【人教版】生物选修三：1.2《基因工程的基本操作程序》教学案(含答案)
高中生物1.2 基因工程的基本操作程序 教案 新人教版选修3
基因工程的基本操作程序【教学目标】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。
3.培养学生探索科学的严谨态度【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。
【教学过程】高考资源网复习：转基因抗虫棉培育的大致过程？引入：基因工程的基本操作程序：(一)、目的基因的获取目的基因：主要是指编码蛋白质的结构基因获取目的基因的方法：①从基因文库中获取（基因组文库，部分基因文库）②利用PCR技术扩增目的基因（变性，复性，延伸）原理：（DNA的复制）条件：（已知基因的核苷酸序列，四种脱氧核苷酸，一对引物，DNA聚合酶）方式：以（指数）方式扩增，即（n为扩增循环的次数）结果：（使目的基因的片段在短时间内成百万倍地扩增）过程：a、DNA变性（90℃-96℃）：目的基因DNA受热变性，（氢键断裂），形成（DNA单链）。
b、退火（复性25℃-65℃）：系统温度降低，（引物）与（DNA模板）结合，形成局部双链。
c、延伸（70℃-75℃）：合成链在（DNA聚合酶）作用下进行延伸，合成与模板互补的DNA。
③通过DNA合成仪用化学方法直接人工合成(二)、基因表达载体的构建基因表达载体的构建是实施基因工程的第二步，也是基因工程的核心。
目的：使目的基因在受体细胞内稳定存在，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。
基因表达载体的组成：目的基因、启动子、终止子、标记基因、复制原点基因表达载体的构建过程：1.用一定的_______（限制酶）切割质粒，使其出现一个切口，露出____（黏性末端）。
2.用__________（同一种限制酶）切断目的基因，使其产生__________（相同的黏性末端）。
3.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），形成了一个重组DNA分子（重组质粒）(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。
《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教案 新人教版选修3
新人教版选修3教学建议本节教学难点多,内容抽象,学生学起来具有一定的困难,因此建议采取化整为零、各个击破的教学策略。
例如,可以先解决为什么要分四个步骤的问题,再解决每一步骤的技术方法问题。
在突破每个难点、重点时,要注意加强教学媒体的运用,图文结合,使一些抽象的知识点“形象化”。
例如,在讲授利用PCR技术扩增目的基因时,可以先展示PCR反应原理的动态过程,让学生有个直观的认识,便于更好地理解。
同时在必修教材中学习过的一些知识可作为学习新知识的铺垫,所以在讲授新课之前可以先布置学生预习相关的内容。
比如说,目的基因的检测就与必修2中DNA指导蛋白质合成的过程相关联。
通过复习相关内容,学生就比较容易理解为什么要在三个层次上进行检测;而学习基因组文库时,若能联系必修2中人类基因组计划的内容,就可以让学生获得一些感性认识;还有在学习PCR扩增技术时,涉及了必修2中DNA复制的内容。
在课堂小结环节,建议通过安排学生设计某一转基因生物,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?通过这一实例引导学生结合目的基因从何而来,基因表达载体如何构建,如何导入烟草,如何检测药物蛋白产生与否等问题完成设计,可加深学生对基因工程原理的理解。
参考资料分子杂交技术分子杂交技术是基因工程中使用频率很高的一项技术,主要用于检测和鉴定,可以分为核酸分子之间的杂交和蛋白质分子之间的杂交。
常用的技术有下列三种。
1.Southern杂交——DNA和DNA分子之间的杂交。
目的基因是否整合到受体生物的染色体DNA 中,这在真核生物中是目的基因可否稳定存在和遗传的关键。
如何证明这一点,就需要通过Southern杂交技术。
基本做法:第一步,将受体生物DNA提取出来,经过适当的酶切后,走琼脂糖凝胶电泳,将不同大小的片段分开;第二步,将凝胶上的DNA片段转移到硝酸纤维素膜上;第三步,用标记了放射性同位素(或生物素)的目的DNA片段作为探针与硝酸纤维素膜上的DNA进行杂交;第四步,将X光底片压在硝酸纤维素膜上,在暗处使底片感光;第五步,将X光底片冲洗,如果在底片上出现黑色条带,则表明受体植物染色体DNA上有目的基因。
