基因工程的基本操作程序(教案).doc

姓名 刘红 单位 枣庄一中E-mail 课时课题：1.2 基因工程的基本操作程序（第一课时）课型：新授课授课时间： 2013 年 3 月 6 日，星期 三 ，第 3、4 节课一、教学目标1、 知识目标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2、 能力目标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3、 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二、教学重点与难点1、 教学重点： 基因工程基本操作程序的四个步骤（前两个步骤）2、 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(3)原核生物与真核生物基因结构的异同三、考试点：1、获取目的基因的方法2、基因表达载体的构建方法及步骤四、能力点：1、基因组文库与CDNA文库的构建方法2、基因表达载体的组成部分及各部分的作用五、课前准备：1、学生的学习准备：完成学案课前预习部分，提出疑惑2、教师的教学准备：导学案、多媒体课件六、教学方法：1、讨论法、演示法、讲述法2、学案导学七、教具：多媒体八、教学课时：1课时九、教学过程：教学过程教师活动学生活动教学意图复习巩固导入新课导入语：一、目的基因获取过渡语（一）可从基因文库中获取目的基因过渡语提问：课件展示（二）、利用PCR技术扩增目的基因。进行对比（三）、化学法直接合成提问：二、基因表达载体的构建提问: 课堂巩固听写：1、 基因工程的三个基本工具2、 限制酶的作用特点3、 运载体的必备条件检查学生预习学案的完成情况（对个别未完成的同学进行批评）我们已经了解基因工程的原理和工具，那么这项技术如何操作呢？通过分析图1-6我们知道基因工程的基本操作程序包括目的基因获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体、目的基因检测与鉴定。基因工程概念中的“更符合人们需要”的那个基因就是目的基因了，只有有了目的基因，我们才能赋予一种生物以另一种生物的遗传特性，所以基因工程的基本操作的第一个环节就是目的基因的获取。到底什么是目的基因呢？目的基因主要是指编码蛋白质的结构基因，如抗虫基因，抗旱基因。补充有关基因结构的知识：（1）原核细胞的基因结构（2）真核细胞的基因结构怎样才能获得这些目的基因呢？目的基因怎样获得，获取目的基因的方法有哪些呢？1、来源：从自然界已有的物种分离人工方法合成2、方法：（一）可从基因文库中获取目的基因。 引出基因文库概念，基因文库的分类，用打比方等手段帮助学生理解“基因文库”、“基因组文库”“部分基因文库”若一个基因文库中包含了一种生物所有的基因，那么这种基因文库就叫做基因组文库，若只包含了一种生物的一部分基因就叫做部分基因文库。那么，怎样从基因文库中得到我们所要的目的基因呢？可根据目的基因的有关信息来获取目的基因，如根据基因的核苷酸序列，基因在染色体上的位置等特性来获取目的基因。基因文库又要如何构建呢？ 基因组文库的构建及cDNA文库的构建过程： 对上述两种文库进行比较除了从基因文库中获取目的基因，还可以利用PCR技术扩增目的基因。（二）利用PCR技术扩增目的基因。1、概念：PCR是聚合酶链式反应的缩写，是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。2、原理：3、前提：一对引物（结合课本，重点讲解，理解引物的化学本质及作用）4、条件：5、过程：a变性（ ）：目的基因DNA受热变性后接连为单链b退火（ ）： 与单链相应互补序列结合c延伸（ ）：在 的作用下进行延伸Taq酶的特点是 。多媒体演示过程并结合书本，学会描述扩增的过程。知识延伸： PCR技术与DNA复制的比较：PCR技术DNA复制相同点原理原料条件不同点解旋方式场所酶结果（三）化学法直接合成若基因比较小，核苷酸序列又已知，可通过DNA合成仪用化学方法直接人工合成。该过程需要模板吗？（不需要）作为基因工程表达载体，只需含目的基因就可以完成任务吗？为什么要有“表达载体”的构建这一步骤？可使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代，同时使目的基因能够表达和发挥作用。一个基因表达载体有哪些结构组成的呢？共同归纳：基因表达载体的组成包括目的基因、启动子、终止子以及标记基因等。什么是启动子、终止子？它们的作用是什么呢？(1) 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，有了它才能驱动基因，转录出mRNA最终获得所需要的蛋白质。(2) 终止子是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的尾端。标记基因的作用是什么呢？(3)标记基因：鉴别受体细胞中是否含有目的基因从而把含目的基因细胞筛选出来。学案上的相关习题:1下列不属于获得目的基因的方法的是 A利用DNA连接酶复制目的基因B利用DNA聚合酶复制目的基因C从基因文库中获取目的基因 D利用PCR技术扩增目的基因2根据mRNA的信息推出获取目的基因的方法是 A用DNA探针测出目的基因 B用mRNA探针测出目的基因C用mRNA反转录形成目的基因 D用PCR技术扩增mRNA3在已知某小片段基因碱基序列的情况下，获得该基因的最佳方法是 :A用mRNA为模板逆转录合成DNA B以4种脱氧核苷酸为原料人工合成C由蛋白质的氨基酸序列推测mRNA D将供体DNA片段转入受体细胞中，再进一步筛选4下列哪项不是基因表达载体的组成成分 : A启动子 B终止密码子 C标记基因 D复制原点5. 在基因表达载体的构建中，所需要的酶是 : 限制酶 DNA连接酶 解旋酶 DNA聚合酶A B C D6资料显示，近十年来，PCR技术（DNA聚合酶链式反应技术）成为分子生物实验的一种常规手段，其原理是利用DNA半保留复制的特性，在试管中进行DNA的人工复制（如下图），在很短的时间内，将DNA扩增几百万倍甚至几十亿倍，使分子生物实验所需的遗传物质不再受限于活的生物体。请据图回答：（1）加热至94的目的是使DNA样品中的_键断裂，该过程在生物体细胞内是通过_酶的作用完成的。分析可知新合成DNA分子中A=T，C=G，这说明DNA分子的合成遵循_。（2）与细胞内DNA复制相比，PCR技术所需要的DNA聚合酶的温度比较_（高、低）。（3）通过PCR技术使DNA分子大量复制时，若将一个用15N标记的模板DNA分子(第一代)放入试管中，以14N标记的脱氧核苷酸为原料，连续复制到第五代时，含15N标记的DNA分子单链数占全部DNA总单链数的比例为 。（4）PCR技术不仅为遗传病的诊断带来了便利，而且改进了检测细菌和病毒的方法。若要检测一个人是否感染了艾滋病病毒，你认为可以用PCR扩增血液中的（ ）A白细胞DNA B病毒蛋白质 C血浆抗体 D病毒核酸教师归纳讲解,评价课前准备听写纸学生认真听写（听写完成后，将听写纸收交）阅读、分析图1-6学生阅读课本，完成学案相关内容看学案，并理解学生阅读书本讨论，找到师生共同总结，归纳学生阅读，分析，理解学生结合学案内容完成学生阅读课本生物技术资料卡（课本第10页）并完成学案内容阅读课本的表格，进行掌握学生阅读课本（第10页）理解该过程，并完成学案上的相关内容观看课件演示完成学案上的表格加深理解，课堂完成学生讨论、完成学生思考讨论学生阅读课本(第11页),了解构建的目的学生看课本,完成学案上的相关内容学生完成了解学生上节课的掌握情况，并督促学生课下的学习自主完成学习自主完成拓展学生的知识，加深对基因的理解，为后面的内容做好知识准备自主完成自主完成自