高中生物《基因工程的基本操作程序》教案9 新人教版选修3

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1、课题1.2基因工程的基本操作程序主备人备课时间编号02教师教学重点基因工程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原理及基本操作程序。能力目标尝试设计某一转基因生物的研制过程。情感目标关注基因工程的发展教学媒体多媒体教学过程教学内容教师的组织和引导个人札记讲授新课〖对话〗﹙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。﹚1．为什么要有“目的基因的获取”这一步？〖学生思考讨论回答，师提示〗引导学生看本专题题图

2、中基因工程的概念：“基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。”可以说这既是概念，也是原理。这里所说的“更符合人们需要”，就是目的，那么更符合人们需要的那个基因就是目的基因了。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。2．为什么要有“表达载体的构建”这一步？〖学生思考讨论回答，师提示〗单独的DNA片段──目的基因是不能稳定遗传的。课文中谈到构建表达载体的目的是为了使目的基因在受体细胞中

3、稳定存在，并且可以遗传给下一代，同时使目的基因能表达和发挥作用。3.为什么要有“目的基因导入受体细胞”这一步？〖学生思考讨论回答，师提示〗教材指出含有目的基因的表达载体只有进入受体细胞，并且维持稳定和表达，才能实现一种生物的基因在另一种生物中的转化。4.为什么要有“目的基因的检测与鉴定”这一步？〖学生思考讨论回答，师提示〗回顾必修2中基因工程的概念分析操作水平、操作对象、最终结果。学生加深对概念的理解学生思考讨论回答，师提示学生思考讨论回答，师提示步骤讲解理解知识点这是因为目的基因是否真正插入受体细胞的D

4、NA中，是否能够在受体细胞中稳定遗传和正确表达，只有通过检测、鉴定才能得知。〖转折〗每一程序的有什么技术和方法的学习？一、目的基因的获取〖问题引入〗“目的基因的获取”有什么方法呢？〖求异思维〗你能推测出由mRNA反转录形成cDNA的过程大致分为哪些步骤吗？〖生思考讨论回答，师提示〗1970年，特明（H.M.Temin）和巴尔的摩（D.Baltimore）证实了RNA病毒中含有一种能将RNA转录成DNA的酶，这种酶被称为依赖RNA的DNA聚合酶，由于与中心法则中的从DNA到RNA的转录是反向的，所以称为反转

5、录酶（reversetranscriptase）。反转录酶既可以利用DNA又可以利用RNA作为模板合成与之互补的DNA链。像其他DNA聚合酶一样，反转录酶也以5′→3′方向合成DNA的过程（图1-3）。图1-3由mRNA反转录形成cDNAcDNA合成过程是：第一步，反转录酶以RNA为模板合成一条与RNA互补的DNA单链，形成RNA-DNA杂交分子。第二步，核酸酶H使RNA-DNA杂交分子中的RNA链降解，使之变成单链的DNA。第三步，以单链DNA为模板，在DNA聚合酶的作用下合成另一条互补的DNA链，形成

6、双链DNA分子。〖讲授〗1.PCR的扩增过程是怎样的？PCR扩增是获取目的基因的一种非常有用的方法，也是进行分子鉴定和检测的一种很灵敏的方法。PCR的扩增反应过程包括以下几个主要过程。第一步：将反应体系（包括双链模板、引物、耐高温的DNA聚合酶、四种脱氧核糖核苷酸以及酶促反应所需的离子等）加热至90～95℃，使双链DNA模板两条链之间的氢键打开，变成单链DNA，作为互补链聚合反应的模板。第二步：将反应体系降温至55～60℃，使两种引物分别与模板DNA链3′端的互补序列互补配对，这个过程称为复性。第三步：将

7、反应体系升温至70～75℃，在耐高温的DNA聚合酶催化作用下，将与模板互补的单个核苷酸加到引物所提供的3-OH上，使DNA链延伸，产生一条与模板链互补的DNA链。上述三步反应完成后，一个DNA分子就变成了两个DNA分子，随着重复次数的增多，DNA分子就以2n的形式增加。PCR的反应过程都是在PCR扩增仪中完成的。〖讲授〗2.如何从基因文库中找到所需要的基因？学生思考讨论回答，师提示在目的基因获取的常用方法中有“从基因文库中获得目的基因”的说法。尽管课文中运用了比喻的方法，但语言文字仍显抽象。教师应尽可能在

8、教学中编制软件、绘制投影片或利用挂图来解决这一难点。让学生了解有了基因文库，就可随时从中提取所需要的目的基因，引入受体细胞使之表达。有关PCR扩增技术，则可结合书中插图，明示出文字中概括出的变性、退火、延伸、多次重复等四个过程。重点内容从基因文库中找到目的基因是一件比较复杂的事情，要根据目的基因已有的某些信息来进行。下面介绍一种根据基因的部分核苷酸序列找到目的基因的方法。第一步，通过PCR方法将目的基因已知的部分核苷酸序列扩增