《基因工程的基本操作程序》教学设计
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。
3.培养学生探索科学的严谨态度
教学重难点
【教学重点】
基因工程基本操作程序的四个步骤。
【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。
教学工具
多媒体
教学过程
复习提问：
1.DNA重组技术的基本工具有那些，各自的作用和特点是什么？
2.我们所学过的育种方法有那些？其中基因工程育种有那些优点？
导入：通过基因工程的概念我们可知,我们能够应用DNA重组技术和转基因技术赋予生物以新的遗传特征，但是无论是DNA重组技术还是转基因技术都需要找到对我们有利的目的基因，我们该如何去寻找目的基因哪，目的基因又将如何连接到载体上哪，以及如何将载体导入受体？这些都是我们所要共同探究的问题!现在让我们共同学习一下1.2基因工程的基本操作。
思考1.我们在前面提到的苏云芽孢杆菌中的抗虫基因、胰岛素基因、干扰素基因等都可以作目
的基因。可是要在浩瀚的“基因海洋”中，找到特定的目的基因可以用什么样的方法和途径呢？
2、基因工程的基本操作程序主要包括：、
、
新课教学：
基因工程的基本操作步骤主要包括：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。
一．目的基因的获取
1．目的基因：主要是指编码蛋白质的结构基因。
2．目的基因的获取方法：
（1）从基因文库中获取
基因文库：将含有某种生物不同基因的许多DNA片段，导入受体菌的群体储存，各个受体菌分别含有这种生物的不同的基因。
构建基因文库的目的：为了在不知目的基因序列的情况下，便于获得所需的目的基因。
基因组文库：含有一种生物的所有基因。
部分基因文库（如cDNA文库）：含部分基因，可由mRNA反转录而来。
（2）利用PCR技术扩增目的基因
PCR：是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。
原理：DNA双链复制
原料：模板DNA；RNA引物；四种脱氧核苷酸；热稳定DNA聚合酶（Taq酶）；离子
方法：DNA受热变性解旋为单链、冷却后RNA引物与单链相应互补序列结合、DNA 聚合酶作用下延伸合成互补链。
特点：指数形式扩增
二．基因表达载体的构建
1．目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在；可以遗传给下一代；使目的基因能够表达和发挥作用。
目的基因：
2．基因表达启动子：位于基因首端，RNA聚合酶识别和结合的部位，
驱动转录基因
载体的组成终止子：位于基因尾端，使转录在所需要的地方停下来
标记基因：鉴别受体细胞中是否含有目的基因
3．方法：同种限制酶分别切割载体和目的基因，再用DNA连接酶把两者连接。目的基因与运载体结合（以质粒为运载体）
4．条件：同种限制酶、DNA连接酶、ATP（目的基因、启动子、终止子、标记基因）
三．将目的基因导入受体细胞
转化：目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。
①导入植物细胞：农杆菌转化法（表达载体导入农杆菌，再让农杆菌感染植物细胞）
将目的基因导入受体细胞
②导入动物细胞：显微注射法（将基因表达载体提纯，用显微仪注射到受精卵中）
③导入微生物细胞：Ca2＋处理受体细胞成为感受态细胞，再进行混合。
提示：农杆菌转化法的原理是利用农杆菌（胞内寄生菌）对植物的感染而把目的基因导入受体细胞。
四．目的基因的检测和鉴定
①检测是否插入目的基因，利用DNA分子杂交技术，目的基因DNA一条
链（作探针）与受体细胞中提取的DNA杂交，看是否有杂交带。
②检测是否转录出了mRNA，利用DNA分子杂交技术，目的基因DNA一条链（作探针）与受体细胞中提取的mRNA杂交，看是否有杂交带。
③检测目的基因是否翻译成蛋白质。抗体与蛋白质进行抗原－抗体杂交，看是否有杂交带。
④还可以进行个体水平的鉴定，根据其性状。
提示：①DNA分子杂交技术首先提取受体细胞中的DNA，然后高温解成单链，再与同位素标记的DNA探针杂交；②抗原－抗体杂交所用到的抗体是用表达出的蛋白质注射动物进行免疫，产生相应的抗体，并提取出而来的。将目的基因导入受体细胞
课后小结
本节学习的基因工程的基本操作程序和方法是对转基因植物、动物、微生物的概
