高中生物《基因工程的基本操作程序》教学设计3 新人教版课程选修3.doc

1.2基因工程的基本操作程序

教学过程
教学内容教学手段
和方法预期
目标1.课前预习，引入对基因工程的基本操作程序的学习。

2.学习目的基因的获取

2.1从基因文库中获取目的基因

2.2利用PCR技术扩增目的基因

3.学习基因表达载体的构建

4.将目的基因导入受体细胞

4.1将目的基因导入植物细胞

4.2将目的基因导入动物细胞

4.3将目的基因导入微生物细胞

5.学习目的基因的检测与鉴定

6.布置作业
课前准备：通过预习解决以下问题
基因工程的基本操作程序主要包括哪几个步骤？
试分析每一步骤的必要性。
师：通过预习同学们都能解决第一个问题，基因工程的基本操作程序包括……
生：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。
师：第二个问题我们可以将它拆分成四个小问题逐个儿解决：
为什么要有“目的基因的获取”这一步？
先请一个同学将基因工程的原理告诉大家。
生：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。
师：这既是基因工程的原理又是其概念，通过这一表述中的“创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品”你得出什么样的信息？
生：这是基因工程的优点也是基因工程的目的，可以实现这一目标的只有目的基因，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。
师：很好，良好的开端等于成功的一半，我们继续往下分析
为什么要有“表达载体的构建”这一步？
生：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。（教材P11）
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“目的基因的检测与鉴定”呢？
生：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。（教材P13）
师：看来基因工程的每个操作步骤都是必不可少的，下面我们按照基因工程的操作步骤，对每一程序的相关技术和方法进行学习
一、目的基因的获取
通俗地讲就是将需要的基因从供体生物的细胞内提取出来。阅读教材9～11页相关内容，回答下列问题：
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：获得目的基因的方法有哪些？
生：可以从基因文库中获取目的基因，还可以利用PCR技术扩增目的基因。
师：什么是基因文库？
生：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。
师：什么是部分基因文库？
生：只含有一种生物的一部分基因，这样的基因文库叫做部分基因文库。
师：基因文库包含了某种生物的全部基因，又可称为基因组文库，如果将每个基因看成一本书则基因文库就可以比喻成国家图书馆，这里的资料既多又齐全，而部分基因文库只包含了该生物的部分基因，如，cDNA文库，因此部分基因文库只能比喻成某个市或单位的图书馆。阅读教材P11的生物技术资料卡，比较cDNA文库和基因组文库的区别。
师：怎样从基因文库中得到我们所需的目的基因？
生：根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。
师：很好。除了这种方法我们还可以利用PCR技术扩增目的基因。PCR是聚合酶链式反应(polymerasechainreaction)的缩写，是一项再生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。通过此技术，可获取大量的目的基因。通过阅读教材完成下列填空。
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（2n）（n为扩增循环的次数