《基因工程的基本操作程序》教案
《基因工程的基本操作程序》教案一、教学目标1. 了解基因工程的基本概念及应用领域。
2. 掌握基因工程的基本操作程序及技术原理。
3. 能够运用基因工程知识解决实际问题。
二、教学内容1. 基因工程概述：基因工程的概念、发展历程及应用领域。
2. 基因克隆：基因克隆的原理、方法及应用。
3. 基因表达：基因表达的调控机制、表达载体的构建及应用。
4. 基因编辑：基因编辑技术（如CRISPR/Cas9）的原理及应用。
5. 基因工程实验操作：实验原理、操作步骤及注意事项。
三、教学方法1. 讲授：讲解基因工程的基本概念、原理及技术。
2. 案例分析：分析典型基因工程应用案例，加深对知识的理解。
3. 实验操作：演示基因工程实验操作，培养学生的动手能力。
4. 小组讨论：分组讨论基因工程应用及实验操作中的问题，提高学生的思考能力。
四、教学评估1. 课堂问答：评估学生对基因工程基本概念的理解。
2. 实验报告：评估学生在实验操作中的动手能力及对知识的理解。
五、教学资源1. 教材：基因工程相关教材，如《基因工程与应用》等。
2. 实验材料：基因工程实验所需的试剂、仪器等。
3. 网络资源：基因工程相关网站、论文、新闻等，用于拓展学生视野。
六、教学安排1. 课时：本课程共计32课时，包括16课时理论教学和16课时实验教学。
2. 教学计划：课时1-4：基因工程概述及发展历程课时5-8：基因克隆与克隆载体课时9-12：基因表达与表达载体课时13-16：基因编辑技术课时17-20：基因工程实验操作与实践七、实验教学内容1. 实验一：DNA提取与纯化2. 实验二：PCR扩增目的基因3. 实验三：DNA连接与转化4. 实验四：基因表达与蛋白质检测5. 实验五：CRISPR/Cas9基因编辑实验八、教学资源补充1. 辅助教材：提供相关的辅助教材和阅读材料，如《基因工程实验指南》等。
2. 在线资源：推荐学生访问基因工程相关的在线课程、学术论坛和新闻网站，如NCBI、GeneCards等。
2021-2022学年高二生物人教版选修3教案：1.2 基因工程的基本操作程序 Word版含答案
选修三专题1 1.2 基因工程的基本操作程序一、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。
二、教学建议1.课时数：本节教学建议用1课时。
2.课时侧重点：（1）基因工程基本操作程序的四个步骤。
3.教学策略本节是《基因工程》专题的核心，上承《DNA重组技术的基本工具》一节，下接《基因工程的应用》。
本节教学难点多，同学学习有确定的困难，因此建议实行化整为零、各个击破的教学策略。
（1）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。
为了突破难点及培育自学力气，在上节课结束时，可布置同学预习本节内容。
在上新课时，首先解决基因工程的基本操作程序为什么要分四个步骤，即分析每一步骤的必要性。
为什么要有“目的基因的猎取”这一步？建议引导同学看本专题题图中基因工程的概念：“基因工程是指依据人们的愿望，进行严格的设计，通过体外DNA 重组和转基因等技术，赐予生物以新的遗传特性，制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，我们才能赐予一种生物以另一种生物的遗传特性。
为什么要有“表达载体的构建”这一步？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。
为什么要有“目的基因导入受体细胞”这一步？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。
为什么要有“目的基因的检测与鉴定”这一步？这是由于目的基因是否真正插入受体细胞的DNA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。
在解决上述为什么基因工程操作程序分四个步骤的基础上，进入每一程序的有关技术和方法的学习。
人教版教学教案新人教-高中生物选修3基因工程的基本操作程序
1、目的基因的获取 2、基因表达载体的构建 3、将目的基因导入受体细胞 4、目的基因的检测与鉴定
(一)、目的基因的获取
获取目的基因是实施基因工程的第一步。 目的基因来源 可以从自然界中已有的物种中分离出来， 也可以用人工的方法合成。
目的基因：主要是指编码蛋白质的结构基因
获取目的基因的方法：①从基因中获取（基因组，部分基因） ②利用PCR技术扩增目的基因（变性，复性，延伸） ③通过DNA合成仪用化学方法直接人工合成
（三）基因操作的基本步骤
• 步骤一：目的基因的提取
