2018版高中生物第1章基因工程1.2基因工程的基本操作程序学案新人教版
高中生物 第一章 基因工程 1.2 基因工程的基本操作程序学案新人教版选修3
高中生物第一章基因工程 1.2 基因工程的基本操作程序学案新人教版选修31、2 基因工程的基本操作程序教学内容基因工程的基本操作程序教师个案学生笔记学习目标1、基因工程原理及基本操作程序。
(重点)2、获取目的基因的途径及基因表达载体的模式结构。
3、目的基因导入受体细胞的方法、检测与鉴定目的基因的方法。
(重点)学习重点1、基因工程原理及基本操作程序。
2、目的基因导入受体细胞的方法、检测与鉴定目的基因的方法学习难点1、基因工程原理及基本操作程序。
2、目的基因导入受体细胞的方法、检测与鉴定目的基因的方法学习方法自主探究学习过程学习过程一、探究新知一：基因工程的第一步目的基因的获取1、目的基因：主要是指___________________的基因，也可以是_________________。
2、获取方法：(1)从基因文库中获取：①基因文库的含义：将含有某种生物不同基因的许多______________ __，导入__________ 的群体中储存，各个受体菌分别含有这种生物的不同的基因。
②基因文库的类型：a、__________________：含有一种生物所有的基因；b、____________：含有一种生物的一部分基因，如____________(2)利用PCR技术扩增目的基因：①含义：PCR是______________的缩写。
它是一项在生物体外_______________的核酸合成技术。
②原理：__________。
③前提条件：____________，是根据已知目的基因的核苷酸序列合成的。
④条件：DNA模板(上有目的基因)、引物、能量、______________和4种脱氧核苷酸。
⑤扩增过程：变性→复性→延伸→循环。
⑥结果：每次循环后目的基因的量增加一倍，即呈____________形式扩增。
(3) 人工合成法：①条件：基因比较小，___________已知。
②方法：通过 ____________用化学方法直接人工合成。
《基因工程的基本操作程序》教案
《基因工程的基本操作程序》教案一、教学目标1. 知识目标了解基因工程的概念及其应用领域。
掌握基因工程的基本操作程序和原理。
理解基因工程在生物技术和农业上的重要性。
2. 技能目标能够运用基因工程的原理和技术，设计和实施基因改造实验。
能够分析基因工程实验结果，并提出合理的解释和结论。
3. 情感目标培养对基因工程技术的兴趣和好奇心，提高对生物科学的热情。
培养学生的团队合作意识和批判性思维能力。
二、教学内容1. 基因工程概述介绍基因工程的概念和定义。
讨论基因工程在生物技术和农业上的应用领域。
2. 基因重组技术解释基因重组技术的原理和步骤。
介绍基因重组技术在基因工程中的应用实例。
3. 基因克隆与表达讲解基因克隆的概念和过程。
探讨基因表达的调控机制和表达水平的优化方法。
4. 基因编辑技术介绍基因编辑技术的原理和操作步骤。
探讨基因编辑技术在基因工程中的应用实例和前景。
5. 基因工程实验设计学习基因工程实验设计的基本原则和方法。
练习设计和实施基因改造实验。
三、教学方法1. 讲授法通过教师的讲解，引导学生掌握基因工程的基本概念和原理。
结合实例讲解基因工程技术的应用和实验设计方法。
2. 实验法安排基因工程实验课程，让学生亲手操作，实践基因改造技术。
引导学生分析实验结果，培养学生的实验操作和数据分析能力。
3. 小组讨论法分组让学生讨论基因工程技术的应用和实验设计问题。
培养学生的团队合作意识和批判性思维能力。
四、教学评价1. 课堂参与度观察学生在课堂上的发言和提问情况，评估学生的参与度。
2. 实验报告评估学生在基因工程实验中的操作技能和实验结果分析能力。
3. 小组讨论报告评估学生在小组讨论中的表现和提出的观点，包括团队合作意识和批判性思维能力。
4. 课后作业和测验布置相关基因工程主题的课后作业和测验，评估学生对知识点的掌握情况。
五、教学资源1. 教材和参考书选择适合基因工程课程的教材和参考书，为学生提供全面的学习资源。
【高中生物】1、2-基因工程的基本操作程序
1、2 基因工程的基本操作程序课标要求简述基因工程的原理和技术能力要求（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。
（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。
知识网络体系目的基因：指编码蛋白质结构基因基因文库从基因文库中获取基因组文库目的基因的获取方法部分基因文库人工合成PCR：是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。
利用PCR技术扩增目的基因目的：获取大量的目的基因原理：DNA复制过程目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并可以遗传给下一代，基因表达载体的构建并使目的基因能够表达和发挥作用。
（基因工程的核心）目的基因：基因表达载体的组成：启动子：终止子：标记基因：转化：目的基因进入受体细胞内并在受体细胞内维持稳定和表达的过程农杆菌转化法导入植物细胞的方法：基因枪法将目的基因导入受体细胞方法：花粉通道法导入动物细胞的方法：显微注射技术导入微生物的方法：检测转基因生物的染色体上是否插入了目的基因检测：方法：分子杂交技术（DNA探针+转基因生物DNA）目的基因的检测和鉴定检测目的基因是否转录方法：分子杂交技术（DNA探针+转基因生物mRNA）检测目的基因是否翻译成蛋白质抗原—抗体杂交鉴定：对生物进行个体水平的鉴定重难热点归纳提取目的基因的方法目的基因导入受体细胞的途径。
知识拓展1．外显子与内含子一般来说，结构基因都是由外显子和内含子组成，但是，外显子和内含子的关系不是完全固定不变的。
