基因工程的基本操作程序精选教案

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，因此采取化整为零、各个击破的教学过程。下面是小编为大家准备一下内容，希望对你们有所帮助，

　　基因工程的基本操作程序精选教案一

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。h8YgKdFe6W

<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。h8YgKdFe6W

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

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

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。h8YgKdFe6W

2.原核细胞的基因结构与真核细胞的基因结构的异同点

? 原核细胞的基因 真核细胞的基因 不同点 编码区连续;结构简单 编码区有间隔，不连续;结构复杂 相同点 都有编码区和非编码区;编码区都有调控遗传信息表达的核苷酸序列;编码区上游都有与RNA聚合酶结合的位点 3.获取目的基因的方法

从基因文库中获取

鸟枪法

人工合成

3.目的基因与运载体结合<以质粒为运载体)

4.将目的基因导入受体细胞

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

经典例题剖析

[例1]下列有关基因工程技术的正确叙述是

A.重组DNA技术所用的工具酶是限制酶、连接酶和运载体

B.所有的限制酶都只能识别同一种特定的核苷酸序列

C.选用细菌作为重组质粒的受体细胞是因为细菌繁殖快

D.只要目的基因进入了受体细胞就能成功实现表达

【解读】 基因操作的工具有限制酶、连接酶，一种限 制酶只能识别特定的核苷酸序列。运载体是基因的运输工具，目的基因进入受体细胞后，受体细胞表现出特定的性状，才说明目的基因完成了表达，基因工程的结果是让目的基因完成表达，生产出目的基因的产物，选择受体细胞的重要条件就是能够快速繁殖。h8YgKdFe6W

【答案】 C

[例2]应用基因工程技术诊断疾病的过程中必须使用基因探针才能达到探测疾病的目的。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—球蛋白的DNA

D.合成苯丙羟化酶DNA片段

【解读】 基因诊断是用放射性同位素、荧光分子等标记的DNA作探针，利用DNA分子杂交原理，鉴定被检测标本上的遗传信息，达到检测疾病的目的。h8YgKdFe6W

基础试题训练

1、构建基因组DNA文库时，首先雷分离细胞的

A、染色体DNA B、线粒体DNA C、总mRNA D、tRNA

2.在基因工程中，把选出的目的基因<共1000个脱氧核苷酸对，其中腺嘌岭脱氧核苷酸是460个)放入DNA扩增仪中扩增4代，那么，在 扩增仪中应放入胞嘧啶脱氧核苷酸的个数是( >h8YgKdFe6W

A.540个 B.8100个 C.17280个 D.7560个

2.在基因工程中，科学家常用细菌、酵母菌等微生物作为受体细胞，原因是< )

A.结构简单，操作方便 B.遗传物质含量少

C. 繁殖速度快 D.性状稳定，变异少

　　基因工程的基本操作程序精选教案二

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。【1】

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。【2】

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

教学环节

?

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)? 对学生回答给与肯定并强调构建基因组文库时应注意两点：1 每个受体菌DNA分子都包含一段不同的外源DNA片段;2 本方法适用于获取原核细胞的基因

9)? 指导学生看书，说出部分基因文库(cDNA)概念

10)? 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

11)? 指导学生看书，质疑：如何构建部分基因文库

12)? 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

教师行为

13)? 指导学生看书质疑：PCR技术扩增目的基因需要的条件

14)? 观看PCR过程插图，质疑：PCR扩增的过程

15)? 列表比较利用PCR技术扩增目的基因与细胞内DNA复制的异同 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

?

学生活动

看书并回答：模板、原料、引物、TaqDNA聚合酶

讨论并回答：变性：90℃—95℃高温下双链DNA解链成单链;退火：55℃—60℃引物结合到互补DNA链;延伸：72℃Taq酶从引物起始进行互补链的合成;第2轮循环

学生独立完成，教师给予指导 ?