2）反转录法：
以目的基因转录成 目的基因的mRNA
的信使RNA为模板，反
反转录
转录成互补的单链DNA， 然后在酶的作用下合成
练习
5）基因工程是在DNA分子水平上进行设计
施工的。在基因操作的基本步骤中，不进行
碱基互补配对的步骤是
（C）
A、人工合成目的基因
B、目的基因与运载体结合
C、将目的基因导入受体细胞
D、目的基因的检测和表达
生长快、肉质好的转基因 乳汁中含有人生长激素的
鱼(中国)
转基因牛(阿根廷)
转鱼抗寒基 因的番茄
大肠杆菌的转化方法：
首先用Ca2+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。第二 步是将重组表达载体DNA分子溶于缓冲液中与感受态细胞 混合，在一定的温度下促进感受态细胞吸收DNA分子，完 成转化过程。
四、目的基因的检测和表达
目的基因导入受体细胞后，是否可以稳定维持 和表达其遗传性状，只有通过检测与鉴定才能 知道。这是检查基因工程是否成功的一步。
基因表达载体的组成：
人教版选修3高二生物专题1.2《基因工程的基本操作程序》学案含答案
专题1.2 基因工程的基本操作程序班级：姓名：成绩：(二)基因工程的基本操作程序操作步骤：、、、、第一步：1.目的基因是指：。
2.目的基因的获取方法：、、、人工合成目的基因的常用方法有。
限制酶运载体直接分离法：供体细胞中的DNA → DNA片段→受体细胞→DNA片段扩增→含目的基因的细胞→目的基因反转录法：逆转录合成mRNA →单链DNA →双链DNA化学合成法：根据已知的蛋白质的氨基酸序列，推测出相应的mRNA 序列，推测出结构基因的核苷酸序列，再通过化学方法，合成目的基因。
第二步：（基因工程最核心的步骤）1.目的：使目的基因在受体细胞中，并且可以，使目的基因能够作用。
2.组成：＋目的基因＋终止子＋＋复制原点标记基因的作用：是为了鉴定受体细胞中是否含有，从而将含筛选出来。
常用的标记基因是。
第三步： _1.转化的概念：是目的基因进入受体细胞内，并且在内维持和的过程。
2.常用的转化方法：将目的基因导入植物细胞：采用最多的方法是，其次还有和等。
受体细胞可以是卵细胞（受精卵）、体细胞（经组织培养成为完整个体）将目的基因导入动物细胞：最常用的方法是。
此方法的受体细胞多是。
将目的基因导入微生物细胞：方法：。
用氯化钙处理大肠杆菌，使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态。
3.重组细胞导入受体细胞后，筛选含有基因表达载体受体细胞的依据是。
第四步：1.首先要检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因，方法是采用。
2.其次还要检测目的基因是否转录出了mRNA ，方法是采用杂交。
3.最后检测目的基因是否翻译成蛋白质，方法是从转基因生物中提取，用相应的抗体进行杂交。
4.有时还需进行个体生物学水平的鉴定。
如转基因抗虫植物是否出现性状。
新知﹒巩固﹒展示1、基因工程基本操作步骤[判断正误](1)应用DNA探针技术可以检测转基因抗冻番茄植株中目的基因的存在及其完全表达。
( )(2)自然界中天然存在的噬菌体自行感染细菌后其DNA整合到细菌DNA上，属于基因工程。
人教版生物选修3：1.2 基因工程的基本操作程序 教案2
基因工程的基本操作程序【教学目标】1．知识目标：简述基因工程原理及基本操作程序。
2．能力目标：尝试设计某一转基因生物的研制过程。
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。
【教学重难点】1．重点：基因工程基本操作程序的四个步骤。
2. 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。
【教学过程】一、预习检查、总结疑惑检查学生落实预习的情况并了解学生的疑惑，使教学具有针对性。
二、情境导入、展示目标教师首先提问：什么是基因工程？（基因工程的概念）DNA重组技术的基本工具有哪些？（限制酶、DNA连接酶、载体）运载体需要具备哪些条件？（有一个或多个限制酶切割位点；有标记基因；能在受体细胞中稳定存在并自我复制或者整合到受体细胞染色体DNA上随染色体DNA的复制而同步复制）三、合作探究、精讲点拨学生每两人为一组（可以是同桌），结合教材，思考并回答问题。