有时同一条DNA链上的某一段DNA序列，当它作为编码某多肽链的基因时是外显子，而作为编码另一多肽链的基因时，则是内含子，结果是同一基因可以同时转录为两种或两种以上的mRNA。
高中生物 1 基因工程 1.2 基因工程的基本操作程序课后习题 新人教版选修3
1.2基因工程的基本操作程序1.下列获取目的基因的方法中需要模板的是( )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③反转录法④通过DNA 合成仪利用化学方法直接人工合成DNAA.①②③④B.①②③C.②③④D.②③解析:PCR技术利用的是DNA双链复制原理。
即将DNA双链之间的氢键打开,变成单链DNA,需要以每条单链DNA作为模板。
反转录法是以目的基因转录成的信使RNA为模板,在逆转录酶的作用下,先反转录形成互补的单链DNA,再合成双链DNA。
①④则均不需要模板。
答案:D2.下列关于基因文库的说法,错误的是( )A.可分为基因组文库和部分基因文库B.cDNA文库属于部分基因文库C.基因组文库的基因在不同物种之间均可进行基因交流D.同种生物的cDNA文库基因数量较基因组文库基因数量少解析:基因组文库只有部分基因能够在不同物种之间进行交流。
答案:C3.聚合酶链式反应(PCR)是一种体外迅速扩增DNA片段的技术。
PCR过程一般经历下述30多次循环:90~95 ℃使模板DNA变性、解链→55~60 ℃复性(引物与DNA模板链结合)→70~75 ℃引物链延伸(形成新的脱氧核苷酸链)。
下列有关PCR过程的叙述,不正确的是( )A.变性过程中破坏的是DNA分子内碱基对之间的氢键,也可利用解旋酶实现B.复性过程中引物与DNA模板链的结合是依靠碱基互补配对原则完成的C.延伸过程中需要热稳定DNA聚合酶催化不同核糖核苷酸之间形成磷酸二酯键D.PCR与细胞内DNA复制相比所需酶的最适温度较高解析:延伸过程需要四种脱氧核苷酸为原料,因此会在脱氧核苷酸之间形成磷酸二酯键。
答案:C4.下列有关PCR技术的说法,不正确的是( )A.PCR技术是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术B.PCR技术的原理与DNA复制的原理不同C.PCR技术的前提是有一段已知目的基因的核苷酸序列D.PCR技术除需特定的温度、原料、目的基因、热稳定DNA聚合酶等条件外,还需要根据已知核苷酸序列设计相应的引物解析:PCR体外扩增与细胞内DNA复制过程原理相同,都是DNA双链复制。
高中生物选修3教案 第1章 基因工程
专题一 1.1 DNA重组技术的基本工具1、教材分析《DNA重组技术的基本工具》是人教版生物选修三专题一《基因工程》的第一节，本节内容主要是介绍了DNA重组技术的三种基本工具，是学习《基因工程的基本操作程序》的基础和前提。
2、教学目标1．知识目标：（1）简述基础理论研究和技术进步催生了基因工程。
（2）简述DNA重组技术所需的三种基本工具。
2．能力目标：运用所学DNA重组技术的知识，模拟制作重组DNA模型。
3．情感、态度和价值观目标：（1）关注基因工程的发展。
（2）认同基因工程的诞生和发展离不开理论研究和技术创新。
3、教学重点和难点1、教学重点DNA重组技术所需的三种基本工具的作用。
2、教学难点基因工程载体需要具备的条件。
4、学情分析学生在必修课中已经学习过关于基因工程的基础知识，对于本部分内容已经有了初步了解，所以学习起来应该不会有太大的困难。
5、教学方法1、学案导学：见学案。
2、新授课教学基本环节：预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→发导学案、布置预习6、课前准备1．学生的学习准备：预习《DNA重组技术的基本工具》，初步把握DNA重组技术所需的三种基本工具的作用。
2．教师的教学准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案。
七、课时安排：1课时一、教学过程(一) 预习检查、总结疑惑。
检查学生落实预习情况并了解学生的疑惑，使教学具有针对性。
（二）情景导入、展示目标。
教师首先提问：A.我们以前在哪部分学习过基因工程？（必修二从杂交育种到基因工程）B.回想一下，转基因抗虫棉是怎样培育出来的？经过了哪些主要步骤？（实质是基因工程的基本操作程序：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）从这节课开始，我们将深入学习基因工程，今天我们来学习DNA重组技术的基本工具。
我们来看本节课的学习目标。
（多媒体展示学习目标，强调重难点）（三）合作探究、精讲点拨。
人教版高中生物选修三1.2 基因工程的基本操作程序
1．2 基因工程的基本操作程序阐明基因工程的基本操作程序主要包括目的基因的获取、基因表达载体的构建、目的基因导入受体细胞和目的基因及其表达产物的检测和鉴定等步骤。
知识点一 目的基因的获取1.目的基因：主要是指编码蛋白质的基因，也可以是一些具有调控作用的因子。
2.目的基因的获取方法 (1)从基因文库中获取①基因文库：将含有某种生物不同基因的许多DNA 片段，导入受体菌的群体中储存，各个受体菌分别含有这种生物的不同的基因，称为基因文库。
②种类⎩⎪⎨⎪⎧基因组文库：包含一种生物所有的基因部分基因文库：包含一种生物的一部分基因③提取依据：基因的核苷酸序列、基因的功能、基因在染色体上的位置、基因的转录产物mRNA ，以及基因的表达产物蛋白质等特性。
(2)利用PCR 技术扩增目的基因①PCR 的含义：是一项在生物体外复制特定DNA 片段的核酸合成技术。
②目的：短时间内大量扩增目的基因。
③原理：DNA 双链复制。
④过程第一步：加热至90～95 ℃，DNA 解链；第二步：冷却至55～60 ℃，引物结合到互补DNA 链；第三步：加热至70～75 ℃，热稳定DNA 聚合酶(Taq 酶)从引物起始进行互补链的合成。
