1、基因工程的基本操作程序 2 學情分析學生經(jīng)過上一節(jié)的學習已經(jīng)掌握DNA重組技術(shù)所需三種基本工具的作用及基因工程載體所需條件等知識，具備學習基因工程的基本操作程序一節(jié)的基礎(chǔ)；而且經(jīng)過一年必修教材的學習，學生的生物基礎(chǔ)知識較扎實，思維的目的性、連續(xù)性和邏輯性已初步建立。但基因工程一節(jié)對學生來說難點較多，如果處理不好，會變成簡單的死記硬背。因此在教學過程中，應在教師引導下適時加強學生解決問題和運用概念圖等生物學語言歸納結(jié)論等方面的能力。3 教學目標3.1 知識目標簡述基礎(chǔ)理論研究和技術(shù)進步催化了基因工程簡述基因工程的原理和基本步驟3.2 能力目標學會運用概念圖總結(jié)基因工程的基本步驟及方法嘗試運用基因

2、工程原理，提出解決某一實際問題的方案3.3 情感態(tài)度與價值觀關(guān)注基因工程的發(fā)展認同基因工程的應用促進生產(chǎn)力的提高4 教學重點與難點4.1 教學重點 基因工程基本操作程序的四個步驟4.2 教學難點從基因文庫中獲取目的基因利用PCR技術(shù)擴增目的基因5 教學整體思路采用從“整體-部分-整體”的教學思路，首先引用基因工程案例使學生從整體上了解基因工程的四個步驟，其次采用分步探究的形式幫助學生理解各個步驟的原理、方法和過程，最后教師引導學生用概念圖將所學的知識從整體上再次整合?！?】6 教學過程教學過程教學內(nèi)容教學手段和方法預期目標1、復習“基因工程”的概念，引入新課教學。2、目的基因獲取從基因文庫中獲

3、取目的基因利用PCR技術(shù)擴增目的基因直接人工合成2、基因表達載體的構(gòu)建3、將目的基因?qū)胧荏w細胞將目的基因?qū)胫参锛毎麑⒛康幕驅(qū)雱游锛毎麑⒛康幕驅(qū)胛⑸锛毎?、目的基因的檢測和鑒定檢測轉(zhuǎn)基因生物染色體的DNA上是否插入了目的基因。檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)。個體生物學水平的鑒定。5、嘗試設計某一轉(zhuǎn)基因生物的研制過程。 師：通過分析圖1-6我們知道基因工程的基本操作程序包括目的基因獲取、基因表達載體的構(gòu)建、將目的基因?qū)胧荏w、目的基因檢測與鑒定。師：基因工程概念中的“更符合人們需要”的那個基因就是目的基因了，只有有了目的基因，我們才能賦予一種生物以另一種

4、生物的遺傳特性，所以基因工程的基本操作的第一個環(huán)節(jié)就是目的基因的獲取。到底什么是目的基因呢？師：目的基因主要是指編碼蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)基因，如抗蟲基因，抗旱基因。師：怎樣才能獲得這些目的基因呢？獲取目的基因的方法有哪些呢？學生閱讀書本討論，師生歸納：（一）可從基因文庫中獲取目的基因。師：通過討論分析我們已知什么是基因文庫了，那么基因文庫和基因組文庫有什么區(qū)別呢？可結(jié)合P10生物技術(shù)資料卡討論分析。師：怎樣從基因文庫中得到我們所要的目的基因呢？師：除了從基因文庫中獲取目的基因，還可以利用PCR技術(shù)擴增目的基因。師生共同歸納：PCR技術(shù)擴增目的基因過程：若基因比較小，核苷酸序列又已知，可通過DNA合成儀

5、用化學方法直接人工合成。師：作為基因工程表達載體，只需含目的基因就可以完成任務嗎？為什么要有“表達載體”的構(gòu)建這一步驟？師生共同歸納：基因表達載體的組成包括目的基因、啟動子、終止子以及標記基因等。師：什么是啟動子、終止子？它們的作用是什么呢？師：標記基因的作用是什么呢？師：基因表達載體構(gòu)建完成后，如何將目的基因?qū)胧荏w細胞呢？師：根據(jù)受體細胞的不同，導入的方法也有所不同，將目的基因?qū)胫参锛毎捎米疃嗟姆椒ㄊ寝r(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法。下面以農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法為例。師生共同歸納農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化的過程：目的基因插入Ti質(zhì)粒的T-DNA，構(gòu)建基因表達載 轉(zhuǎn)入 導入體農(nóng)桿菌植物細胞 穩(wěn)定維持和表達。師：除了上述方法，將目的基