括。如果在本课将要结束时，做个练习，带领学生结合设计某一转基因生物的具体过程，可将基因工程操作程序有机地串起来，从而加深对这一程序的认识。例如，烟草是人类健康的“杀手”。如果让它生产出人类需要的药物蛋白，应如何操作？通过这一实例引导学生结合目的基因从何而来，表达载体如何构建，如何导入烟草，如何检测药物蛋白产生与否等问题加以设计。可加深学生对基因工程原理的理解。不同学生会有不同的方法，让学生通过相互比较，相互借鉴，达到相互学习的目的。学生在课下还可查阅《科学》杂志等参考读物，了解科学家成功的做法。
课后习题
1．基因工程的正确操作步骤是( )
①使目的基因与载体相结合
②将目的基因导入受体细胞
③验证目的基因的表达是否符合特定性状要求
④提取目的基因
A．③②④① B．②④①③
C．④①②③ D．③④①②
解析：选C。在基因工程操作中，首先要提取目的基因，然后使目的基因与载体结合，再将目的基因导入受体细胞，最后是目的基因的检测与表达。
2．下列获取目的基因的方法中需要模板的是( )
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③反转录法④通过DNA合成仪利用化学方法人工合成DNA
A．①②③④ B．①②③
C．②③④ D．②③
解析：选D。PCR技术利用的是DNA双链复制原理。即将DNA双链之间的氢键打开，变成单链DNA，作为聚合反应的模板。反转录法是以目的基因转录成的信使RNA为模板，在逆转录酶的作用下，先反转录形成互补的单链DNA，再合成双链DNA。①④则均不需要模板。
3．聚合酶链式反应(PCR)是一种体外迅速扩增DNA片段的技术。PCR过程一般经历下述30多次循环：95℃下使模板DNA变性、解链→55 ℃下复性(引物与DNA
模板链结合)→72℃下引物链延伸(形成新的脱氧核苷酸链)。下列有关PCR过程的叙述中不正确的是( )
A．变性过程中破坏的是DNA分子内碱基对之间的氢键，也可利用解旋酶实现B．复性过程中引物与DNA模板链的结合是依靠碱基互补配对原则完成
C．延伸过程中需要DNA聚合酶、ATP、四种核糖核苷酸
D．PCR与细胞内DNA复制相比所需酶的最适温度较高
解析：选C。本题考查PCR扩增过程。解题的关键是要全面理解PCR扩增过程。DNA分子被破坏是指DNA分子被解旋成两条长链，破坏的部位是连接两条长链之间的氢键，方法有多种，用解旋酶、高温等都可使DNA解旋。B项中引物有两种，分别与模板DNA链3′端的互补序列互补配对。C项中的原料不正确，合成DNA 的原料是四种脱氧核苷酸。PCR技术中DNA合成过程中的温度在70～75℃。
板书
1.2 基因工程的基本操作程序
一、目的基因的获取
二、基因表达载体的构建
（基因工程的核心）
三、将目的基因导入受体细胞
四、目的基因的检测和鉴定
新人教版高中生物选修三教学设计 专题1基因工程 1.1 DNA重组技术的基本工具 教学设计 一、教材分析 《 DNA重组技术的基本工具》是人教版生物选修三专题一《基因工程》的第一节，本节内容主要是介绍了DNA重组技术的三种基本工具，是学习《基因工程的基本操作程序》的基础和前提。 二、教学目标 1．知识目标： （1）简述基础理论研究和技术进步催生了基因工程。 （2）简述DNA重组技术所需的三种基本工具。 2．能力目标： 运用所学DNA重组技术的知识，模拟制作重组DNA模型。 3．情感、态度和价值观目标： （1）关注基因工程的发展。 （2）认同基因工程的诞生和发展离不开理论研究和技术创新。 三、教学重点和难点 1、教学重点 DNA重组技术所需的三种基本工具的作用。 2、教学难点 基因工程载体需要具备的条件。 四、学情分析 学生在必修课中已经学习过关于基因工程的基础知识，对于本部分内容已经有了初步了解，所以学习起来应该不会有太大的困难。 五、教学方法 1、学案导学：见学案。 2、新授课教学基本环节：预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、精