如此重复循环多次。
⑤特点：指数形式扩增。
(3)人工合成如果目的基因较小，核苷酸序列又已知，可通过DNA 合成仪用化学方法人工合成。
1．cDNA 文库与基因组文库的区别2.PCR过程优点操作简单专一性强可在短时间内大量扩增目的基因专一性强，可产生自然界中不存在的新基因缺点工作量大、盲目性大、专一性差操作过程较麻烦，技术要求过高需要严格控制温度、技术要求高适用范围小1．下列有关获取目的基因的方法的叙述，错误的是()A．直接分离目的基因的方法的优点是操作简便，缺点是工作量大，具有一定的盲目性B．由于真核细胞的基因含有不表达的DNA片段，一般使用人工合成的方法C．目前人工合成基因的方法主要有两种，分别是反转录法和化学合成法D．PCR技术的原理是DNA复制，需要RNA聚合酶催化DNA合成[解析]选D。
《基因工程的基本操作程序》教案
《基因工程的基本操作程序》教案一、教学目标1. 理解基因工程的概念及其重要性。
2. 掌握基因工程的基本操作程序。
3. 了解基因工程在生物技术和农业生产中的应用。
二、教学内容1. 基因工程概述：基因工程的定义、发展历程和意义。
2. 基因工程基本操作程序：目的基因的获取、基因表达载体的构建、目的基因的转化和表达。
3. 基因工程应用案例：生物技术产业和农业生产的应用实例。
三、教学重点与难点1. 教学重点：基因工程的基本操作程序及其应用。
2. 教学难点：基因表达载体的构建、目的基因的转化和表达。
四、教学方法1. 讲授法：讲解基因工程的概念、发展历程和意义。
2. 案例分析法：分析基因工程在生物技术和农业生产中的应用实例。
3. 小组讨论法：探讨基因工程的基本操作程序及其应用。
五、教学准备1. 教学PPT：制作关于基因工程的基本操作程序及其应用的PPT。
2. 教学案例：收集基因工程在生物技术和农业生产中的应用实例。
3. 实验材料：准备进行基因表达实验所需的实验材料和仪器。
六、教学过程1. 引入：通过讲解基因工程在医学、农业等领域的应用实例，引发学生对基因工程的兴趣。
2. 讲解：详细讲解基因工程的基本操作程序，包括目的基因的获取、基因表达载体的构建、目的基因的转化和表达。
3. 案例分析：分析基因工程在生物技术和农业生产中的应用实例，使学生了解基因工程的实际应用价值。
4. 讨论：组织学生进行小组讨论，探讨基因工程的基本操作程序及其应用。
5. 总结：总结本节课的重点内容，强调基因工程在生物技术和社会发展中的重要作用。
七、课堂练习（1）基因工程是一种_____技术，可以改变生物的遗传特性。
（2）基因表达载体包括_____、_____和_____等部分。
（3）目的基因的转化方法有_____、_____和_____等。
2. 判断题：（1）基因工程只能应用于生物技术产业。
（）（2）基因工程在农业生产中没有任何应用价值。
（）八、课后作业1. 复习本节课的内容，整理课堂笔记。
基因工程的基本操作程序教案
基因工程的基本操作程序精选教案第一章：基因工程概述1.1 基因工程的概念解释基因工程的定义强调基因工程在生物技术和农业生产中的重要性1.2 基因工程的历史发展介绍基因工程的发展历程和重要突破提及基因工程对人类社会的贡献1.3 基因工程的应用领域列举基因工程在医学、农业、环境保护等领域的应用实例探讨基因工程的未来发展趋势第二章：基因克隆与DNA重组技术2.1 基因克隆的基本原理解释基因克隆的概念和意义介绍基因克隆的步骤和方法2.2 DNA重组技术的原理与应用阐述DNA重组技术的基本原理和操作步骤举例说明DNA重组技术在基因工程中的应用2.3 克隆载体的选择与构建介绍常用的克隆载体及其特点讲解克隆载体的构建方法和注意事项第三章：基因表达与调控3.1 基因表达的基本过程解释基因表达的概念和调控机制介绍基因转录和翻译的过程3.2 基因表达载体的构建与转染讲解基因表达载体的构建方法和选择原则介绍常用的转染技术和转染效率的评估方法3.3 基因表达调控的策略与应用探讨基因表达调控的途径和手段举例说明基因表达调控在基因工程中的应用实例第四章：基因编辑技术4.1 基因编辑技术的基本原理介绍基因编辑技术的概念和意义讲解基因编辑技术的基本原理和方法4.2 CRISPR/Cas9基因编辑系统阐述CRISPR/Cas9基因编辑系统的工作原理和操作步骤介绍CRISPR/Cas9基因编辑系统的应用领域和前景4.3 基因编辑技术的应用与挑战举例说明基因编辑技术在医学、农业等领域的应用实例讨论基因编辑技术所面临的伦理和安全挑战第五章：基因工程实验操作技巧5.1 分子克隆实验操作技巧讲解分子克隆实验的基本步骤和操作技巧强调实验中注意事项和可能出现的问题及解决方法5.2 基因表达与调控实验操作技巧介绍基因表达与调控实验的基本步骤和操作技巧讨论实验中可能出现的问题及解决方法5.3 基因编辑实验操作技巧阐述基因编辑实验的基本步骤和操作技巧提示实验中注意事项和可能出现的问题及解决方法第六章：基因工程在医学领域的应用6.1 基因治疗的基本概念解释基因治疗的概念和分类强调基因治疗在治疗遗传病和癌症等疾病中的潜力6.2 基因治疗的技术和方法介绍基因治疗的常见技术和方法，如体外基因治疗和体内基因治疗讲解基因治疗的操作步骤和临床应用案例6.3 基因治疗面临的挑战与未来展望讨论基因治疗在临床应用中面临的挑战，如安全性和有效性问题探讨基因治疗的潜在发展方向和未来展望第七章：基因工程在农业领域的应用7.1 基因工程在植物育种中的应用介绍基因工程在植物抗病性、抗虫性和耐逆境等方面的应用举例说明基因工程在植物育种中的成功案例7.2 基因工程在动物育种中的应用阐述基因工程在动物生长速度、肉质改良和抗病力等方面的应用讨论基因工程在动物育种中的伦理和安全问题7.3 基因工程在农业生物技术中的挑战与发展分析基因工程在农业领域应用所面临的挑战，如生物安全和社会接受度探讨基因工程在农业领域的未来发展趋势第八章：基因工程在环境保护领域的应用8.1 