺傳給下一代；使目的基因能夠表達和發(fā)揮作用。 目的基因： 2．基因表達 啟動子：位于基因首端，RNA聚合酶識別和結合的部位，驅動轉錄基因 載體的組成 終止子：位于基因尾端，使轉錄在所需要的地方停下來 標記基因：鑒別受體細胞中是否含有目的基因 3．方法：同種限制酶分別切割載體和目的基因，再用DNA連接酶把兩者連接。 目的基因與運載體結合（以質粒為運載體） 4．條件：同種限制酶、DNA連接酶、ATP（目的基因、啟動子、終止子、標記基因） 三．將目的基因導入受體細胞 轉化：目的基因進入受體細胞內(nèi)，并且在受體細胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達的過程。 ① 導入植物細胞：農(nóng)桿菌轉化法（表達載體導入農(nóng)桿菌，再讓農(nóng)桿菌感染植物細胞） 將目的基因導入受體細胞： 細菌 ↓氯化鈣 細胞壁的通透性增大 ↓ 重組質粒進入受體細胞 ↓ 目的基因隨受體細胞的繁殖而復制 ②導入動物細胞：顯微注射法（將基因表達載體提純，用顯微儀注射到受精卵中） ③導入微生物細胞：Ca2＋處理受體細胞成為感受態(tài)細胞，再進行混合。 提示：農(nóng)桿菌轉化法的原理是利用農(nóng)桿菌（胞內(nèi)寄生菌）對植物的感染而把目的基因導入受體細胞。 四．目的基因的檢測和鑒定 ①檢測是否插入目的基因，利用DNA分子雜交技術，目的基因DNA一條鏈（作探針）與受體細胞中提取的DNA雜交，看是否有雜交帶。 ②檢測是否轉錄出了mRNA，利用DNA分子雜交技術，目的基因DNA一條鏈（作探針）與受體細胞中提取的mRNA雜交，看是否有雜交帶。 ③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質?？贵w與蛋白質進行抗原－抗體雜交，看是否有雜交帶。 ④還可以進行個體水平的鑒定，根據(jù)其性狀。 提示：①DNA分子雜交技術首先提取受體細胞中的DNA，然后高溫解成單鏈，再與同位素標記的DNA探針雜交；②抗原－抗體雜交所用到的抗體是用表達出的蛋白質注射動物進行免疫，產(chǎn)生相應的抗體，并提取出而來的。 目的基因主要是指能編碼蛋白質的結構基因。 從基因文庫中獲取目的基因的優(yōu)點是操作簡便，缺點是工作量大，具有一定的盲目性。 由于真核細胞的基因含有不表達的DNA片段，不能直接用于基因的擴增和表達，因此，在獲取真核細胞中的目的基因時，一般是用人工合成目的基因的方法。 為保證目的基因與載體能夠結合，在切割載體和目的基因時要用同一種限制酶 課堂鞏固 學案與測評 作 業(yè) 板書設計： 1.2 基因工程的基本操作程序 一、 目的基因的獲取 二、基因表達載體的構建 （基因工程的核心） 三、將目的基因導入受體細胞 四、目的基因的檢測和鑒定 課后筆記： 教學中加強預習環(huán)節(jié)，先解決為什么要分四個步驟的問題，然后解決每一步驟的技術方法問題；通過教學媒體的運用，解決每一程序中的技術難點。