讲点拨→反思总结、当堂检测→发导学案、布置预习 六、课前准备 1．学生的学习准备：预习《DNA重组技术的基本工具》，初步把握DNA重组技术所需的三种基本工具的作用。 2．教师的教学准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案。 七、课时安排：1课时 八、教学过程 (一) 预习检查、总结疑惑。 检查学生落实预习情况并了解学生的疑惑，使教学具有针对性。 （二）情景导入、展示目标。 教师首先提问： （1）我们以前在哪部分学习过基因工程？（必修二从杂交育种到基因工程） （2）回想一下，转基因抗虫棉是怎样培育出来的？经过了哪些主要步骤？ （实质是基因工程的基本操作程序：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） 从这节课开始，我们将深入学习基因工程，今天我们来学习DNA重组技术的基本工具。我们来看本节课的学习目标。（多媒体展示学习目标，强调重难点） （三）合作探究、精讲点拨。 学生每两人为一组（可以是同桌），结合教材，思考并回答学案上的问题。 1、基因工程的概念 什么是基因工程？ 想一想，基因工程是如何发展起来的？ 2、科技探索之路（阅读课本P2—3页） （1）基因工程是在哪些学科的基础上发展起来的？ （2）哪些基础理论的突破催生了基因工程？ （3）哪些技术发明促进了基因工程的实施？ （4）你觉得，基因工程的诞生和发展能否离不开理论研究和技术创新？ 3、限制性核酸内切酶——“分子手术刀” （1）从噬菌体侵染细菌的实验来看，细菌等单细胞原核生物容易受到自然界外源DNA
第一章基因工程 一.基本工具 (一)限制性核酸内切酶 1.分布:原核生物 2.作用:一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列,并且在特定部位 进行切割,使两个核苷酸间的磷酸二酯键断开。 3.作用结果：产生黏性末端或平末端 （二）DNA连接酶 1.分类（1）E.coliDNA连接酶来源：大肠杆菌 功能：只能连接黏性末端 （2）T4DNA连接酶来源：T4噬菌体 功能：连接黏性末端和平末端 2.作用：将DNA连接起来 （三）基因进入受体细胞的载体 1.条件（1）具有多个限制酶切割位点，供外源基因插入 （2）可自我复制或整合到染色体DNA中进行同步复制。 （3）具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择 2.种类：λ噬菌体的衍生物、动植物病毒、质粒 质粒：双链环状DNA分子，最常用，要人工改造 二。基本操作程序 （一）目的基因的获取 1.目的基因：编码蛋白质的基因或具有调控作用的因子 2.获取方法（1）从基因文库中获取 **基因组文库，部分基因文库 （2）利用PCR技术扩增目的基因 （3）化学方法直接人工合成：基因小，核苷酸序列已知（二）基因表达载体的构建（核心步骤） 1.目的(1)稳定存在，遗传给下一代 （2）表达和发挥作用
2.结构：启动子、目的基因、终止子、标记基因、复制原点 **启动子：RNA聚合酶识别和结合的部位，驱动基因转录 **终止子：使转录在所需要的地方停止； **标记基因：鉴别受体细胞中是否含目的基因。 （三）将目的基因导入受体细胞 1.转化：目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内 维持稳定和表达 2.将目的基因导入植物细胞（1）农杆菌转化法（2）基因枪法 （3）花粉管通道法 3.将目的基因导入动物细胞：显微注射法 4.将目的基因导入微生物细胞：Ca+处理使细胞处于感受态 **原核细胞特点：繁殖快，单细胞，遗传物质相对较少（四）目的基因的检测与鉴定 1.分子水平的检测 （1）检测受体细胞中是否插入了目的基因:DNA分子杂交技术（2）检测目的基因是否转录出了 mRNA：DNA分子杂交技术（3）检测目的基因是否翻译成蛋白质：抗原—抗体杂交法 **检测成功会出现杂交带 2.个体生物学水平的鉴定：接种实验 三．基因工程的应用 1.动物、植物基因工程的成果 （1）植物：提高抗逆性、改良品质、生产药物； （2）动物：品种改良、建立生物反应器、器官移植； 2.基因工程药物：细胞因子、抗体、疫苗、激素； 3.基因治疗（1）概念： （2）方法体外基因治疗体内基因治疗 四．蛋白质工程的崛起 1.理论推测，人工合成 2.基因工程，蛋白合成（自然界没有的蛋白质）
