3.2 基因工程的基本操作程序 教学设计

第2节 基因工程的基本操作程序
(一)教学目标
1.阐明基因工程的原理和基本操作程序。
2.针对人类生产或生活中的某一-需求， 选取适当的基因工程的技术和方法，尝试设计获得某一转基因产品的方案。
3.尝试进行PCR的基本操作并用电泳鉴定PCR的产物。
(二)教学重点和难点
1.教学重点
(1)基因工程基本操作程序的四个步骤。
(2) DNA片段的扩增及电泳鉴定。
2.教学难点
(1)利用PCR获取和扩增目的基因。
(2) DNA片段的扩增及电泳鉴定。
(三)教学过程
一、创设情境，导入新课
联系生产、生活实际，介绍抗虫棉诞生的背景，以及我国拥有自主知识产权的转基因抗虫棉所产生的社会效益和经济效益。激发学生的学习兴趣。认同基因工程促进了社会生产力的提高。
提出问题：为什么传统的杂交育种方法培育不出抗虫棉，基因工程却可以 转基因抗虫棉抗虫的机制是什么
二、目的基因的筛选与获取
介绍苏云金杆菌、Bt抗虫蛋白和Bt基因，明确苏云金杆菌、Bt抗虫蛋白和Bt基因三者之间的关系，以及选取Bt基因作为培育转基因抗虫棉的目的基因的原因。让学生认识到筛选合适的目的基因的重要性。
获取目的基因的方法有多种。在我国首批具有较高抗虫活性的转基因抗虫棉的培育过程中，科学家人工合成了目的基因。常用PCR特异性地快速扩增目的基因。阐明PCR的原理，让学生回顾之前学习过的DNA复制的相关知识，通过类比推出PCR反应需要的条件。推出PCR反应需要提供模板、引物、4种脱氧核苷酸、DNA聚合酶等。
播放介绍PCR反应过程的视频，带领学生逐步分析。学习PCR扩增的方向、Taq DNA聚合酶的特性、PCR反应每个步骤所发生的变化等内容。
三、基因表达载体的构建
让学生联系上节课的知识内容，识内容，合理推测基因表达载体的组成;认识到要使目的基因能够表达，载体还需要具备些与基因表达有关的元件，如启动子、终止子等。
展示基因表达载体的结构模式图，引导学生观察载体的组成，并讨论各组成部分的功能。如何将Bt基因与载体连接构建基因表达载体，运用“分子工具”设计构建培育转基因抗虫棉所需的基因表达载体的流程。
四、将目的基因导入受体细胞
构建了含有Bt基因的表达载体后，还需要通过一定的方式将载体导入棉花细胞，才有可能使棉花植株具有抗虫特性，那么怎样将基因表达载体导人受体细胞呢
引导学生阅读教材，了解花粉管通道法的原理和操作过程，以及将目的基因导入动物细胞和微生物细胞的常用方法。
五、目的基因的检测与鉴定
只有一部分Bt基因能成功导入棉花细胞并表达Bt抗虫蛋白，这需要检测和鉴定才能知道，如何进行检测和鉴定呢
让学生结合学过的基因表达相关的知识推出检测与鉴定目的基因的几个水平。思考、回答，认识到可以分别从DNA、RNA和蛋白质水平进行检测;检测棉花是否具有抗虫特性最直接的办法是观察它是否对棉铃虫产生了抗性，这属于个体水平的检测。并介绍在其他不同水平进行检测与鉴定的方法。
六、归纳总结
引导学生一同梳理基因工程的基本操作程序，总结每一环节涉及的技术和方法，并绘制流程图。