基因工程的基本操作程序（第1课时）学习任务单 高二下学期生物人教版选择性必修3

学习任务单

课程信息单元名称第三单元基因工程年级高二年级学期春季教材版本生物学选择性必修3生物技术与工程人民教育出版社（2019年版）课时题目第2节基因工程的基本操作程序（第1课时）学生信息姓名学校班级学号学习目标1.能够归纳出目的基因筛选与获取的方法。2.能够概述PCR技术的原理、基本操作、反应条件等。3.能够阐明基因表达载体的组成，体验基因表达载体的构建过程。课前预学概念5：基因工程赋予生物新的遗传特性。一、目的基因的筛选与获取1.目的基因：在基因工程的设计和操作中，用于_______________或_______________等的基因。主要是指__________的基因，实例有：________________________________________。2.DNA体内复制的条件参与的组分在DNA复制中的作用解旋酶DNA母链4种脱氧核苷酸DNA聚合酶引物使DNA聚合酶能够从引物的3′端开始连接脱氧核苷酸二、基因表达载体的构建1.操作目的：让目的基因在受体细胞中__________，并且____________________，同时，使目的基因能够______________。2.基因表达载体的组成部分：______________________________________________________________________________课内探究【驱动任务一】目的基因的筛选与获取1.结合教材内容，以流程图的形式呈现培育转基因抗虫棉的主要步骤。2.依据转基因抗虫棉实例，归纳筛选和获取目的基因的方法。______________________________________________________________________________________________________________________________________________________【驱动任务二】利用PCR获取和扩增目的基因1.回顾旧知，完成填空：依据体内DNA复制过程，结合教材内容，概述PCR进行所需要的原理、基本操作、反应条件等。⑴PCR：____________的缩写。它是一项根据_______________的原理，在_____提供参与DNA复制的各种组分与反应条件，对目的基因的__________进行大量复制的技术。⑵引物：一小段能与DNA母链的一段碱基序列互补配对的_______________。⑶PCR扩增的过程包括：______________________________三步。2.设计引物是PCR扩增技术关键步骤之一，小组合作完成以下问题。（1）某同学设计的两组引物(只标注了部分碱基序列)都不合理，请分别说明理由。第1组：_____________________________________________________________第2组：_____________________________________________________________（2）若像图2那样设计引物，能不能扩增出目的基因片段？请尝试说明理由。理由：___________________________________________________________3.经过n次循环后目的基因的量是多少（用数学表达式描述）？同时思考至少要经过几次循环才能从DNA分子中分离出目的基因？____________________4.用PCR可以扩增mRNA吗？______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________【驱动任务三】基因表达载体的构建1.思考：要使Bt基因在受体细胞中稳定存在，并能够表达和发挥作用，载体需要的结构有什么作用？（1）启动子：①本质：一段有特殊序列的______________________②位置：位于基因的________，紧挨________________③功能：_________________识别和结合的部位，驱动基因转录出mRNA。诱导型启动子：诱导物存在时，可以_________或_________目的基因的表达。（2）终止子：①本质：一段有特殊序列的______________________②位置：位于基因的________③功能：_______________________________________（3）标记基因：便于__________的筛选；常见类型：__________基因、荧光蛋白基因等。（4）目的基因：能控制表达所需要的特殊性状，如Bt基因（5）复制原点：DNA复制的起始位点，能完成自主复制。2.请简述基因表达载体的构建过程并完成填空。3.探究•活动：请大家尝试用纸条模拟DNA连接酶构建基因表达载体，并思考以下问题：（1）用同一种限制酶切割质粒和含有目的基因的DNA，再用DNA连接酶处理后，一定会形成符合要求的重组DNA分子吗？如果不是，可能有哪些情况？_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________（2）如何避免上述问题？______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________【学后反思】1.依据耐热DNA聚合酶的发现来源相关资料，用进化和适应的观念解释该现象。根据DNA复制的原理，阐明为何要使用耐热DNA聚合酶？2.PCR技术自从问世以来就得到广泛的关注和应用，搜集资料归纳和概括该项技术的应用实例，并尝试演绎出新的用途。课终归纳【总结目标】1.请在此基础框架上完善本课时内容的知识梳理。2.学习感悟：效果检测1.结合本节所学内容，列表比较PCR技术与DNA复制过程的异同点。2.下列有关目的基因筛选与获取的叙述错误的是（）A．限制酶能够特异性识别双链DNA分子的特定核苷酸序列 B．构建基因表达载体时，只能用一种限制酶切割目的基因和载体 C．来自苏云金杆菌的Bt基因可作为转基因抗虫棉的目的基因 D．从相关的已知结构和功能清晰的基因中进行筛选是获取目的基因较为有效的方法之一3.下列关于PCR技术的叙述，正确的是（）A．PCR技术建立在对扩增的目的基因序列完全已知的基础上 B．该技术需要解旋酶和耐高温的DNA聚合酶 C．该技术需要一对特异性的引物，要求一对引物的序列是互补的 D．该技术利用DNA半保留复制原理，可在体外对目的基因进行大量复制4.以下关于基因表达载体组成的说法正确的是（）A．基因表达载体通常采用抗生素合成基因作为标记基因 B．基因表达载体中只有启动子才能驱动基因转录出mRNA C．终止子在基因的上游，它控制着转录的结束 D．基因表达载体的组成应包括目的基因、启动子、终止密码子、标记基因等5.使用PCR仪具体实验操作顺序应为（）①设计好PCR仪的循环程序②按配方准备好各组分③用微量移液器在微量离心管中依次加入各组分④进行PCR反应⑤离心使反应液集中在离心管底部．A．②③⑤④①B．①⑤③②④ C．②③⑤①④