高中生物选修三基因工程知识点 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。基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，又叫做DNA重组技术。 （一）基因工程的基本工具 1.“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶） （1）来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。 （2）功能：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，因此具有专一性。 （3）结果： 经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。 2.“分子缝合针”——DNA连接酶 （1）两种DNA连接酶（E·coliDNA连接酶和T4-DNA连接酶）的比较： ①相同点：都缝合磷酸二酯键。 ②区别：E·coliDNA连接酶来源于大肠杆菌，只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来；而T4DNA连接酶能缝合两种末端，但连接平末端的之间的效率较低。 （2）与DNA聚合酶作用的异同：
（2）目的：获取大量的目的基因 （3）原理：DNA双链复制 （4）过程： 第一步：加热至90～95℃DNA解链为单链； 第二步：冷却到55～60℃，引物与两条单链DNA结合； 第三步：加热至70～75℃，热稳定DNA聚合酶从引物起始进行互补链的合成。 （5）特点：指数(2^n)形式扩增 第二步：基因表达载体的构建(核心) 1.目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传至下一代，使目的基因能够表达和发挥作用。 2.组成：目的基因＋启动子＋终止子＋标记基因 （1）启动子：是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的首端，是RNA 聚合酶识别和结合的部位，能驱动基因转录出mRNA，最终获得所需的蛋白质。 （2）终止子：也是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的尾端。（3）标记基因的作用：是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来。常用的标记基因是抗生素基因。 第三步：将目的基因导入受体细胞 1.转化的概念：是目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。 2.常用的转化方法：
第一节基因工程的原理 【教学目标】 知识与能力方面：[来源:Z。xx。https://www.doczj.com/doc/9616302581.html,] 简述基因工程所需三种基本工具的作用。 简述基因工程的原理及基本操作程序。 过程与方法方面： 尝试运用基因工程原理，提出一解决实际问题的方案。 情感态度、价值观方面： 关注基因工程的发展。 【教学重点】 基因工程所需三种基本工具的作用。 基因工程操作程序。 【教学难点】 基因工程操作程序。 【教学方法】 学生分组讨论展示与教师总结归纳相结合，将知识化整为零逐一解决。 【教学课时】 1课时 【教学过程】 （导入新课）师：观看课件所列两种普通玫瑰与“蓝色妖姬”的图片，思考培育“蓝色妖姬” 的方法？ 生：可以通过基因工程。 师：“蓝色妖姬”最早来自荷兰是一种加工花卉。它是用一种对人体无害的染色剂和助染剂 调合成着色剂，等白玫瑰（或白月季）快到花期时，开始用染料浇灌花卉，让花像吸水一样，将色剂吸入进行染色。 据花卉专家介绍，目前世界上极少有自然生长的蓝色玫瑰花，现在 市场上出售的“蓝色妖姬”都是人工染色后的产物。比较正规的“蓝色妖姬”是在花卉的成 长期开始染色，颜色能均匀地附着在花瓣上，看上去比较自然；部分商贩直接将普通的白玫瑰花采摘后染成蓝色，颜色不自然，也容易掉色。2008年11月1日闭幕的东京国际花卉 博览会上，全球首批真正的蓝玫瑰首次在公众面前亮相。这种蓝玫瑰是转基因玫瑰，被植入 三色紫罗兰所含一种能刺激蓝色素产生的基因，花瓣因而自然呈现蓝色。 （提出问题）1.基因工程得以实现的条件是什么？ 2.限制性内切酶有何特点？ 3.DNA连接酶有何功能？ （学生活动）仔细阅读探究活动“走进基因工程”，分组讨论展示所得答案。 （总结归纳）1.限制性内切酶一一“基因手术刀” ①来源：有大肠杆菌等微生物体内提取而来； ②特点：识别特定的脱氧核苷酸序列，并在特异的位点上切割磷酸二酯键从而把双链DNA 分子切开；限制酶识别的序列大多数为回文对称结构，切割位点在DNA两条链相对称的位置，如下图
-1 -
