“基因工程的基本操作程序”教学设计

“基因工程的基本操作程序”教学设计

1 教材分析

《基因工程的基本操作程序》是人教版选修3专题1基因工程中第2节内容，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》。

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。例如，基因文库中把基因组文库比作国家图书馆，而把cDNA文库比作某市图书馆，这样便于学生理解和掌握。此外，在教材处理中还呈现主干，割舍枝杈，将非主干内容以《生物技术资料卡》、《拓展视野》等方式呈现，做到有主有次。

2 学情分析

学生经过上一节的学习已经掌握DNA重组技术所需三种基本工具的作用及基因工程载体所需条件等知识，具备学习基因工程的基本操作程序一节的基础；而且经过一年必修教材的学习，学生的生物基础知识较扎实，思维的目的性、连续性和逻辑性已初步建立。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

⑴简述基础理论研究和技术进步催化了基因工程

⑵简述基因工程的原理和基本步骤

3.2 能力目标

⑴学会运用概念图总结基因工程的基本步骤及方法

⑵尝试运用基因工程原理，提出解决某一实际问题的方案

3.3 情感态度与价值观

⑴关注基因工程的发展

⑵认同基因工程的应用促进生产力的提高

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 教学整体思路

采用从“整体-部分-整体”的教学思路，首先引用基因工程案例使学生从整体上了解基因工程的四个步骤，其次采用分步探究的形式帮助学生理解各个步骤的原理、方法和过程，最后教师引导学生用概念图将所学的知识从整体上再次整合。

6 教学过程

教学环节教师行为学生活动

导入新课1）出示我国有知识产权的转基因抗虫棉

的培育图解

2）质疑：转基因抗虫棉培育的四个关键

步骤

3）根据学生回答补充还需检测抗虫基因

是否已经进入棉花植株，并由此引出

基因工程的四部曲

看图并回答：首先要

获得目的基因，其次

将目的基因连接到

Ti质粒上，再次将

重组的Ti质粒导入

受体细胞，最后要重

建转基因植物

目的基因的获取1）提问转基因抗虫棉培育需要哪些工具

2）讲授目的基因的概念

3）指导学生看书并质疑：获取目的基因

总的来说有哪两种方式

4）根据学生回答强调如果已知抗虫基因

核苷酸序列且序列较短小，可通过DNA

合成仪直接进行人工合成

5）质疑：如果对抗虫基因的碱基序列完

全不知，怎样才能得到苏云金芽孢杆

菌体内的抗虫基因

6）针对学生回答引出基因文库概念

7）指导学生看图并归纳构建基因文库时

的操作条件、应用工具和过程

8）指导学生看书，说出部分基因文库

（cDNA）概念

9）教师补充如想知道一种生物在个体发

育不同阶段表达基因不同，应构建

cDNA文库

10）指导学生看书，质疑：如何构建部分

基因文库

11）引出如果已知抗虫基因的一部分，则

可通过PCR技术扩增目的基因

回忆旧知识并回答

看书并回答：从自然

界已有的物种中分

离和人工合成

思考并回答：先获取

苏云金芽孢杆菌的

全部基因，再从中提

取抗虫基因

思考并回答：

操作条件：对目的基

因序列未知

应用工具：限制性内

切酶、DNA连接酶、

载体

过程：从基因组中提

取DNA→酶切、纯化

→与载体连接→侵

染大肠杆菌→建立

基因组文库

看书并回答：只包含

一种生物部分基因

的文库

看书并回答：提取某

种生物发育某个时

期的mRNA→反转录

成互补DNA→与载体

连接→侵染大肠杆

菌→建立部分基因

文库

“基因工程的基本操作程序”学案

知识目标：1、简述基因工程原理及基本操作程序。

能力目标：1、尝试设计某一转基因生物的研制过程。

学习重点：1、基因工程基本操作程序的四个步骤。

学习难点：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。

[自主学习]

基因工程的基本操作程序主要包括4个步骤：的获取、基因表达的构建、将细胞、的检测与鉴定。

一、目的基因的获取

1、概念：目的基因主要是指编码蛋白质的。也可以是一些具有调控作用的因子。

2、来源：（1）可以从自然界中已有中直接分离出来。（2）从中获取目的基因。

3、基因文库：（1）概念：将含有某种生物不同基因的许多片段导入受体菌的群体中今夏，各个受体菌分别含有这种生物的不同基因，称为基因文库。（2）种类：基因组文库――含有一种生物的。

cDNA文库――含有一种生物的。

4、获取目的基因的方法：根据基因的有关信息，如基因的序列，基因功能、基因在上的位置、基因的转录产物，以及基因的翻译产物等特性来获取目的基因。

（1）利用PCR技术扩增目的基因：①PCR技术是一项在生物体外复制片段的核酸合成技术。②条件：提供已知的核苷酸序列，根据这段序列合成。③过程：目的基因DNA 变性形成DNA单链，与结合，然后在的作用下延伸形成DNA。④方式：扩增，即2n(n为扩增循环次数)。

（2）人工合成方法：当基因较小，核苷酸序列已知时，可以用人工方法合成（例如，通过直接合成）。

二、基因表达载体的构建

1、表达载体的组成

表达载体：目的基因、、、标记基因。

启动子：它是一段有，位于基因的首端，它是的识别和结合部位，起动转录mRNA。

终止子：位于基因的尾端，终止过程。

标记基因：用于受体细胞是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来。

2、表达载体的功能：使目的基因在受体细胞中存在，并且给下一代，同时使能够表达和发挥作用。