基因工程复习课第一节
一、基本说明
1.教学内容所属模块：高中生物选修三
2.年级：高中三年级
3.所用教材出版单位：中国人民教育出版社
4.所属的章节：选修三专题一
5.授课时间：45分钟
6.教师：付慧玲
二、教学设计
（一）教学目标：
一、知识与技能:
1、简述DNA重组技术所需三种基本工具的作用
2、简述基因工程的原理及基本操作程序。
3、了解基因表达载体的构建过程及基因表达载体的组成。
4、设计某一准基因生物的研制过程
二、过程与方法：
通过对发光烟草培育过程中的基本概念、原理和方法的实例分析，培养比较、判断、推理、分析、综合等思维能力，对于其它基因工程成果做到能理解会设计。
三、情感态度与价值观：
1、初步形成生物体的结构与功能、局部与整体、多样性与共同性相统一的观点。树立辩证唯物主义自然观，逐步形成科学的世界观。
2、 关注基因工程的过程，体会科学探究的艰辛以及科学研究的严谨性。
3、认识生物科学的价值，乐于学习生物科学，初步养成质疑、求实、创新及勇于实践的科学精神和科学态度。
四、教学重点和难点：
教学重点：
DNA重组技术所需要的三种基本工具的作用
基因工程基本程序的四个步骤
基因表达载体的构建过程及基因表达载体的组成。
教学难点：
1、基因工程载体做需要具备的条件
2、从基因文库中获取目的基因
3、利用PCR技术扩增目的基因
三、学情分析
本班是高三年级的学生，此时学生已具有较强的分析、判断的能力、一定的解决问题的能力，多数学生能够说出基因工程所使用的工具以及四个基本步骤，但是对于整个高中生物知识网络的掌握还不够完善，模块之间、知识之间没有形成有机的衔接，对知识的综合运用、对信息的获取、推理、表达还存在薄弱之处。本节通过发光烟草的培育为例，引导学生回忆基因工程的操作流程，并抓住基因工程的基本原理和操作技术这两条主线，以问题为导向，讲练结合，化解疑点、突出重点和整合知识，力求帮助学生加深对知识的理解和能力提升。
三、教学过程描述
教学环节及时间
教师活动
学生活动
对学生学习过程的观察和考查，以及设计意图
?导入
播放视频：“云南省培育出中国第一株发光烟草”
让学生思考发光烟草的培育运用什么技术，具体怎么操作
?通过视频引发学生的兴趣，提出问题引发学生对基因工程相关知识的思考。
?复习教学
DNA重组技术基本工具
?
?
让学生一起完善DNA重组技术基本工具的概念图，巩固知识，形成知识网络
以问题串的形式，引发学生层层深入思考问题。
课堂练习
让学生对DNA重组技术基本工具中的关键考点各种酶的作用特点进行练习
通过练习掌握DNA连接酶、DNA聚合酶、限制酶、解旋酶的不同作用效果。
小组讨论
培育发光烟草，具体应该怎么操作？
让学生思考培育发光烟草如何具体去操作
整体去考虑基因工程的基本操作程序
复习目的基因的获取方式
通过填表，让学生清楚目的基因获取的多种方式。
将多种方式进行比较，搞清楚他们之间的区别
视频学习PCR技术
通过观看视频复习PCR相关技术
突破引物个数、延伸方向、引物设计等难点问题
课堂练习讲解
PCR相关题目
进一步巩固PCR相关知识
知识得到进一步巩固
小组活动：自主构建基因表达载体
用手中质粒和目的基因模型模拟基因表达载体的构建过程、并积极讨论完成两个问题
通过自己动手模拟，化抽象为直观，加深对知识的理解。
小组活动的总结
小组活动结束，请小组代表说出选择哪种酶作为基因”剪刀”并说出可能有多少种连接产物。对学生选择的酶进行进一步的提问，让学生明白基因表达载体的构建过程中不能破坏标记基因。在学生说出可能的片段组合时在黑
板上展示教具。 载体-载体连接 载体-目的基因连接
载体-目的基因连接（错误连接）
目的基因-目的基因连接
目的基因自身环化
载体自身环化
每组派代表回答相应的问题，仔细听同学们的回答并补充。在活动后提出问题，如何才能避免出现载体和目的基因的自身环化和目的基因的错误连接问题？
将抽象的知识变成具体的实物操作，加深学生对这部分知识的理解。公布答案后让学生们进一步的思考。以达到深化知识点的目的。让学生通过亲手操作理解单酶切的缺点，理解为什么要选取两个酶进行切割。
视频展示农杆菌转化法
以直观的方式解决学生的困惑，对于农杆菌转化法中哪一段DNA进入受体细胞中总是不清楚。
认真观看并思考问题
充分理解农杆菌转化法的整个过程，并理解为什么要将目的基因插入到Ti质粒的TDNA区段
目的基因的检测与鉴定
通过图表进行对比记忆复习
课堂小结
一起梳理知识
使知识更加系统化、体系化。
课堂检测
完成学案上的练习题
作业布置
自主完成本节课的同步练习题
课后反思