ACGTTAGA CGTTAGAT GTTAGATC 先找出共同的序列是GTTA然后向左、向右找，得到重组的互补序列 ATACGTTAGATC 则靶序列是 TATGCAATCTAG 依照此种方法得出图2的靶序列。 5. 第11题：这题主要就是区分蛋白质工程和基因工程这两个概念，很多同学混淆这两个概念。 6. 第13题：首先得知道基因工程的“四步曲”是什么，然后弄清楚碱基互补配对发生的过程。 7. 第21题第（3）：用同一种限制性核酸内切酶切割运载体与 目的基因，再用DNA连接酶连接，得到的产物有3种，目的基因——载体连接物，载体一—载体连接物，目的基因一一目的基因连接物。 三、教师总结。 课后： 四、布置课后作业。结合，催化遗传信息的转录 C一种DNA限制酶能识别多种核苷酸序列，切割出多种目的基因 D解旋酶能作用于氢键，在转录或翻译时使DNA分子双链打开 3.科学家已能运用基因工程技术，让羊合成 并分泌抗体。相关叙述不正确的是 A该技术将导致定向的变异B受精卵是理想的受体细胞 C宜采用PCR技术扩增目的基因 D卵巢分泌的孕激素能促进抗体的产生 【分析】真核细胞的基因中有内含子，在转录过程中内含子和外显子都要转录，在形成成熟NRA 时，要把与内含子相应的RNA片断切除掉，而原核细胞中没有这类酶，所以若将真核基因在原核细胞中表达，先要把真核细胞基因的内含子去掉。当把切割后的运载体与目的基因片段混合，在加入DNA连接酶后，有可能是两个目的基因片段相连成一个环状DNA或是可能是一个目的基因片段与运载体相连成一个环状DNA 或是两个运载体相连，所以会产生三种环状DNA分子。__________________________ 学生自我小结。 板书设 计 单位结构 真核生物 核苷酸基因 现代 技 术“ 原核生物 基因工程 -2 -
高中生物选修三基因工程主要知识点（1.1、1.2） 一、基因工程：按照人们的意愿，进行严格的设计，并通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。 一、基因工程的三大工具：限制性核酸内切酶—“分子手术刀”；DNA连接酶—“分子缝合针”；基因进入受体细胞的载体—“分子运输车”。 二、限制性核酸内切酶的特点：能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且是每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。 三、限制酶识别序列的特点：反向对称，重复排列。 四、限制酶在原核生物中的作用：切割外源DNA，保护细菌细胞。 五、为什么限制酶不剪切原核生物自身的DNA分子？原核生物本身不含相应特异性序列；对DNA分子进行甲基化修饰。 六、两种常见的DNA连接酶：E〃coli DNA连接酶：源自大肠杆菌，只连接黏性末端；T4DNA连接酶：提取自T4噬菌体，两种末端均可连接，连接平末端效率低。 七、DNA连接酶和DNA聚合酶的相同点：都是蛋白质；都能生成3'磷酸二酯键。不同：前者在两个片段之间形成3'磷酸二酯键，后者只能将单个核苷酸连接到已有片段上；前者不需要模版，后者需要。 八、载体需要满足的条件：有一到多个限制酶切点；对受体细胞无害；导入基因能在受体细胞内复制和表达；有某些标记基因；分子大小合适。 九、质粒：一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核DNA之外，并具有自我复制能力的很小的双链环状DNA分子。 十、标记基因的作用：鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来。 十一、三类载体：质粒；λ噬菌体的衍生物；动植物病毒。 十二、获取目的基因的方法：说法一：从自然界已有的物种中分体（鸟枪法、反转录法）、用人工的方法合成；说法二：从基因文库中获取（鸟枪法、反转录法）、利用PCR技术合成、用化学方法人工合成。 十三、基因库：一个物种中全部个体的全部基因的总和；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，个个受体菌分别含有这种生物的不同的基因；基因组文库：含有某种生物全部基因的基因文库；部分基因文库：只含有一种生物部分基因的基因文库；cDNA文库：用某种生物发育的某个时期的mRNA反转录产生的多种互补DNA片段，与载体连接后储存在一个受体菌群中。 十四、 文库类型cDNA文库基因组文库 文库大小小大 启动子无有 内含子无有 基因多少某种生物的部分基因某种生物的全部基因 物种间基因交流可以部分基因可以 十五、人工合成目的基因的两个条件：基因比较小；核苷酸序列已知。 十六、目的基因：主要是指编码蛋白质的基因，也可以使一些具有调控作用的因