1．目的基因的获取：（想一想，为什么要有这一步？）思考并回答：（1）目的基因的获取方法有哪些？（2）为什么要建立基因文库？怎么建立的？（3）如何从基因文库中获取目的基因？（4）为什么要建立cDNA文库？如何获取cDNA？（补充真核生物基因与原核生物基因比较）（5）PCR技术的原理是什么？（6）如何获取引物？（7）PCR技术扩增的过程是？2. 基因表达载体的构建：（1）为什么要构建基因表达载体？单独的DNA片段能不能稳定遗传？（2）基因表达载体的构成包括哪些元件？（绘制基因表达载体的模式图）（3）什么是启动子、终止子？他们位于哪里？有什么作用？（4）为什么要有标记基因？它的作用是？3. 将目的基因导入受体细胞：（想一想，为什么要导入受体细胞？在外界能不能维持稳定和表达？）（1）什么是转化？（2）将目的基因导入植物细胞的方法有哪些？最常用的方法是？哪些细胞可以作为受体细胞？（结合示意图，了解农杆菌转化法的基本过程）（3）将目的基因导入动物细胞的基本操作程序是？要用到什么技术？哪些细胞可以作为受体细胞？（4）早期的基因工程为什么选择原核生物作为受体细胞？（5）大肠杆菌细胞最常用的转化方法是？4. 目的基因的检测与鉴定：（为什么要检测和鉴定？）（1）目的基因的检测与鉴定可以从什么水平来做？（2）核酸杂交技术基本过程是？什么是探针？（3）如何检测目的基因是否翻译出蛋白质？（4）如何从个体生物学水平鉴定转基因抗虫棉？四、反思总结、当堂检测教师组织学生反思总结本节课的主要内容，并进行当堂检测。
高中生物《基因工程的基本操作程序》教案3 新人教版选修3
思考：为什么要用Ca2＋处理细胞？
生：因为大肠杆菌等细菌的细胞壁成分主要是肽聚糖，因此一般要先用Ca2＋处理，以增加细菌细胞壁的通透性。
四、目的基因的检测与鉴定
师：受体细胞摄入DNA分子后就说明目的基因完成了表达吗？
生：不能，受体细胞必须表现出特定的性状，才能说明目的基因完成了表达。
师：这是基因工程的最后一步也是检查基因工程是否做成功的一步。它可以从以下三个是方面进行检测：
检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因，一般采用的方法是DNA分子杂交。采用一定的技术手段，将两种生物的DNA分子的单链放在一起，如果这两个单链具有互补的碱基序列，那么，互补的碱基序列就会结合在一起，形成杂合双链区；在没有互补碱基序列的部位，仍然是两条游离的单链。
1、什么是目的基因，举例说明。
生：目的基因主要是指编码蛋白质的结构基因，例如，与生物抗逆性有关的基因、与优良品质相关的基因、与生物药物和保健品有关的基因、与毒物降解有关的基因，以及与工业所需用酶相关的基因等。
师：同样目的基因还可以是一些具有调控作用的因子。目前被较广泛提取使用的目的基因有：苏云金杆菌抗虫基因、人胰岛素基因、人干扰素基因、种子贮藏蛋白基因、植物抗病基因等。
师：看来同学们课前已经进行了精心预习了，那么第三步“目的基因导入受体细胞”它又是出于什么目的呢？
生：单独的DNA片段──目的基因是不能稳定遗传的，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。（教材P12）
师：最后一步“目的基因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，以及基因翻译产物蛋白质等特性来获取目的基因。
人教版生物选修三教案：1.2 基因工程的基本操作程序 含答案
1。
2基因工程的基本操作程序教学设计山东省沾化县第一中学韩振勇1 教材分析《基因工程的基本操作程序》是高中生物人教版选修3专题1基因工程中第2节内容,是基因工程的核心内容，起着承上启下的作用：既是对“基因工程原理和技术"的综合运用,又是对“基因工程的应用”等后续内容的概括和开启.对于基因工程,学生接触得很少,文字描述中会感到抽象.为此，教材中采用形象化得呈现方式简述了基因工程基本操作程序的四个步骤。
由于该节内容难点、疑点较多,学生学习起来有一定的困难，教师必须采取简约、形象、诱思的教学策略，才能消除.2 学情分析学生经过必修二和上一节的学习已经掌握DNA重组技术所需三种基本工具等知识，具备学习基因工程的基本操作程序一节的基础.但基因工程一节对学生来说难点较多,如果处理不好，会变成简单的死记硬背。
因此在教学过程中，应在教师引导下适时加强学生解决问题和运用概念图等生物学语言归纳结论等方面的能力.3 教学目标3。
1 知识目标尝试分析某一转基因生物的研制过程及基本操作程序3.2 能力目标通过让学生了解世界最前沿技术，追踪社会热点，提高学生收集处理信息能力，提高学生语言表达能力和信息交流能力,培养学生的独立动手能力和合作态度。
3.3 情感态度与价值观⑴通过对基因工程原理及基本操作程序的理解,掌握理论联系实际的朴实观念以及对当今世界的前沿技术有更深刻的了解。
⑵通过对四步基本操作程序的具体操作技术的学习，增强学生爱科学，学科学的情感和建设祖国的社会责任感,并且建立起知识创造价值，知识为人类服务,使人类生活质量更好的美好愿望。