本节课以培育发光烟草为例将基因工程基本工具和基本操作程序的相关知识串联起来，由于是一轮复习，对于前面较为简单的基因工程基本操作工具主要以概念图的方式进行复习，但在复习过程中还是体现了学生基础不牢固，对于专业名词记不准确，细枝末节不牢固，应加强对课本的研读和学习，让学生真正读熟读透课本。对于基因工程的基本操作程序相关知识，难点和考点主要在PCR技术和基因表达载体的构建，以及农杆菌转化法上，利用视频的方式，让学生更为直观的对本部分知识有更深刻的理解。在基因表达载体构建活动的过程中，有部分学生没能明白构建的目的是什么，参与度不够高。对于视频学生观看的积极性较高，但应及时进行跟进练习，确保学生能高效的从视频中学到知识。
课件19张PPT。 《DNA重组技术的基本工具和基本操作程序》选修三专题一考纲要求g基因工程的原理及技术（含PCR技术）Ⅱ基因工程实质又叫做工 具末端类型特
点类 型
类 型DNA重组技术基本工具概念图1234基因重组DNA重组技术限制酶DNA连接酶5载体678910111213粘性末端平末端E.coli DNA连接酶T4 DNA连接酶λ噬菌体衍生物动植物病毒质粒具有自我
复制能力1415一至多个限制
酶切割位点标记基因·········GAATTC·········
·········CTTAAG·········5'5'3'
3'
·········GAATTC·········
·········CTTAAG·········5'5'3'
3'
CH3CH3练习题1、下图为DNA分子在不同酶作用下所发生的变化,图中作用过程使用酶的顺序是( )
A.解旋酶、限制酶、DNA聚合酶、DNA连接酶
B.DNA连接酶、限制酶、DNA聚合酶、解旋酶
C.限制酶、DNA连接酶、解旋酶、DNA聚合酶
D.DNA聚合酶、DNA连接酶、限制酶、解旋酶c培育发光烟草，具体应该怎么操作？小组讨论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海洋发光细菌获取目的
基因调取调
取扩 增 基因组文库12CDNA文库3PCR4人工合成思考一下：
获得发光基因后，直接将发光基因注入烟草细胞中能不能获得转基因烟草？基因表达载体的组成：复制原点e、复制原点用一种限制酶来构建基因表达载体
1）选择哪种酶？
2）推测可能产生的连接产物有哪几种？（限于2个及以下片段连接)
将发光基因导入烟草---农杆菌转化法手持基因枪台式基因枪基因枪法花粉管通道法导入动物细胞-------显微注射法将目的基因导入微生物细胞原核生物的特点：繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少首先，利用Ca2+处理，使其成为感受态细胞。
其次，将含有重组表达载体的DNA溶液在缓冲液下与感受态细胞混合Ca2+处理法(4)目的基因的检测与鉴定 DNA分子杂交
分子杂交抗原-抗体杂交抗虫、抗病
接种实验分子水平检测个体水平鉴定DNA重组技术的基本工具和操作程序总结专题一：DNA重组技术的基本工具和操作程序
〖考纲要求〗
基因工程的原理及技术（含PCR技术）Ⅱ
补充并完善
小组合作探究1
走进高考1：?
1.利用PCR技术扩增目的基因,其原理与细胞内DNA复制类 似(如下图所示)。图中引物为单链DNA片段,它是子链合成延伸的基础。
①从理论上推测,第四轮循环产物中含有引物A的DNA片段所占的比为??????????????????? 。
②在第??????????????????? 轮循环产物中开始出现两条脱氧核苷酸链等长的DNA片段。
2.设计引物是PCR技术关键步骤之一。某同学设计的一组引物(只标注了部分碱基序列)不合理(如下图),请说明理由。
3.PCR反应体系中含有热稳定DNA聚合酶,下面的表达式不能正确反映DNA聚合酶的功能,这是因为???????????????? 。
走进高考2：某一质粒载体如图所示，外源DNA插入到Ampr或Tetr中会导致相应的基因失活。有人将此质粒载体用BamH Ⅰ酶切后，与用BamH Ⅰ酶切获得的目的基因混合，加入DNA连接酶进行连接反应，用得到的混合物直接转化大肠杆菌，结果大肠杆菌有的未被转化，有的被转化。被转化的大肠杆菌有三种，分别是含有环状目的基因、含有质粒载体、含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌。回答下列问题：
Ampr表示氨苄青霉素抗性基因
Tetr表示四环素抗性基因
(1)如果用含有氨苄青霉素的培养基进行筛选，在上述四种大肠杆菌细胞中，未被转化的和仅含环状目的基因的细胞是不能区分的，其原因是______________；并且________和________的细胞也是不能区分的，其原因是_____________。在上述筛选的基础上，若要筛选含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌单菌落，还需使用含有________的固体培养基。
(2)经检测,部分含有重组质粒的大肠杆菌菌株中目的基因不能正确表达,其最可能的原因是 。
