云南省陇川县第一中学高二生物下册 基因工程的基本操作程序教案 人教版 VIP专享VIP免费

"云南省陇川县第一中学高二生物下册基因工程的基本操作程序教案人教版"一、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。二、教学重点基因工程基本操作程序的四个步骤。三、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。四、教学过程提出问题，引出新知：1、基因工程的基本操作程序主要包括哪几个步骤？2、试分析每一步骤的必要性。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：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。将第二个问题拆分成几个小问题逐个儿解决：1、为什么要有“目的基因的获取”这一步？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。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”我们可以知道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。2、为什么要有“表达载体的构建”这一步？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)3、“目的基因导入受体细胞”又是出于什么目的呢？我们都知道单独的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)4、最后一步“目的基因的检测与鉴定”呢？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)因此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。1、目的基因的概念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。此外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。2、目的基因的来源①从自然界已有的物种分离②人工方法合成3、获得目的基因的方法有哪些？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。4、什么是基因文库？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。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。5、什么是部分基因文库？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。6、怎样从基因文库中得到我们所需的目的基因？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。除此之外我们还可以利用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。7、PCR技术原理：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)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...