专题一1.4 蛋白质工程地崛起课前预习学案、预习目标 1、简述蛋白质工程地实质及基因工程生产地蛋白质种类. 2 、解释蛋白质工程地基本原理及基本途径. 3、分析蛋白质工程将来地发展前景. 、预习内容 三、提出疑惑 同学们，通过你地自主学习，你还有哪些疑惑，请把它填在下面地表格中
一、学习目标 1. 举例说出蛋白质工程崛起地缘由. 2. 简述蛋白质工程地原理. 3. 尝试运用逆向思维分析和解决问题. 二、学习重点和难点 1. 教学重点 （1）为什么要开展蛋白质工程地研究？ （2）蛋白质工程地原理. 2. 教学难点 蛋白质工程地原理. 三、学习过程 （一）、蛋白质工程崛起地缘由：1、基因工程地实质：将一种生物地转移到另一处生物体内，后者产生它本不能产地，从而产生新性状. 2．蛋白质工程目地：生产符合人们生活需要地并非自然界已存在地. （二）、蛋白质工程基本原理 1．目标：根据人们对功能地特定需求，对结构进行分析设计. 2．原理：基因改造. 3．过程：预期蛋白质功能→设计结构→推测应有序列→找到对应地序列（基因）.（三）、蛋白质工程地进展和前景 例如：科学家通过对地改造，已使其成为速效型药品；用蛋白质工程方法制成地电子元件，具有、和地特点，因此有极为广阔地发展前景. b5E2RGbCAP 四、当堂检测 1、科学家运用基因工程技术，可以使哺乳动物本身变成“批量生产药物地工厂”，如“乳腺生 物反应器”地培养，就是将“某种基因”通过显微注射法导入哺乳动物地受精卵中，然后，将受精卵送入母体内，使其生长发育成转基因动物.这里地“某种基因”是指：（）p1EanqFDPw A ．乳腺蛋白基因B．药用蛋白基因 C．药用蛋白基因和乳腺蛋白基因地启动子重组在一起D ．药用蛋白基因和细菌质粒基因重组在一起2、下列有关基因工程技术地叙述，正确地是( ) A．重组DNA技术所用地工具酶是限制酶、连接酶和运载体B．所有地限制酶都只能识别同一种特定地核苷酸序列C．选用细菌作为重组质粒地受体细胞是因为细菌繁殖快D．只要目地基因进入了受体细胞就能成功实现表达 3、PCR技术地原理类似于细胞内DNA地复制，短时间内就可以在体外将目地基因扩增放大几百万倍. 下
选修三专题一第3节基因工程的应用 一、教学目标 1.举例说出基因工程应用及取得的丰硕成果。 2.关注基因工程的进展。 3.认同基因工程的应用促进生产力的提高。 二、教学重点和难点 1.教学重点 基因工程在农业和医疗等方面的应用。 2.教学难点 基因治疗。 三、教学过程 1、转基因生物与目的基因的关系 转基因生物目的基因目的基因从何来 抗虫棉Bt毒蛋白基因苏云金芽孢杆菌抗真菌立枯丝核菌的烟草几丁质酶基因和抗毒素合成基因 抗盐碱和干旱作物调节细胞渗透压的基因 耐寒的番茄抗冻蛋白基因鱼 抗除草剂大豆抗除草剂基因 增强甜味的水果降低乳糖的奶牛 甜味基因肠乳糖酶基因 生产胰岛素的工程菌人胰岛素基因人 讨论： 1、用动物乳腺作为反应器，生产高价值的蛋白质（如教材中列举的血清白蛋白、抗凝血酶等）比工厂化生产的优越之处有哪些？（乳腺生物反应器的优点：①产量高；②质量好； ③成本低；④易提取。） 简介：动物乳腺生物反应器 1987年美国科学家戈登（Gordon）等人首次在小鼠的奶中生产出一种医用蛋白──tPA （组织
型纤溶酶原激活物），展示了用动物乳腺生产高附加值产品的可能性。利用动物乳腺生产高价值产 品的方式称为动物乳腺反应器。 为什么要用动物乳腺作为反应器生产高价值的蛋白质产品呢？这是因为动物乳房是一种高度分化的专门化腺体，合成蛋白质的能力非常强，尤其是一些经过长期的遗传改良，专门产奶的乳用动物品种，蛋白质合成能力更是惊人。一头优质奶牛，一年可产奶10 000 kg。即便是一只奶山羊，一年也可产奶2 000 kg。 动物乳腺生物反应器归纳起来有四大优点：①产量高，且易收获目标产品，可以随乳汁分泌而排出动物体外；②目标产品的质量好。动物乳腺组织不仅具有按遗传信息流向合成蛋白质的能力，而且具备一整套对蛋白进行修饰和加工的能力，如糖基化、羧化、磷酸化以及分子组装等，而微生物和植物系统都不具备这种全面的蛋白质后加工能力；③产品成本低；④从奶牛中提取产品，操作比较简单。 正因为利用动物乳腺生物反应器生产高附加值的产品有上述优点，目前利用动物乳腺生物反应器生产医用蛋白质已成为一种风险投资产业，受到科学家、商界和医药界的高度重视。