4 教学重点与难点4。
1 教学重点基因工程基本操作程序的四个步骤4.2 教学难点⑴从基因文库中获取目的基因⑵利用PCR技术扩增目的基因5 教学过程6 教学反思6。
1 巧妙布置作业,变“复杂”为“简约".在课前以学生较为熟悉的转基因抗虫棉的培育过程案例为预习作业，课后布置新品种制备模拟,使学生首先从整体上了解基因工程的四个步骤，起到了突破难点及培养自学能力的目的.6。
高中生物1.2基因工程的基本操作程序教案新人教版选修3 (1)
基因工程操作的主要步骤课题：基因工程操作的主要步骤学习重点：理解植物组织培养技术的基本原理和方法步骤；单克隆抗体及其应用。
学习过程：导言：现代生物工程技术是一项发展迅速、功效神奇的，高新技术，为解决人类面临的粮食、资源与能源，环境与健康等重大问题开辟了新的途径，蕴藏着巨大的经济潜力和社会效益。
近代生物工程的核心实质上是基因工程，具体地说，基因工程就是把—种生物的主要遗传物质DNA分子的片段提取出来，在体外进行切割，彼此搭配，重新“缝合”，再引入到另一种生物的活细胞内，使两者的遗传物质结合起来，以改变其遗传结构，创造新物种或新品种。
基因工程是目前社会普遍关注的热点，而且与中学学习密切相关。
1.基因工程操作的主要步骤(1)目的基因的制备：目的基因就是基因工程所要转移的基因或人工合成所需基因。
分离目的基因首先要确定目的基因在组织中的DNA分子上的位置.然后运用有切割作用的限制内切酶切割DNA分子而获得。
(2)重组DNA：在体外条件下，把目的基因与某一载体连接在—起，形成杂种DNA分子。
目前采用的载体主要是细菌质粒、某些噬菌体和病毒。
现在流行的转基因技术是在生物自身基因组中插入外源基因，完成 DNA重组。
(3)重组DNA的表达：重组得到的DNA杂种分子，在合适条件下复制增殖并使日的基因在载体组织中通过控制蛋白质的合成而得以表达，从而体现目的基因原来控制的性状。
2人类基因组计划（HGP）每个人类体细胞中的细胞核中包含分别来自父本和母本的两套染色体。
基因组就是每套染色体上的全部基因，基因组包括全部遗传特征。
人类基因组计划 (HGP)的目标就是绘制四张图，每张图均涉及人类一套染色体的常染色体和性染色体。
具体情况如下：两张·图的染色体排列都标明人类全部大约10万个基因的位置(其中一张图用遗传单位表示基因间的距离；另一张图用棱苷酸数目表示基因间的距离)；一张图显示染色体上全部DNA约30亿个碱基对的排列顺序，还有一张是基因转录图。
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。
生物：1.2《基因工程的基本操作程序》教案(新人教版选修3).doc
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呢？
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来自的基因。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？
回顾：
2、基因工程的基本操作程序主要包
括：
、
、
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。
〖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，
1.2 基因工程的基本操作程序
课
主备人
1.2 基因工程的基本操作程序
题
教师
上课时间
编 02-0 号3
教学重点 基因工程的基本操作程序的四增目的基因
知识 目标
简述基因工程的原理和技术
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
图 1-3 由 mRNA 反转录形成 cDNA
cDNA 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，形成双链 DNA 分子。 （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 〖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。 3）化学方法人工直接合成（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）
选修三.1.2《基因工程的基本操作程序》学案(新人教版选修3)
生物选修3 （二）专题1 基因工程 1. 2基因工程的基本操作程序寄语；春光正好，最适奋马扬鞭；青春年少，更宜发愤图强。