基因工程在生物降解中的应用介绍基因工程在微生物生物降解中的作用和方法举例说明基因工程在环境污染治理中的应用案例8.2 基因工程在生物修复中的应用阐述基因工程在生物修复技术中的作用和原理讲解基因工程在土壤和水质修复中的应用实例8.3 基因工程在环境保护中的挑战与展望讨论基因工程在环境保护领域应用所面临的挑战，如生物安全和生态平衡问题探讨基因工程在环境保护领域的未来发展方向第九章：基因工程伦理与社会影响9.1 基因工程的伦理问题讨论基因工程在医学、农业和环境保护等领域所涉及的伦理问题强调基因工程在隐私权、歧视和安全性等方面的伦理考量9.2 基因工程与社会影响分析基因工程对经济社会发展的影响，如产业创新和就业机会探讨基因工程在社会生活中的影响，如消费者权益和公众参与9.3 基因工程的法律法规与政策介绍基因工程的法律法规和政策框架，如国际组织和国家的相关规定讲解基因工程在监管和管理方面的实践和挑战第十章：基因工程实验操作案例分析10.1 基因工程实验案例一：克隆目的基因分析克隆目的基因的实验步骤和操作技巧，如PCR扩增和酶切连接讨论实验中可能出现的问题及解决方法10.2 基因工程实验案例二：基因表达与纯化讲解基因表达与纯化的实验步骤和操作技巧，如IPTG诱导和镍柱纯化分析实验中可能出现的问题及解决方法10.3 基因工程实验案例三：基因编辑与功能验证阐述基因编辑与功能验证的实验步骤和操作技巧，如CRISPR/Cas9系统和细胞转染讨论实验中可能出现的问题及解决方法重点解析本文教案涵盖了基因工程的基本操作程序和应用领域，重点包括基因工程的概念、历史发展、应用领域、基因克隆与DNA重组技术、基因表达与调控、基因编辑技术、实验操作技巧以及基因工程在医学、农业、环境保护等领域的应用。
基因工程的基本操作程序 人教版
三 将目的基因导入受体细胞 受体细胞 转化 ——目的基因进入_________内，并且在 稳定 表达 受体细胞内维持_____和_____的过程 将目的基因导入 植物细胞 方法 农杆菌转化法 基因枪法 花粉管通道法
将目的基因导入 ——显微注射法 动物细胞 将目的基因导入 ——感受态细胞 微生物细胞
二、基因表达载体的构建
1.构建基因表达载体的目的
a、使目的基因在受体细胞中 稳定存在并遗传给下一代 ｂ、同时使目的基因能表达 和发挥作用。
二 基因表达载体的构建 —— 核心
目的基因 + 启动子 + 终止子 +
2.基因表达载体的组成：
标记基因
它们有什么作用？
3.基因表达载体的构建的步骤
1.用一定的_________切割 限制酶 质粒，使其出现两个切 黏性末端 口，露出____________。 同一种限制酶 2.用_____________切断目 相同 的基因，使其产生_____ 的黏性末端 ____________。 切口 3.将切下的目的基因片段插入质粒的______处， DNA连接酶 再加入适量___________，形成了一个重组 DNA分子（重组质粒将目的基因导入微生物细胞之前，要用Ｃ ａ２＋处理细胞，处理过的细胞叫 Ａ、感受态细胞 Ｂ、敏感性细胞 Ｃ、吸收性细胞 Ａ Ｄ、接受细胞
即时巩固
• 下列哪项不是将目的基因导入植物细胞的 方法 Ａ、基因枪法 Ｂ Ｂ、显微注射法 Ｃ、农杆菌转化法 Ｄ、花粉管通道法
小 结：
无表达产物
无表达产物
有表达产物
无表达产物
细菌的检测，将每个受体细胞单独培养形成 菌落，检测菌落中是否有目的基因的表达产物。 淘汰无表达产物的菌落，保留有表达产物的进一 步培养、研究。
高中生物同步课件：1.2 基因工程的基本操作程序(新人教版选修3)
程需要DNA聚合酶催化。
栏目 导引
专题1
基因工程
⑤属于双链DNA复制的过程，需要DNA聚合 酶催化。⑤过程在70～75 ℃环境下进行，所
需要的酶能够耐高温。
【答案】 RNA (2)稳定 (3)DNA聚合酶 (4)60
栏目 导引
(1)反转录酶(或逆转录酶)
分解
催化⑤过程的酶耐高温
专题1
基因工程
互动探究
基因工程
(2)化学合成法，即依照某一蛋白质的氨基酸 序列，通过密码子推算出其基因序列，然后 直接合成目的基因，其过程如下：
栏目 导引
专题1
基因工程
例1
(2012· 青岛市高二期末)1970年，科
学家证实了RNA病毒能依赖RNA合成DNA 的过程，并发现了催化此过程的酶。下面为 形成cDNA的过程和PCR扩增过程示意图。 请根据图解回答下列问题：
栏目 导引
专题1
基因工程
要点二
基因表达载体的构建
1.构建基因表达载体的目的：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，使目的基因能够表达和发挥作用。 2.基因表达载体的构建 (1)启动子：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，可驱动基因转录。
栏目 导引
专题1
基因工程
四、目的基因的检测与鉴定
1..首先要检测转基因生物的DNA上是否插
DNA分子杂交 目的基因 入了_________,方法是采用______________
技术。 2. 其 次 还 要 检 测 目 的 基 因 是 否 转 录 出 了 mRNA 分子杂交 ________,方法是采用__________技术。
高中生物基因工程1.2基因工程的基本操作程序素材1新人教版选修3(new)
1。
2 基因工程的基本操作程序一览众山小三维目标1.列举基因工程的实例,结合其具体过程了解基因工程的四个操作步骤，认同基因工程的应用可促进生产力的发展。
2。
深刻理解基因文库、基因组文库的概念，找出基因、基因文库和目的基因的区别与联系.3.结合实际，分析基因工程四个步骤的原理、工具及具体的操作程序。
尝试运用基因工程原理，提出解决某一实际问题的方案，从而锻炼自己分析问题、解决问题的能力。