目前瞄准的目标医药产品有：①血液蛋白质，如表1-2所示，这些血液蛋白质有巨大的经济效益，其中利用奶牛生产的凝血酶Ⅲ已通过第三期临床实验，即将投放市场。②第二代医用蛋白质，主要有抗体、降钙素、人的生长激素、胰岛素等药物蛋白，乳白蛋白、乳铁蛋白等营养蛋白，疫苗，组织修复物等。③生产“人源化牛奶”，即用成人的乳蛋白基因替代牛的乳蛋白基因，使牛奶变成像人奶的一种基因工程奶。 动物乳腺生物反应器的做法与转基因动物的操作是相同的，只是为了将目标产品在乳汁中形成，需要使用乳腺组织中特异表达的启动子，即在目标产品蛋白质编码框的前面加上乳腺组织中特异表达的启动子等，构建成表达载体后通过注射导入受精卵中，再将其送入母体动物内，发育成动物个体，这个转基因动物就会在奶中产生所需要的目标产品。 2、用基因工程技术实现动物乳腺生物反应器的操作过程是怎样的？ 用基因工程技术实现动物乳腺生物反应器的操作过程与转基因动物操作过程相同。 不同之处：为了将目标产品在奶中形成，需要使用乳腺组织中特异表达的启动子，要在编码目的蛋白质的基因序列前加上乳腺组织中特异表达的启动子构建成表达载体。 操作过程大致归纳为：获取目的基因（例如血清白蛋白基因）→构建基因表达载体（在血清白蛋白基因前加特异表达的启动子）→显微注射导入哺乳动物受精卵中→形成胚胎→将胚胎送入母体动物→发育成转基因动物（只有在产下的雌性个体中，转入的基因才能表达）。
2021年-2022年最新【优化设计】2015-2016学年高中生物 1.3基因工程的应用教案新人教 版选修3 教学建议 1.本节可将教材中提供的实例列表总结,给出具体的转基因生物,指导学生整理教材中提供的信息,填写出相应的目的基因及其来源,增强学生分析、处理信息的能力。 2.将“基因工程的概念与原理”与本节内容一起学习,加强学生对基因工程概念的理解,通过一个又一个转基因生物实例,能更好理解“DNA分子水平”“定向改造生物性状”“基因重组”等基因工程这一概念中的关键词。既能学好概念,反过来又能帮助学习基因工程的实例。 3.教材中的一些难点,如关于乳腺生物反应器、工程菌、基因治疗等,可适当讲解。关于乳腺生物反应器,其基本过程与其他转基因动物操作过程相同,不同之处可单独提出,如需要使用乳腺组织中特异表达的启动子。关于工程菌,可结合基因工程操作程序以及微生物生长和代谢的特点,说明用其生产药物的优越性。关于基因治疗,可结合教材中的具体实例归纳出大致治疗过程。 参考资料 基因治疗 1.基因治疗的定义 基因治疗狭义上指用具有正常功能的基因置换或增补患者体内有缺陷的基因,从而达到治疗疾病的目的。而广义上指把某些遗传物质转移到患者体内,使其在体内表达,最终达到治疗某种疾病的方法。 2.基因治疗的分类 (1)基因治疗按基因操作方式分为两类,一类为基因修正和基因置换,即将缺陷基因的异常序列进行矫正,对缺陷基因精确地原位修复,不涉及基因组的其他任何改变。通过同源重组即基因打靶技术将外源正常的基因在特定的部位进行重组,从而使缺陷基因在原位特异性修复。另一类为基因增强和基因失活,是不去除异常基因,而通过导入外源基因使其表达正常产物,从而补偿缺陷基因等的功能;或特异封闭某些基因的翻译或转录,以达到抑制某些异常基因表达的目的。 (2)按靶细胞类型又可分为生殖细胞基因治疗和体细胞基因治疗。广义的生殖细胞基因治疗以精子、卵子和早期胚胎细胞作为治疗对象。由于当前基因治疗技术还不成熟,以及涉及一系列伦理学问题,生殖细胞基因治疗仍属禁区。在现有的条件下,基因治疗仅限于体细胞基因治疗。 3.基因治疗的基本步骤 (1)目的基因的转移:在基因治疗中迄今所应用的目的基因转移方法可分为两大类:病毒方法和非病毒方法。基因转移的病毒方法中,RNA和DNA病毒都可用作基因转移的载体。常用的有反转录病毒载体和腺病毒载体。转移的基本过程是将目的基因重组到病毒基因组中,然后让重组病毒感染宿主细胞,以使目的基因能整合到宿主基因组内。非病毒方法有磷酸钙沉淀法、脂质体转染法、显微注射法等。 (2)目的基因的表达:目的基因的表达是基因治疗的关键之一。为此,可运用连锁基因扩增等方法适当提高外源基因在细胞中的拷贝数。在重组病毒上连接启动子或增强子等基因表达的控制信号,使整合在宿主基因组中的新基因高效表达,产生所需的某种蛋白质。 几个重要概念 1.干扰素:是指动物或人体受到病毒侵染后产生的一种糖蛋白,几乎能抵抗所有病毒引起的感染。 2.外毒素:病原体产生的代谢产物,成分是蛋白质,抗原性强,刺激人体产生抗毒素。 3.抗生素:以前称抗菌素,微生物(细菌、真菌、放线菌)产生的代谢产物,干扰其他微生物细胞生长、发育,用于治疗细菌感染。 1
