人教版高二生物选修三教学案：1.2-基因工程的基本操作程序x.docx

人教版高二生物选修三教学案：1.2-基因工程的基本操作程序x

?一、教学目标

1.简述基因工程的基本操作程序。

2.理解获取目的基因的方法，如从基因文库中获取、利用PCR技术扩增等。

3.掌握基因表达载体的构建过程及各部分的作用。

4.了解将目的基因导入受体细胞的方法，针对不同受体细胞的特点选择合适的导入方法。

5.熟悉目的基因检测与鉴定的方法，包括分子水平和个体水平的检测。

二、教学重难点

1.教学重点

-基因工程基本操作程序的四个步骤。

-基因表达载体的构建。

-目的基因的检测与鉴定方法。

2.教学难点

-从基因文库中获取目的基因。

-基因表达载体中启动子、终止子等元件的作用。

-根据受体细胞类型选择合适的目的基因导入方法。

三、教学方法

讲授法、讨论法、多媒体演示法相结合

四、教学过程

（一）导入新课（5分钟）

通过播放一段转基因抗虫棉在田间茁壮成长，抵御害虫侵害的视频，引出基因工程。提问学生：要培育出这样的转基因抗虫棉，需要经过哪些步骤呢？从而导入本节课关于基因工程基本操作程序的学习。

（二）基因工程的基本操作程序（35分钟）

1.目的基因的获取

-从基因文库中获取

-利用多媒体展示基因文库的概念：将含有某种生物不同基因的许多DNA片段，导入受体菌的群体中储存，各个受体菌分别含有这种生物的不同基因，称为基因文库。

-讲解基因文库的分类：基因组文库和部分基因文库（如cDNA文库）。基因组文库包含了一种生物的全部基因，而cDNA文库是由mRNA反转录形成的DNA片段构建的，只含有该生物的部分基因。

-举例说明如何从基因文库中获取目的基因。比如，我们要获取某种植物的抗逆基因，可以先构建该植物的基因组文库，然后通过核酸分子杂交等方法从文库中筛选出含有抗逆基因的DNA片段。

-利用PCR技术扩增

-播放PCR技术原理的动画视频，讲解PCR技术的概念：PCR全称为聚合酶链式反应，是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。

-分析PCR技术的原理：以解开的双链DNA为模板，利用四种脱氧核苷酸为原料，在热稳定DNA聚合酶（Taq酶）的作用下，按照碱基互补配对原则合成新的DNA链。

-介绍PCR技术的反应过程：包括变性（90-95℃，双链DNA解旋为单链）、复性（55-60℃，引物与单链DNA模板结合）、延伸（70-75℃，Taq酶从引物起始合成互补链）三个步骤，这三个步骤循环进行，使目的基因的片段在短时间内大量扩增。

-提问学生：PCR技术与细胞内DNA复制有哪些异同点？引导学生思考并讨论，加深对PCR技术的理解。

-人工合成

-讲解人工合成目的基因的方法：如果基因比较小，核苷酸序列又已知，可以通过DNA合成仪用化学方法直接人工合成。

-举例：对于一些简单的药用多肽基因，如胰岛素基因的部分片段，可采用人工合成的方法获取。

2.基因表达载体的构建

-基因表达载体的组成

-利用多媒体展示基因表达载体的模式图，讲解其组成部分：目的基因、启动子、终止子、标记基因等。

-分别介绍各部分的作用：

-目的基因：是我们要导入受体细胞并使其表达的基因，决定了转基因生物的特定性状。

-启动子：是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的首端，它是RNA聚合酶识别和结合的部位，能驱动基因转录出mRNA，最终获得所需的蛋白质。

-终止子：位于基因的尾端，也是一段有特殊结构的DNA片段，作用是使转录在所需要的地方停下来。

-标记基因：如抗生素抗性基因，它的作用是鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来。

-基因表达载体构建的过程

-以质粒为载体构建基因表达载体为例，讲解构建过程：

-用同一种限制酶切割质粒和含有目的基因的DNA片段，使它们产生相同的黏性末端。

-将切割后的质粒与目的基因片段混合，加入DNA连接酶，使目的基因与质粒连接形成重组DNA分子，即基因表达载体。

-提问学生：为什么要用同一种限制酶切割质粒和目的基因？引导学生思考限制酶切割后产生相同黏性末端的重要性，为后续基因表达