学法指导本节学习的基因工程的基本操作程序和方法是对转基因植物、动物和微生物的概括。
本节学习的重点就是基因工程的基本操作过程，在学习过程中，应结合设计某一转基因生物的具体过程，将基因工程的操作程序有机地串联起来,从而加深对这一程序的认识.例如,烟草是人类健康的“杀手"。
如果让它生产出人类需要的药物蛋白，应如何操作?通过这一实例要分析目的基因从何而来，表达载体如何构建，如何导入烟草，如何检测药物蛋白产生与否等问题并加以设计。
可加深对基因工程原理的理解.学习时还要注意合作学习，资源共享,不同的人会有不同的方法,大家通过相互比较，相互借鉴，达到相互学习的目的.在课余时间,大家还可查阅《科学》杂志等参考读物,了解科学家成功的做法。
在各个操作程序中都有一些技术和方法层面上的难点不好理解，在学习中，可结合图片和影像资料，将抽象的知识形象化.诱学导入材料：β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，动物有可能患某种疾病，如镰刀型细胞贫血症。
问题：假如让你用基因工程的方法，使大肠杆菌生产出鼠的β珠蛋白,想一想，应如何进行设计？导入：通过基因工程方法，结合基因操作工具，具体过程如下：(1）从小鼠中克隆出β珠蛋白基因的编码序列（cDNA)。
（2）将cDNA前连接上在大肠杆菌中可以适用的启动子，另外加上抗四环素的基因，构建成一个表达载体。
(3）将表达载体导入无四环素抗性的大肠杆菌中，然后在含有四环素的培养基上培养大肠杆菌。
人教版高中生物选修三学案：1.2 基因工程的基本操作程序
1。
2 基因工程的基本操作程序【导学目标】1。
简述基因工程原理及基本操作程序。
2.尝试设计某一转基因生物的研制过程.【自主学习】基因工程的基本操作程序1。
的获取。
2．的构建.3．将目的基因导入。
4．目的基因的与鉴定.一、目的基因的获取1。
目的基因：主要是指编码蛋白质的，也可以是一些具有。
2．基因文库(1）基因文库的含义：将含有某种生物不同基因的许多，导入的群体中储存，各个受体菌分别含有这种生物的不同的基因，称为基因文库。
（2）基因文库的种类①基因组文库：含有一种生物的基因。
②部分基因文库：含有一种生物的基因。
3．获取目的基因的方法(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①PCR的含义：是一项在生物体外特定DNA片段的核酸合成技术.②过程：目的基因受热形成，与引物结合,在的作用下延伸形成DNA.③方式：指数扩增＝2n(n为扩增循环的次数).(3）人工合成法:若较小，序列已知,可以人工合成。
二、基因表达载体的构建1。
基因表达载体的组成2．基因表达载体的功能（1)使目的基因在受体细胞中稳定存在,并且可以给下一代。
(2）使目的基因和发挥作用。
三、将目的基因导入受体细胞1.转化：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。
2．导入植物细胞（1）方法：、基因枪法、花粉管通道法等。
（2）农杆菌的特点①易感染和裸子植物。
②Ti质粒上的可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞上。
3．导入动物细胞（1)常用方法: 技术. （2）常用受体细胞: .4．导入微生物细胞（1）原核生物特点:繁殖快、多为、遗传物质相对等。
（2)对受体细胞的常用处理方法：用处理细胞,使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态（这种细胞称为）。
四、目的基因的检测与鉴定1。
检测方法(1) 技术:①检测转基因生物的上的目的基因；②检测目的基因是否转录出 .（2）抗原—抗体杂交技术:用于检测目的基因是否翻译成 .2．鉴定：鉴定、抗性鉴定等.思考交流1．利用PCR技术扩增目的基因时，需要提供哪些物质和条件?2．一般情况下，基因工程操作获得成功的标志是什么？正误判断1．基因工程操作程序中的核心步骤是基因表达载体的构建。
人教版高中生物选择性必修教学设计第1册 基因工程的基本操作程序
《基因工程的基本操作程序》教学设计一、教学目标（1）生命观念与实验探究—阐明基因工程的原理和基本操作程序，针对生活和生产需求，尝试提出利用基因工程的基本步骤或PCR技术提出解决问题的构想，并进行实验设计和制作；（2）社会责任—能够基于对基因工程的原理和操作流程的认识，以理性的态度对待基因工程的研发和应用，认同我国科研工作者在基因工程领域取得的成就；面对日常生活中与基因工程相关的社会热点，基于实证运用相关生物学概念和原理进行分析讨论。
二、教学重点（1）基因工程基本操作程序的四个步骤。
（2）PCR扩增目的基因。
三、教学难点利用PCR获取和扩增目的基因。
目的基因检测与鉴定的方法。
四、教学过程（一）新课导入展示苏云金杆菌Bt蛋白抗虫机制；让同学们思考如何培育转基因抗虫棉，并试图写出大概的操作步骤。
培育转基因抗虫棉主要需要四个步骤：从苏云金杆菌中获取Bt基因，将Bt基因结合到载体上；将重组DNA分子导入棉花细胞，棉花表现出抗虫性状，即表明成功获得了转基因抗虫棉。
基因工程的基本操作程序的4大步骤，与转基因棉花培育操作基本相同；分为目的基因的筛选与获取、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。
（二）讲授新课一、第一步：目的基因的筛选与获取1.目的基因：用于改变受体细胞性状或获取预期表达产物等的基因，这些基因主要是指编码蛋白质的基因，也可以是具有调控作用的因子。
目前被广泛利用的主要是与生物抗逆性、优良品质、生产药物、毒物降解和工业用酶等相关的基因。
为同学们举例：培育转基因抗虫棉所需要的Bt基因，以及植物的抗病毒、抗细菌基因和人的胰岛素基因等都可以是目的基因。