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。
学习重点和难点 1学习重点：基因工程基本操作程序的四个步骤。
2、教学难点（1） 从基因文库中获取目的基因。
（2） 利用PCF 技术扩增目的基因。
自主学习一、目的基因的获取：1.目的基因：符合人们需要的，编码蛋白质的。
2. 获取目的基因的方法 （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•I 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。
⑵ 利用PCR 技术扩增目的基因。
① _______________________________________ P CR 是一项在生物体外 特定DNA 片段的核酸合成技术。
② 条件：已知目的基因的 序列。
③ 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 DNA④ 方式：指数扩增=2n （n 为扩增循环的次数）（3）人工合成法：基因较小，核苷酸序列已知，可以人工合成。
典例1下列获取目的基因的方法中需要模板链的是 （） 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5.表达载体的功能：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且给下代；同时使目的基因 _________________________ 和发挥作用。
高二生物选修三教学案基因工程的基本操作程序含答案样本
1．2 基因工程基本操作程序目的导航 1.结合教材图1－6，整体把握并说出基因工程基本操作程序。
2.理解获取目基因途径及基因表达载体构建。
3.理解目基因导入受体细胞办法、检测与鉴定目基因办法。
一、目基因获取(阅读P 8－11) 1．基因工程基本操作程序 (1)目基因获取。
(2)基因表达载体构建。
(3)将目基因导入受体细胞。
(4)目基因检测与鉴定。
2．目基因获取 (1)目基因重要是指编码蛋白质基因，也可以是某些具备调控作用因子。
(2)常用办法 ①从基因文库中获取基因文库种类⎩⎪⎨⎪⎧基因组文库某些基因文库如cDNA 文库②运用PCR 技术扩增目基因 a ．原理：DNA 双链复制。
b ．条件：引物、DNA 模板、Taq 酶、四种脱氧核苷酸。
c ．过程：目基因DNA 受热变性后解链为单链，引物与单链相应互补序列结合，然后在DNA 聚合酶作用下进行延伸，如此重复循环多次。
d ．成果：每一次循环后，目基因量可以增长一倍，即成指数形式扩增(约为2n，n 为扩增循环次数)。
③人工合成法：如果基因比较小，核苷酸序列又已知，可借助DNA 合成仪用化学办法直接人工合成。
二、基因表达载体构建(阅读P11)1．基因表达载体功能使目基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代，使目基因可以表达和发挥作用。
2．基因表达载体构成3．基因表达载体构建过程普通用同一种限制酶分别切割载体和目基因，再用DNA连接酶把两者连接。
三、将目基因导入受体细胞(阅读P11－13)1．转化概念目基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达过程。
2．转化办法(1)导入植物细胞①农杆菌转化法：将目基因导入双子叶植物和祼子植物。
②基因枪法：将目基因导入单子叶植物惯用办法。
③花粉管通道法：国内科学家独创一种办法。
(2)导入动物细胞①办法：显微注射技术。
②惯用受体细胞：受精卵。
(3)导入微生物细胞第一步：一方面用Ca2＋解决细胞，使细胞处在一种能吸取周边环境中DNA分子生理状态，这种细胞称为感受态细胞。
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选修三专题1 1.2 基因工程的基本操作程序一、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。
二、教学建议1.课时数：本节教学建议用1课时。
2.课时侧重点：（1）基因工程基本操作程序的四个步骤。
3.教学策略本节是《基因工程》专题的核心，上承《DNA重组技术的基本工具》一节，下接《基因工程的应用》。
本节教学难点多，学生学习有一定的困难，因此建议采取化整为零、各个击破的教学策略。
（1）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。
