人教版高中生物选修三《基因工程的操作程序》说课课件

人教版选修三 1.2 基因工程的基本操作程序 1 说 教 材 基因工程的操作程序是人教版教材生物选修三 专题一第2节内容。在此之前，学生们已经学习了必修 本“基因工程”基础知识；上一节课又复习了基因工程 的基本工具；这为过渡到本节内容的学习起到了铺垫的 作用。 基因工程是选修3整本书的重点，它是其它几个章 节的基础。而其中第二节基因工程的基本操作程序又是 该章节的重中之重，是本专题的核心，是考试的重点和 难点。上承DNA重组技术的基本工具，下接基因工程的 应用，难点多，内容杂，较抽象，学生不易理解。课时 设计上应安排两课时，第一课时补充基因的结构，讲授 步骤一，提取目的基因；步骤二，构建基因表达载体。 第二课时讲授步骤三，将目的基因导入受体细胞；步骤 四，目的基因的检测与鉴定。 2 教 学 目 标 1.知识目标： 根据大纲和课程目标，本节课内容要求了解基因工程 原理及基本操作程序。 2.情感态度目标： 通过对基因工程原理及基本操作程序的理解，掌握 理论联系实际的基本观念以及对当今世界的前沿技术有更 深刻的了解。 通过对四步基本操作程序的具体操作技术的学习以 及各国对此技术的重视，增强学生爱科学，学科学的情感 和建设祖国的社会责任感，并且建立起知识创造价值，知 识为人类服务，使人类生活质量更好的美好愿望。 3.能力目标： 通过让学生了解世界最前沿技术，追踪社会热点，提 高学生收集处理信息能力，提高学生语言表达能力和信息 交流能力，培养学生的独立动手能力和合作态度。 3 重 点、难 点 重点： 基因工程基本操作程序的四个步骤（知识重点） 。这个知识点是建立理论联系实际的理论基础。 如何利用科学技术为人类服务（情感重点）。此 是本文的情感重点，社会不断进步，科学不断发展，做 为祖国未来的接班人，只有趁现在年少，认真学习，掌 握最新的科学知识，才能利用所学知识，为人类服务。 增强学生社会责任感。 难点： 从基因文库中获取目的基因。以及利用PCR技术扩 增目的基因。 基因表达载体的构建。因为没有实际可见的东西， 而且无法用具体的感性材料来帮助学生的理解，比较抽 象，要发挥学生的想象力，故将其列为难点。 4 说 教 法 1、直观演示法： 利用图片的投影等手段进行直观演示，激发学生的 学习兴趣，活跃课堂气氛，促进学生对知识的掌握。 2、活动探究法 引导学生通过创设情景等活动形式获取知识，以学 生为主体，使学生的独立探索性得到了充分的发挥，培 养学生的自学能力、思维能力、活动组织能力。 3、集体讨论法 针对学生提出的问题，组织学生进行集体和分组讨 论，促使学生在学习中解决问题，培养学生的团结协作 的精神。 5 说 学 法 让学生读 通过阅读课文，让学生学会收集信息的能力，增 强理解力。 让学生讲 讨论分析信息，让学生用自己的话自主表达出来 ，培养学生语言表达能力。 让学生想 在讨论、分析、综合过程中，学生主动思考并得 到其所需信息，培养归纳、比较、综合能力。 让学生做 课前布置学生动手制作重组DNA分子，让学生得到 实践，培养实际动手能力和团结协作精神。 6 教 学 设 计 思 路 教学内容 基本策略 复习提问，学生讨 论，教师总结 引导学生阅 读，分析、 讨论，教师 总结，了解 基因工程操 作程序具体 步骤及原理 。 目的基因的获取 基因表达载体的构建（核心） 回忆概念， 导入新课 学生回忆必修部分“基因工程”知识；通过 图1-6来帮助学生建构基因工程基本操作程 序的整体框架。 教授新课： 基因工程操 作程序 将目的基因导入 受体细胞 目的基因的检测 和鉴定 理解应用 尝试设计某一转基因生物的研制过程。 从基因文库中获取目的基因 利用PCR技术扩增目的基因 植物 土壤农杆菌转化法 基因枪法 花粉管通道法 动 物：显微注射技术 微生物：Ca2+处理，感受态细胞 检测是否插入目的基因； 检测是否转录出了mRNA； 检测目的基因是否翻译成蛋白质； 个体水平的鉴定。 7 教 学 过 程 1、导入 限制性内切酶只能从原核生物中提取吗 ？ DNA连接酶连接在什么部位？ 大肠杆菌的质粒是最常用的载体，它有 什么特点能充当载体？直接提取出来就可 以充当载体吗？ 