2、筛选合适的目的基因（1）方法：从相关的已知结构和功能清晰的基因中进行筛选（2）实例：在培育转基因抗虫棉之前，科学家就已经知道苏云金杆菌的Bt基因和杀虫作用相关，并且科学家对Bt基因的序列信息和蛋白产物都有比较清晰的认识，因而，Bt基因就是培育转基因抗虫棉的理想目的基因。
《基因工程的基本操作程序》教案
《基因工程的基本操作程序》教案教学内容：基因工程的基本操作程序教学目标：1.了解基因工程的基本概念和原理2.掌握基因工程的基本操作步骤3.学会在实验室中进行基因工程实验教学重点：1.基因工程的概念和原理2.基因工程的基本操作步骤3.基因工程实验的操作技巧教学难点：1.基因工程实验中的操作技巧2.实验室安全操作规范教学准备：1.实验室设备和材料2.基因工程实验操作步骤3.安全操作规范教学流程：一、导入（5分钟）教师引导学生讨论生命科学领域中的基因工程技术，并简要介绍基因工程的概念和应用领域。
二、基因工程的基本原理（15分钟）1.解释基因工程的概念和作用2.介绍基因工程的基本原理，包括基因克隆、DNA插入和转染等技术3.展示基因工程在生物学和医学领域中的应用案例三、基因工程的基本操作步骤（20分钟）1.DNA提取：介绍DNA提取的方法和步骤2.酶切：解释酶切的原理和操作步骤3.连接：介绍DNA连接的技术和操作步骤四、基因工程实验操作演示（30分钟）1.展示基因工程实验操作流程2.演示DNA提取、酶切和连接等操作步骤3.提醒学生注意实验室安全操作规范五、学生实验操作练习（30分钟）1.学生分组进行基因工程实验操作练习2.指导学生按照操作步骤进行实验操作3.辅导学生解决实验中遇到的问题和困难六、实验结果分析和讨论（20分钟）1.学生根据实验结果进行数据分析和讨论2.引导学生思考实验中所遇到的问题和解决方法3.分享学生实验结果和心得体会七、课堂总结（10分钟）教师总结本节课的教学内容，强调基因工程的重要性和应用前景。
鼓励学生继续深入学习和探索生命科学领域。
八、作业布置（5分钟）布置基因工程实验报告撰写任务，要求学生结合实验结果撰写实验报告，并分享实验心得和收获。
教学反思：通过本节课的教学，学生对基因工程的基本概念和原理有了更深入的了解，掌握了基因工程的基本操作步骤和技巧。
学生通过实验操作练习，提高了实验操作能力和团队合作意识。
高中生物必修3-基因工程的基本操作程序-学案
1．2基因工程的基本操作程序一、基因工程的基本操作程序：①目的基因的；②的构建；③将目的基因；④目的基因的。
二、基因工程的基本操作程序：（一）目的基因的获取1．目的基因：主要是指的基因，也可以是一些具有作用的因子。
2.的基因的获取：目的基因可以从中分离出来，也可以用合成。
常用的方法有以下几种：（1）从基因文库中获取目的基因①基因组文库和部分基因文库（如cDNA文库）基因组文库 cDNA文库如根据基因的、的、基因在染色体上的、基因的，以及基因的等特性。
（2）利用PCR技术扩增目的基因①PCR是____________________________________技术，是的缩写。
②原理：____________________。
③前提：有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根据这一序列合成_________。
④条件：DNA模板、。
⑤扩增过程：（根据课本第10页，图1-8回答问题）a．变性（℃）：目的基因DNA受热变性后接连为单链；b．退火（冷却℃）：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。
PCR技术与DNA复制的比较：（3）化学法直接合成：适用于基因比较，核苷酸序列又。
（二）——基因工程的核心1．基因表达载体的构建，其目的是使目的基因在受体细胞中能，并且可以，同时，使目的基因能够。
2．基因表达载体= + + +（1）启动子：是一段有特殊结构的，位于基因的，它是识别和结合的部位，有了它才能驱动基因，最终获得所需要的蛋白质。
（2）终止子：也是一段有特殊结构的，位于基因的，相当于一盏红色信号灯，使在所需要的地方停止下来。
（3）标记基因：作用是为，从而将含有目的基因的细胞出来，如基因。
3．构建基因表达载体的过程：用（同、不同）种限制酶去切目的基因与运载体，再用使其连接,形成重组DNA分子。
（三）将目的基因导入受体细胞将目的基因受体细胞，并且在受体细胞内和的过程，称为转化。
1.2基因工程的基本操作程序_学案3
11．2基因工程的基本操作程序【学习目标】：1．简述基因工程原理及基本操作程序；2．尝试设计某一转基因生物的研制过程。
【合作探究学习】思考：阅读课本P 8页内容并思考，在借助于前面所讲的基因工程三种工具的基础上，完成以下抗虫棉的培育过程需要经历哪些步骤？这些步骤的完成分别可以达到怎样的目的？一、目的基因的获取思考①：上述例子中的抗虫基因在基因工程中有没有它的专有名词？基因工程中的这类基因还有哪些？思考②：获得目的基因的途径有哪些？1．从基因文库中获取目的基因①基因文库：将含有某种生物不同基因的许多 ，导入受体菌的群体中 ，各个受体菌分别含有这种生物的不同基因，称为基因文库。
基因组文库：含有一种生物的 基因②种类cDNA 文库：含有一种生物的 基因③目的基因的获取根据基因的有关信息：基因的 序列、基因在 上的位置、基因的 产物mRNA 、基因的 产物蛋白质等特性获取目的基因。
2．利用PCR 技术扩增目的基因①PCR ：是一项在生物体外 特定DNA 片段的核酸合成技术。
②前提：已知目的基因的 序列。
③条件： ④过程：目的基因DNA 受热形成 ，与 结合，然后在_________的作用下进行延伸形成DNA 。
⑤方式：指数扩增=2n(n 为扩增循环的次数)思考①：是不是任何情况下都可以利用这种技术来大量的扩增目的基因？它的应用有没有一定的限制？假如已知某一段目的基因的核苷酸序列含有100个碱基对，其中含有胞嘧啶60个。