　基因工程的基本操作程序精选教案三

一、教学目标

【知识与技能目标】

1.知道物种的概念，地理隔离和生殖隔离的概念。

2.理解隔离在物种形成中的作用。

【过程与方法目标】

1.通过提问问题的方式，让学生自主阅读课本相关内容，培养学生提取信息以及归纳概括的能力。

2.通过对地理隔离和生殖隔离两者之间的比较以及联系，提高学生对比分析的能力。

【情感态度价值观目标】

了解环境与物种形成之间的关系，体会生物的多样性，养成爱护环境，保护珍稀动物的意识。

二、教学重难点

【重点】

物种的概念，地理隔离和生殖隔离的概念以及隔离在物种形成中的作用。

【难点】

隔离在物种形成中的作用。

三、教学过程

环节一、导入新课(多媒体导入)

在多媒体上展示曼彻斯特地区的桦尺蠖图片，通过上节课的学习，同学们知道了该地区的桦尺蠖基因频率发生了很大的变化，但是并没有形成新的物种。那为什么说它们没有形成新的物种?又该怎样判断两个种群是否属于一个物种呢?以此导入新课。

环节二、新课教学

1、物种的概念

自主学习，阅读课本，找出物种的概念(能够在自然状态下相互交配并且产生可育后代的一群生物称为一个物种。简称“种”)

之后设疑：马和驴可以交配，产生后代——骡。那么马和驴是同一物种吗?(不是，因为骡不可育)

老师引出：生殖隔离(不同物种之间一般是不能相互交配的，即使交配成功，也不可能产生可育的后代，这种现象叫做生殖隔离)。

多媒体展示两个池塘中的鲤鱼，问：同学们为什么会形成两个种群呢?(可能由于高山、河流、沙漠或者其他地理上的障碍，使得每一个物种总是被分成一个一个或大或小的群体)

顺势引出：地理隔离(同一种生物由于地理上的障碍而分成不同的种群，使得种群间不能发生基因交流的现象叫做地理隔离)。

过渡：我们学习了生殖隔离和地理隔离，那么大家想不想知道隔离在物种形成中有什么作用呢?

2.隔离在物种形成中的作用

多媒体展示生活在加拉帕戈斯群岛生活的13种地雀，让同学观察他们的外形差异(它们的喙差别很大)并且他们之间形成了生殖隔离。

分组讨论：

(1)设想南美洲大陆的一种地雀来到加拉帕戈斯群岛后，先在两个岛屿上形成两个初级种群。这两个种群的个体数量都不多。它们的基因频率一样吗?(由于这两个种群的个体数量都不够多，基因频率可能是不一样的)

(2)不同岛屿上的地雀种群，产生突变的情况一样吗?(不一样。因为突变是随机产生的)

(3)对不同岛屿上的地雀种群来说，环境的作用有没有差别?这对种群基因频率的变化会产生什么影响?(不同岛屿的地形和植被条件不一样，因此环境的作用会有差别，导致种群基因频率朝不同的方向改变)

(4)如果这片海域只有一个小岛，还会形成这么多种地雀吗?(不会。因为个体之间会有基因的交流)

由于各个岛上的食物和栖息条件互不相同，自然选择对不同种群基因频率的改变所起的作用就有差别。导致这些种群的基因库就会形成明显的差异，并逐步出现生殖隔离。生殖隔离一旦形成，原来属于一个物种的地雀，就成了不同的物种。因此可以得出结论：隔离是物种形成的必要条件。

环节三：拓展与应用

组织学生回顾导入：为什么说桦尺蠖没有形成新的物种?又该怎样判断两个种群是否属于一个物种呢?(它们仍然可以进行交配产生可育后代。观察这两个种群的雌雄个体是否可以相互交配，并且可产生可育后代)

环节四：小结与作业

小结：请同学回顾本节课学到的知识(物种的概念，地理隔离和生殖隔离的概念以及隔离在物种形成中的作用)。

作业：你听说过狮虎兽或虎狮兽吗?课后搜集相关资料，下节课进行分享交流

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