8 教 学 过 程 2、讲授新课 要清楚目的基 因的获取方式的区 别，有必要补充基 因的结构。 9 补 充 知 识 非编码区非编码区编码区 与RNA聚合酶结合位点 启动子 终止子 原核细胞的基因结构 真核细胞的基因结构 编码区 非编码区 非编码区 内含子 外显子 启动子 终止子 与RNA聚合酶结合位点 10 步 骤 一 学生带着问题阅读教材 教师展示幻灯片，用打比方等手 段帮助学生理解概念 学生推测出由mRNA反转录形成 cDNA的过程 11 步 骤 一 先让学生带着问题阅读教材P9-10，思考： 从基因文库中获取目的基因的办法： 基因组文库、部分基因文库的区别； PCR扩增技术：概念，原理，前提条件 ，过程； 人工合成目的基因的办法：反转录法 ，化学合成的办法。 12 步 骤 一 限制酶 基因重组 转化细菌 体外包装 基因组DNA 基因重组 反转录酶 cDNA mRNA cDNA文库13 步 骤 一 基因文库的构建方法 直接分离法 供体细胞中的DNA 许多DNA片段 运载体 限制酶 受体细胞 产生特定性状 导入 外源DNA扩增 目的基因 分离 (鸟枪法)多用于原核生物 14 步 骤 一 逆转录法 目的基因的信使RNA 目的基因 化学合成法 肽链氨基酸序列 信使RNA序列 基因的核苷酸序列 目的基因 合成 逆转录 人工合成法（真核生物） 推测 推测 单链DNA 合成 15 1、过程： 利用PCR扩增目的基因 16 2、条件： 已知基因的核苷酸序列、 四种脱氧核苷酸、 引物 TaqDNA聚合酶 使目的基因的片段在短时间内成百万倍地扩增 4、结果： 耐高温 3、方式：以指数方式扩增，即_（n为扩增循环的次数） 2n 适宜的温度和PH值 17 步 骤 二 展示学生作业 “重组DNA分子”模型 教师总结 明确“基因表达载体”的组成 18 步 骤 二 学生作品重组“DNA分子 ” 19 步 骤 二 20 步 骤 三 设问“基因表达载体构建完成后，如何将目的基因 导入受体细胞呢？” 指导学生阅读教材P12，思考：农杆菌有什么样的特 点，使其可以帮助目的基因进入受体细胞的呢？ 同学们结合多媒体，尝试着描述农杆菌转化法的导 入过程。 学生阅读资料卡片，了解其他植物基因工程导入方 法（基因枪法和花粉管通道法）。 指导学生阅读教材，理解将目的基因导入动物细胞 和微生物细胞的不同方法。 21 步 骤 三 （质粒本存在于细菌，植物中不允许质粒 存在，质粒可存在于农杆菌，而农杆菌又 能感染植物。） 重组质粒 钢 笔 农 杆 菌 文具盒 植 物 书 包 类比推理 22 1、导入植物细胞 农杆菌转化法： 表达载体导入农杆菌，再让农杆菌感染植 物细胞 基因枪法： 花粉管通道法： 23 2、导入动物细胞 显微注射法：将基因表达载体提纯，用显微仪注射到受精卵中 24 3、导入微生物细胞 原核生物特点： 繁殖快、单细胞、遗传 物质少。 Ca2+处理细胞 感受态细胞 表达载体与感受 态细胞混合 感受态细胞吸收DNA分子 方法： 25 步 骤 四 带着问题 阅读教材 归纳，理 解，升华 认识不同环节 的检测方法 26 步 骤 四 指导学生带着问题阅读教材14页，思考： 1、基因在细胞中表达需要经过哪些阶段，每 阶段的产物是什么？ 2、目的基因导入细胞后，哪些环节必需进行 检测，检测的方法各是什么？ 27 检测是否插入目的基因 检测是否转录出mRNA DNA分子杂交技术 28 检测目的基因是否翻译成蛋白质 个体水平的鉴定 抗体与蛋白质进行抗原抗体杂交，看是否有杂交带 依据其性状进行检测如：抗虫或抗病的接种实验 29 结合P15思考与探究： 珠蛋白是动物血红蛋白的重要组成成 分，当它的成分异常时，动物可能患某种疾病 ，如镰刀型细胞贫血症，假如让你用基因工程 的方法使大肠杆菌生产出鼠的珠蛋白，想 一想，应该如何设计？ 3、理解应用 教 学 过 程 归纳小结：基因工程的四个操作步骤。 这样设计旨在通过设计转基因生物将基 因工程的操作程序有机的关联起来。 30 教材中的问题及对策 本节教材涉及较多的生物科技前沿知识，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