经过4次扩增循环，可以获得多少个目的基因片段？我们需要提供多少个胸腺嘧啶脱氧核苷酸？3.人工合成法：基因较小，核苷酸序列 ，可以人工合成。
思考：还有没有其他的获取目的基因的方法？如果有，哪些条件可以为它提供依据？【例1】、多聚酶链式反应(PCR)是一种体外迅速扩增DNA 片段的技术。
PCR 过程一般经历下述三十多次循环：95℃下使模板DNA 变性、解链→55℃下复性（引物与DNA 模板链结合）→72℃下引物链延伸（形成新的脱氧核苷酸链）。
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1．2 基因工程的基本操作程序1．掌握目的基因获取的常见方法。
(难点)2．学会基因表达载体构建的方法和要求。
(重点)3．理解目的基因导入受体细胞的方法。
(重点)4．掌握目的基因检测与鉴定的具体操作。
(重、难点)1．目的基因(1)主要是指编码蛋白质的基因。
(2)一些具有调控作用的因子。
2．获取方法(1)从基因文库中获取①基因组文库：含有一种生物所有的基因。
②部分基因文库：含有一种生物的一部分基因，如cDNA文库。
(2)利用PCR技术扩增目的基因①含义：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：DNA双链复制。
③条件：引物、DNA模板、Taq酶、四种脱氧核苷酸。
④过程。
a．目的基因DNA受热变性后解链为单链(90～95 ℃)。
b．引物与单链相应互补序列结合(55～60 ℃)。
c．在DNA聚合酶作用下进行延伸(70～75 ℃)。
d．重复循环多次。
⑤结果：每次循环后目的基因的量增加一倍，即成指数形式扩增(约为2n)。
(3)人工合成法①条件：基因比较小，核苷酸序列已知。
②方法：通过DNA合成仪用化学方法直接人工合成。
[合作探讨]探讨1：基因组文库和部分基因文库有什么区别？提示：基因组文库包含一种生物的全部基因，部分基因文库只包含一种生物的一部分基因。
探讨2：PCR过程中需要解旋酶吗？所需要的DNA聚合酶应具有什么特点？提示：PCR过程中，DNA双链解开是在高温下完成的，不需要解旋酶；由于PCR过程温度较高，所以需要能耐高温的DNA聚合酶。
探讨3：什么样的基因适合用DNA合成仪直接人工合成？提示：基因比较小，且核苷酸序列已知。
[思维升华]1．目的基因获取方法的选择(1)如果不知道目的基因的核苷酸序列，可以通过构建基因文库的方法，即通过用受体菌储存并扩增目的基因后，从基因文库中去获取目的基因。
(2)如果知道目的基因的核苷酸序列，而且基因比较小，可以通过DNA合成仪利用化学方法人工合成。
(3)如果只知道扩增目的基因的两端的核苷酸序列，而且基因又比较大，则可以通过PCR 技术扩增目的基因。
2．目的基因获取过程的比较(1)基因组文库：供体生物→全部DNA→DNA片段→受体菌群→目的基因(2)cDNA文库：供体生物→mRNA→cDNA→受体菌群→目的基因(3)PCR技术：目的基因→大量目的基因(4)人工合成：蛋白质的氨基酸序列→mRNA核苷酸序列→DNA核苷酸序列→目的基因3．PCR技术与DNA复制的比较1．下列获取目的基因的方法中需要模板的是( )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③反转录法④通过DNA合成仪利用化学方法人工合成DNAA．①②③④B．①②③C．②③④D．②③【解析】PCR技术利用的是DNA双链复制原理，即将DNA双链之间的氢键打开，变成单链DNA，作为聚合反应的模板。
反转录法是以目的基因转录成的信使RNA为模板，在反转录酶的作用下，先反转录形成互补的单链DNA，再合成双链DNA。
①④则均不需要模板。
【答案】 D2．下列关于cDNA文库和基因组文库的说法中，不正确的是 ( )【导学号：72240004】A．cDNA文库中的DNA来源于mRNA的反转录过程B．如果某种生物的cDNA文库中的某个基因与该生物的基因组文库中的某个基因控制的性状相同，则这两个基因的结构也完全相同C．cDNA文库中的基因都没有启动子D．一种生物的cDNA文库可以有许多个，但基因组文库只有一个【解析】由于基因转录时只有编码区段才能转录，所以以mRNA反转录成的DNA就只有外显子区段，而缺少内含子和启动子等非编码区段，和原来的基因结构不相同。
【答案】 B(一)基因表达载体的构建——核心1．基因表达载体的组成⎩⎪⎪⎨⎪⎪⎧目的基因启动子⎩⎪⎨⎪⎧位置：基因的首端功能：是RNA 聚合酶识别和结合的部位，驱动基因转录出mRNA 终止子⎩⎪⎨⎪⎧ 位置：基因的尾端功能：终止转录标记基因：鉴别受体细胞中是否含有 目的基因2．基因表达载体的功能(1)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。
(2)使目的基因表达和发挥作用。
(二)将目的基因导入受体细胞1．转化含义：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。
2．转化方法 (1)导入植物细胞 ①最常用方法农杆菌转化法：双子叶植物或裸子植物。
②其他方法a ．基因枪法：单子叶植物。
b ．花粉管通道法。
(2)导入动物细胞①常用方法：显微注射技术。
②常用受体细胞：受精卵。
(3)导入微生物细胞 ①方法a ．用Ca 2＋处理细胞，使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA 分子的生理状态(这种细胞称为感受态细胞)。
b ．感受态细胞吸收重组表达载体DNA 分子。
②受体细胞：原核细胞(使用最广泛的是大肠杆菌)。
③原核生物的特点：繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少等。
[合作探讨]探讨1：用于构建基因表达载体的质粒为什么必须具有启动子和终止子？启动子和终止子与起始密码和终止密码是一回事吗？提示：导入到受体细胞的目的基因的表达需要调控序列，因此在插入目的基因的部位之前需有启动子，之后需有终止子。