为了突破难点及培养自学能力，在上节课结束时，可布置学生预习本节内容。
在上新课时，首先解决基因工程的基本操作程序为什么要分四个步骤，即分析每一步骤的必要性。
为什么要有“目的基因的获取”这一步？建议引导学生看本专题题图中基因工程的概念：“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。
为什么要有“表达载体的构建”这一步？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。
为什么要有“目的基因导入受体细胞”这一步？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。
为什么要有“目的基因的检测与鉴定”这一步？这是因为目的基因是否真正插入受体细胞的DNA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。
在解决上述为什么基因工程操作程序分四个步骤的基础上，进入每一程序的有关技术和方法的学习。
（2）加强教学媒体的运用，解决每一程序中的技术难点。
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，成为学生学习过程的拦路虎。
形象化是解决这一难题的好办法。
例如，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。
而有关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。
又如，在学习基因表达载体的构建方法时，可结合插图，说明插入必要的元件──目的基因、启动子、终止子和标记基因的位置及其作用。
再如，学习目的基因导入方法时，可借用目的基因导入植物细胞的方法──农杆菌转化法以及相关的图，讲清具体方法。
攻破一点后，再扩展到其他导入方法。
（3）通过设计某一转基因生物，将基因工程的操作程序有机地串联起来。
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、微生物的概括。
如果在本课将要结束时，做个练习，带领学生结合设计某一转基因生物的具体过程，可将基因工程操作程序有机地串起来，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？通过这一实例引导学生结合目的基因从何而来，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加以设计。
可加深学生对基因工程原理的理解。
不同学生会有不同的方法，让学生通过相互比较，相互借鉴，达到相互学习的目的。
学生在课下还可查阅《科学》杂志等参考读物，了解科学家成功的做法。
三、达标检测1．基因工程的正确操作步骤是( )①构建基因表达载体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A．③②④① B．②③①③C．④①②③ D．③④①②2．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3．下列获取目的基因的方法中需要模板链的是( )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目的基因A．①②③④ B．①②③ C．②③④ D．②③4．下列哪项不是表达载体所必需的组成( ) A．目的基因B．启动子C．终止子D．抗青霉素基因5．下列操作不属于基因表达载体构建过程的是( ) A．用一定的限制酶切割质粒露出黏性末端B．用同一种限制酶切割目的基因露出黏性末端C．将切下的目的基因片段插入质粒切口处D．将重组DNA导入受体细胞中6．基因工程常用的受体细胞有( )①大肠杆菌②枯草杆菌③支原体④动植物细胞A．①②③④ B．①②③ C．②③④ D．①②④7．检测转基因生物是否转录出mRNA，应通过何种分子杂交方法实现( ) A．DNA—DNA杂交B．DNA—RNA杂交C．RNA—蛋白质杂交D．蛋白质—蛋白质杂交8．要检测目的基因是否成功地插入了受体DNA中，需要用基因探针，基因探针是指( )A．用于检测疾病的医疗器械B．用放射性同位素或荧光分子等标记的DNA分子C．合成β珠蛋白的DNAD．合成苯丙羟化酶的DNA片段9．利用PCR技术扩增DNA，需要的条件是( )①目的基因②引物③四种脱氧核苷酸④热稳定DNA聚合酶⑤mRNA⑥核糖体⑦能量A．②③④⑤⑥ B．①③④⑤⑦C．①②③⑤⑥ D．①②③④⑦10．用某人的胰岛素基因制成的DNA探针，能与之形成杂交分子的是( )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mRNA④该人肝细胞中的DNAA．①③④ B．①②③C．①②④ D．②11．质粒是基因工程中最常用的载体，它存在于许多细菌体内，某细菌质粒上的标记基因如图所示，通过标记基因可以推知外源基因(目的基因)是否转移成功。
