1.2《 基因工程的基本操作程序》word教案 新人教版生物选修3

课题

1.2  基因工程的基本操作程序

主备人

上课时间

编号

3

教师

教学重点

基因工程的基本操作程序的四个步骤

教学难点

1.      从基因文库中获取目的基因

2、利用PCR技术扩增目的基因

教

学

目

标

知识

目标

简述基因工程的原理和技术

能力

目标

1、通过对书中插图、照片等的观察，学会科学的观察方法，培养观察能力。

2、通过对基因工程的基本操作程序的学习，使学生在理解步骤的同时，举一反三，对于其他基因工程操作实例做到能理解、能介绍，从而培养学生对相关知识的理解能力及良好的语言表达能力。

情感

目标

3、通过引导学生在网上的探究活动，引导学生主动参与，乐于探究，培养学生收集和处理科学信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力及交流与合作的能力。

教学媒体

多媒体课件

教学过程

教学内容

教师的组织和引导

个人札记

一、目的基因的获取

二．基因表达载体的构建

三．将目的基因导入受体细胞

四、目的基因的检测和鉴定

复习提问：

1.DNA重组技术的基本工具有那些，各自的作用和特点是什么？

2.我们所学过的育种方法有那些？其中基因工程育种有那些优点？

导入：通过基因工程的概念我们可知,我们能够应用DNA重组技术和转基因技术赋予生物以新的遗传特征，但是无论是DNA重组技术还是转基因技术都需要找到对我们有利的目的基因，我们该如何去寻找目的基因哪，目的基因又将如何连接到载体上哪，以及如何将载体导入受体？这些都是我们所要共同探究的问题!现在让我们共同学习一下1.2基因工程的基本操作。

思考1.我们在前面提到的苏云芽孢杆菌中的抗虫基因、胰岛素基因、干扰素基因等都可以作目

的基因。可是要在浩瀚的“基因海洋”中，找到特定的目的基因可以用什么样的方法和途径呢？

2、基因工程的基本操作程序主要包括：                        、                 

                  、                        

新课教学：

基因工程的基本操作步骤主要包括：目的基因的获取；基因表达载体的构建；将目的基因导入受体细胞；目的基因的检测与鉴定。

一．目的基因的获取

1．目的基因：主要是指编码蛋白质的结构基因。

2．目的基因的获取方法：

                        基因组文库

从基因文库中获取

鸟枪法              cDNA文库

人工合成

（1）从基因文库中获取

基因文库：将含有某种生物不同基因的许多DNA片段，导入受体菌的群体储存，各个受体菌分别含有这种生物的不同的基因。

构建基因文库的目的：为了在不知目的基因序列的情况下，便于获得所需的目的基因。

基因组文库：含有一种生物的所有基因。

部分基因文库（如cDNA文库）：含部分基因，可由mRNA反转录而来。

（2）利用PCR技术扩增目的基因

PCR：是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。

原理：DNA双链复制

原料：模板DNA；RNA引物；四种脱氧核苷酸；热稳定DNA聚合酶（Taq酶）；离子

方法：DNA受热变性解旋为单链、冷却后RNA引物与单链相应互补序列结合、DNA聚合酶作用下延伸合成互补链。

特点：指数形式扩增

二．基因表达载体的构建

1．目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在；可以遗传给下一代；使目的基因能够表达和发挥作用。

              目的基因：

2．基因表达   启动子：位于基因首端，RNA聚合酶识别和结合的部位，驱动转录基因

载体的组成    终止子：位于基因尾端，使转录在所需要的地方停下来

              标记基因：鉴别受体细胞中是否含有目的基因

3．方法：同种限制酶分别切割载体和目的基因，再用DNA连接酶把两者连接。

目的基因与运载体结合（以质粒为运载体）

4．条件：同种限制酶、DNA连接酶、ATP（目的基因、启动子、终止子、标记基因）

三．将目的基因导入受体细胞

 转化：目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。

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）

将目的基因导入受体细胞：           细菌

          ↓氯化钙

    细胞壁的通透性增大

    ↓

重组质粒进入受体细胞

    ↓

目的基因随受体细胞的繁殖而复制

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）

③导入微生物细胞：Ca2＋处理受体细胞成为感受态细胞，再进行混合。

提示：农杆菌转化法的原理是利用农杆菌（胞内寄生菌）对植物的感染而把目的基因导入受体细胞。

四．目的基因的检测和鉴定

①检测是否插入目的基因，利用DNA分子杂交技术，目的基因DNA一条链（作探针）与受体细胞中提取的DNA杂交，看是否有杂交带。

②检测是否转录出了mRNA，利用DNA分子杂交技术，目的基因DNA一条链（作探针）与受体细胞中提取的mRNA杂交，看是否有杂交带。

③检测目的基因是否翻译成蛋白质。抗体与蛋白质进行抗原－抗体杂交，看是否有杂交带。

④还可以进行个体水平的鉴定，根据其性状。

提示：①DNA分子杂交技术首先提取受体细胞中的DNA，然后高温解成单链，再与同位素标记的DNA探针杂交；②抗原－抗体杂交所用到的抗体是用表达出的蛋白质注射动物进行免疫，产生相应的抗体，并提取出而来的。

目的基因主要是指能编码蛋白质的结构基因。

从基因文库中获取目的基因的优点是操作简便，缺点是工作量大，具有一定的盲目性。

由于真核细胞的基因含有不表达的DNA片段，不能直接用于基因的扩增和表达，因此，在获取真核细胞中的目的基因时，一般是用人工合成目的基因的方法。

为保证目的基因与载体能够结合，在切割载体和目的基因时要用同一种限制酶

课堂巩固

学案与测评

作   业

板书设计：           

1.2  基因工程的基本操作程序

一、  目的基因的获取

二、基因表达载体的构建

（基因工程的核心）

三、将目的基因导入受体细胞

四、目的基因的检测和鉴定

课后笔记：

教学中加强预习环节，先解决为什么要分四个步骤的问题，然后解决每一步骤的技术方法问题；通过教学媒体的运用，解决每一程序中的技术难点。