不是一回事，启动子和终止子都在DNA上，在遗传信息转录时起作用。
启动子是启动转录的开始，终止子是DNA分子上决定转录停止的一段DNA序列，其组成单位都是脱氧核苷酸。
而起始密码子和终止密码子都是mRNA上三个相邻碱基。
起始密码子决定翻译的开始，终止密码子决定翻译的停止。
探讨2：农杆菌转化法利用了农杆菌的什么特性？提示：农杆菌中的Ti质粒上的TDNA(可转移的DNA)可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞的染色体DNA上。
探讨3：植物基因工程常用的受体细胞为什么可以是体细胞，而动物基因工程一般只用受精卵？提示：植物体细胞的全能性较高，可经植物组织培养过程形成完整植物体，因此受体细胞可以是体细胞；动物体细胞的全能性受到严格限制，因此动物基因工程中的受体细胞一般只用受精卵。
[思维升华]1．基因表达载体的构建过程将切下的目的基因片段插入质粒的切口处，再加入适量DNA连接酶，形成一个重组DNA 分子(重组质粒)。
构建过程如下图所示：2．将目的基因导入受体细胞的方法比较1．下列关于基因表达载体构建的相关叙述，不正确的是( ) A ．需要限制酶和DNA 连接酶 B ．必须在细胞内进行C ．抗生素抗性基因可作为标记基因D ．启动子位于目的基因的首端【解析】 基因表达载体的构建是指目的基因与载体结合，在此过程中需用同一种限制酶切割目的基因与载体，用DNA 连接酶将相同的末端连接起来；基因表达载体的构建是在细胞外进行的；基因表达载体包括启动子(位于基因首端使转录开始)、终止子、目的基因和标记基因(鉴别受体细胞中是否含有目的基因，如抗生素抗性基因)。
【答案】 B2．采用基因工程的方法培育抗虫棉，下列导入目的基因的做法正确的是( ) 【导学号：72240005】①将毒素蛋白注射到棉受精卵中②将编码毒素蛋白的DNA 序列，注射到棉受精卵中③将编码毒素蛋白的DNA 序列，与质粒重组，导入细菌，用该细菌感染棉的体细胞，再进行组织培养④将编码毒素蛋白的DNA 序列，与细菌质粒重组，注射到棉的子房并进入受精卵 A ．①②B．②③ C ．③④D ．①④【解析】 本题以抗虫棉培育为材料背景，主要考查基因操作中的第三步——将目的基因导入受体细胞。
导入目的基因必须选择恰当的载体，以保证导入目的基因不被受体细胞降解，并成功地实现复制、转录和翻译。
【答案】 C1．分子水平检测(1)检测转基因生物DNA上是否插入了目的基因。
方法：DNA分子杂交技术。
(2)检测目的基因是否转录出mRNA。
方法：分子杂交技术。
(3)检测目的基因是否翻译成蛋白质。
方法：抗原—抗体杂交技术。
2．个体水平鉴定包括抗虫、抗病的接种实验，以确定是否有抗性及抗性程度。
基因工程产品需要与天然产品活性进行比较等。
[合作探讨]探讨1：目的基因能否在真核生物中稳定遗传的关键是什么？如何检测？提示：目的基因是否插入受体细胞的染色体DNA上，这是其能否在真核生物中稳定遗传的关键。
检测方法是采用DNA分子杂交技术。
探讨2：什么是基因探针？如何检测目的基因是否开始发挥功能？提示：基因探针是用放射性同位素标记的目的基因的单链DNA片段。
从转基因生物中提取mRNA，用标记的目的基因作探针，与mRNA杂交，如果显示出杂交带，则表明目的基因转录出了mRNA，意味着目的基因开始发挥功能。
探讨3：检测棉花中导入的抗虫基因是否表达的最简便的方法是什么？提示：用叶片饲养棉铃虫，观察棉铃虫是否死亡。
[思维升华]目的基因的检测与鉴定在不同方面的比较1． DNA探针是利用放射性同位素等标记的特定DNA片段。
当DNA探针与待测的非标记单链DNA(或RNA)按碱基顺序互补结合时，形成标记DNA—DNA(或标记DNA—RNA)的双链杂交分子，可检测杂交反应结果。
用某人的胰岛素基因制成DNA探针，能与之形成杂交分子的是( )【导学号：72240006】①该人胰岛A细胞中的DNA ②该人胰岛B细胞中的mRNA ③该人胰岛A细胞中的mRNA ④该人肝细胞中的DNAA．①③④B．①②③C．①②④D．②③④【解析】DNA单链能与其互补链及其转录产生的mRNA分子互补配对而形成杂交分子；人体细胞中都有胰岛素基因，但此基因只有在胰岛B细胞中才能得到表达。
【答案】 C2．转基因抗虫棉培育过程中要对Bt基因导入受体细胞后是否可以稳定维持和表达进行检测与鉴定，其中利用到碱基互补配对原则的有( )①检测棉花的DNA上是否插入了Bt基因②检测Bt基因是否在棉花细胞转录出mRNA ③检测Bt基因是否在棉花细胞翻译成蛋白质④检测Bt基因是否赋予了棉花抗虫特性A．①②B．①③C．②③D．②④【解析】检测棉花的DNA上是否插入了Bt基因和检测Bt基因是否在棉花细胞转录出mRNA都是用标记的目的基因作探针进行分子杂交，因此都要进行碱基互补配对；检测Bt基因是否在棉花细胞中翻译成蛋白质需进行抗原—抗体杂交，检测Bt基因是否赋予了棉花抗虫特性需要做抗虫接种实验，这两项技术都没有涉及碱基互补配对原则。
【答案】 A1．基因工程的基本操作程序有：①使目的基因与运载体相结合；②将目的基因导入受体细胞；③检测目的基因的表达是否符合特定性状要求；④提取目的基因。
正确的操作顺序是( ) 【导学号：72240007】A．③②④①B．②④①③C．④①②③D．③④①②【解析】基因工程的主要操作步骤顺序是：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。
【答案】 C2．下列不属于获取目的基因的方法是( )A．利用DNA连接酶复制目的基因B．反转录法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【解析】本题考查目的基因的获取方法及DNA聚合酶和DNA连接酶的区别。