6、因?qū)胧荏w細胞的方法還有基因槍法和花粉管通道法。師：若受體細胞是動物細胞，目的基因如何導入呢？師：顯微注射技術(shù)是轉(zhuǎn)基因動物中最多采用的方法，也是最為有效的一種方法。師：具體過程如何呢？師：由于原核生物具有：繁殖快、多為單細胞、遺傳物質(zhì)相對較少的特點，因此常作為基因工程的受體細胞。師：什么是感受態(tài)細胞呢？目的基因?qū)胛⑸锛毎木唧w過程是什么？師：首先要檢測基因生物染色體的DNA是否插入了目的基因。師：如何檢測轉(zhuǎn)基因生物的DNA上是否導入了目的基因呢？師：通常采用的方法是采用DNA分子雜交技術(shù)。具體過程是將轉(zhuǎn)基因生物的基因組DNA提取出來，并將含有目的基因的DNA片段上用放射性同位素做上標記制作

7、探針，（為了保證目的基因通過堿基互補配對來檢測，探針必須是單鏈）再將探針與基因組DNA雜交，若結(jié)果顯示出DNA雜交帶，就表明目的基因已經(jīng)插入染色體DNA。師：目的基因?qū)肓耸荏w細胞后，就一定能表達嗎？師：如何知道目的基因已經(jīng)發(fā)揮功能和作用呢？師：檢測的內(nèi)容除了上述兩項外，還可檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)。具體過程：從轉(zhuǎn)基因生物中提取出蛋白質(zhì)（抗原），用相應的抗體進行抗原抗體雜交，若有雜交帶出現(xiàn)則表明目的基因已經(jīng)形成蛋白質(zhì)產(chǎn)物。師：除了分子檢測外，與時還需要進行個體生物學水平的鑒定。如何了解抗蟲棉是否具有抗蟲特性呢？師、生歸納小結(jié)：基因工程的四個操作步驟，結(jié)合P15思考與探究：珠蛋白是動物血紅蛋

8、白的重要組成成分，當它的成分異常時，動物可能患某種疾病，如鐮刀型細胞貧血癥，假如讓你用基因工程的方法使大腸桿菌生產(chǎn)出鼠的珠蛋白，想一想，應該如何設計？通過學生看本專題中基因工程的概念和圖1-6來幫助學生建構(gòu)基因工程的基本操作程序的整體框架。舉例如抗蟲基因，抗旱基因等都是目的基因。通過具體的實例使學生對目的基因有一具體的認識。學生閱讀書本P9，討論。教師出示投影片，用打比方等手段幫助學生理解“基因文庫”、“基因組文庫”“部分基因文庫”多媒體演示PCR反應原理。通過復習DNA來學習PCR的擴增過程。學生閱讀并討論P15思考與探究1：作為基因工程表達載體，只需含目的基因就可以完成任務嗎？為什么？可復

9、習“分子運輸車”結(jié)構(gòu)模式圖來幫助理解。師板圖演示基因表達載體的組成學生閱讀分析掛圖或多媒體分步演示農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法的過程。學生看書，教師分步演示（板圖、掛圖等）過程幫助學生理解。學生討論分析P15圖。學生閱讀生物技術(shù)資料卡片P12、P13。師生共同閱讀分析學生閱讀書本并結(jié)合14頁圖114目的基因的檢測示意圖理解。教學時可把“檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA”與“檢測轉(zhuǎn)基因生物染色體的DNA上是否插入了目的基因”作比較適當拓展：1 將目的基因在大腸桿菌中表達出蛋白質(zhì)2 將表達出的蛋白質(zhì)注射動物進行免疫，產(chǎn)生相應的抗體，并提取3 從轉(zhuǎn)基因生物中提取蛋白質(zhì)（也就是抗原）?？乖c抗體結(jié)合聯(lián)系基因工程的概念，使學生對基因工程的基本操作程序有一總體的認識。抽象變直觀，便于學生理解。通過師生共同討論幫助學生理解如何從基因文庫中獲得目的基因。通過動態(tài)的多媒體演示幫助學生理解PCR反應原理，嘗試描述目的基因的擴增過程。討論DNA合成儀合