外源基因插入的位置不同，细菌在培养基上生长情况也不同，如图所示外源基因在质粒中可插入的位置有a、b、c三点。
某同学根据实验现象对其插入的位点进行分析，其中分析正确的是( )12.)①一个基因表达载体的组成包括目的基因、启动子、终止子②有了启动子才能驱动基因转录出mRNA ③终止子的作用是使转录在所需要的地方停止④所有基因表达载体的构建是完全相同的A．②③ B．①④ C．①② D．③④13．棉铃虫是一种危害棉花的害虫。
我国科学工作者发现一种生活在棉铃虫消化道内的苏云金芽孢杆菌能分泌一种毒蛋白使棉铃虫致死，而这种毒蛋白对人畜无害。
通过基因工程方法，科学家采用花粉管通道法将毒蛋白基因转入棉花植株并成功表达，棉铃虫吃了这种转基因棉花的植株后就会死亡。
花粉管通道法是指：利用植物花粉萌发时形成的花粉管通道将毒蛋白基因送入胚囊，进而导入不具备细胞壁的合子或早期胚体细胞，借助天然的种胚系统，形成含有目的基因的种胚。
(1)下列所示的黏性末端是由________种限制酶作用产生的。
(2)利用花粉管通道法将毒蛋白基因导入棉花细胞，此过程是基因操作的基本步骤中的第三步，即__________________。
为减少获得目的基因的盲目性，在获得真核生物的目的基因时，应尽量采用______________的方法。
(3)该目的基因在导入受体细胞前需要与载体结合，目前经常使用的载体有__________、________________和__________。
(4)检测该目的基因是否表达的方法是__________________________________________________________________________________________________________________。
14．酵母菌的维生素、蛋白质含量高，可生产食品和药品等。
科学家将大麦细胞的LTP1基因导入啤酒酵母菌中，获得的啤酒酵母菌可产生LTP1蛋白，并酿出泡沫丰富的啤酒。
基本操作过程如图所示，请据图回答下列问题：(1)该技术定向改变了酵母菌的性状，这种可遗传变异属于_______________________________________________________________________________________________。
(2)从大麦细胞中可直接分离获得LTP1基因，还可采用__________方法获得目的基因。
本操作中为了将LTP1基因导入酵母菌细胞内，所用的载体是__________________。
(3)要使载体与LTP1基因连接，首先应使用__________进行切割。
假如载体被切割后，得到的分子末端序列为AATTCG，则能与该载体连接的LTP1基因分子末端是____________。
A．GCTTAA B．TAATTCCC．CTTTAG D．AAATCT(4)切割完成后，采用______________酶将载体与LTP1基因连接，连接后得到的DNA分子称为__________。
(5)此操作中可以分别用含有青霉素、四环素的两种选择培养基进行筛选，则有C进入的酵母菌在选择培养基上的生长情况是________________________________________ ________________________________________________________________________。
(6)除了看啤酒泡沫丰富与否外，还可用什么方法检测LTP1基因在啤酒酵母菌中是否表达？_____________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。
15．将动物致病菌的抗原基因导入马铃薯制成植物疫苗，饲喂转基因马铃薯可使动物获得免疫力。
以下是与植物疫苗制备过程有关的图和表。
表1 引物对序列表(1)在采用常规PCR方法扩增目的基因的过程中，使用的DNA聚合酶不同于一般生物体内的DNA聚合酶，其最主要的特点是__________。
(2)PCR过程中退火(复性)温度必须根据引物的碱基数量和种类来设定。
表1为根据模板设计的两对引物序列，图2为引物对模板结合示意图。
请判断哪一对引物可采用较高的退火温度？__________。
(3)图1步骤③所用的DNA连接酶对所连接的DNA两端碱基序列是否有专一性要求？______________。