DNA重组技术基本工具的教学设计 设计思路 “DNA重组技术的基本工具”这节课位于人教版高中生物选修三第一专题第一节第二课时。基因工程是现代生物技术的核心内容，通过模拟DNA重组过程，将具体的操作程序有机联系起来，加深对这一程序的理解，有利于提高学生的认知水平和接受能力。针对重点难点对教学内容进行结构化处理，并与基因工程的实际操作练习起来；在模拟探究的过程中不断生成问题，引导学生依据载体的特点，按照相似性原理，选择和建立模型，进而对模型进行“剪”与“连”等操作，并分析操作结果。 教学分析 1．教材分析 重点：DNA重组技术的三种基本工具 难点：载体的特点及应用 2．学情分析 通过上一节课的学习，学生们已初步掌握了“DNA重组技术的基本工具”有哪些，其作用是什么。但这些基本工具在实际应用中如何发挥作用，是非常抽象的内容，仅仅靠学生的想象，很难真正理解并融会贯通；同时，中学生的心理发育特点，决定了他们更乐于通过实际动手操作来解决遇到的问题，同时对自己新发现的问题有更加强烈的探究欲望。 3．教学条件分析 对于本节课的教学设计而言，需要如下教学条件：电脑，投影仪，彩色复印纸，剪刀，双面胶。 教学目标 简述基因工程原理及基本操作程序 掌握基因工程基本操作程序的四个步骤 通过动手操作、小组合作，提高学生自主学习及合作探究的能力。 教学策略与手段 教学模式：探究式教学，通过创设问题情境，在分析问题、解决问题的过程中不断生成一系列新的问题，培养学生的自学能力，以及探究和思维能力。 教学策略：利用教学多媒体，自制教具，使抽象的问题形象化，引导学生自主动手操作，解决每一程序中的技术难点和重点。 教学手段：PPT，自制教具，投影仪等综合教学辅助工具。本节课模拟探究的是载体与目的基因的连接，所以将教材提供的碱基序列加以调整，用彩色打印纸打印，如图：
第Ⅱ卷非选择题 三．非选择题： 29．（7分）SARS 病毒能引起非典型肺炎，医生在治疗实践中发现，非典病人治愈后，其血清可用于治疗其他非典病人。有三位科学家分别从三个不同的方面进行了研究，其研究的方向如下图所示。请根据下图回答： SARS 病毒 [丙的研究] 抽取血清 蛋白质X [乙的研究] 注射 注射 灭活或 培养 非典病人B 治愈的病人B 非典病人D 减毒处理 动物实验 健康人C 健康人C 健康人C 治愈的病人D （1）从免疫学的角度看，SARS 病毒对于人来讲属于 ，治愈的病人A 的血清中因为含有 ，所以可用来治疗“非典”病人B 。 （2）甲的研究中，所合成或生产的蛋白质X 是 ，它可以通过化学的方法合成，也可以通过生物学方法—— 技术生产。 （3）乙的研究目的主要是制造出 以保护易感人群。图中使健康人C 获得抵抗“非典”病毒能力的过程，属于免疫学应用中的 免疫。 （4）图中丙主要研究不同国家和地区SARS 病毒的异同，再按照免疫学原理，为研究一种或多种 提供科学依据。 30．（8分）聚合酶链式反应(PCR 技术)是在实验室中以少量样品DNA 制备大量DNA 的生化技术，反应系统中包括微量样品DNA 、DNA 聚合酶、引物、足量的4种脱氧核苷酸及ATP 等。反应中新合成的DNA 又可以作为下一轮反应的模板，故DNA 数以指数方式扩增，其简要过程如右图所示。 （1）某个DNA 样品有1000个脱氧核苷酸，已知它的一条单链上碱基A:G:T:C=1:2:3:4，则经过PCR 仪五次循环后，将产生 个DNA 分子，其中需要提供胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数量至少是 个。 （2）分别以不同生物的DNA 样品为模板合成的各个新DNA 之间存在差异，这些差异是 。 （3）请指出PCR 技术与转录过程的三个不同之处： ① 。 ② 。 循环重复 [甲的研究] 用激素等治疗 非典病人A 治愈的病人A 健康人合成或生产 其他辅助治疗 接种 提纯、
2021人教版高中生物选修三《基因工程的应用》word 教案 教学建议 1.本节可将教材中提供的实例列表总结,给出具体的转基因生物,指导学生整理教材中提供的信息,填写出相应的目的基因及其来源,增强学生分析、处理信息的能力。 2.将“基因工程的概念与原理”与本节内容一起学习,加强学生对基因工程概念的明白得,通过一个又一个转基因生物实例,能更好明白得“DNA分子水平”“定向改造生物性状”“基因重组”等基因工程这一概念中的关键词。既能学好概念,反过来又能关心学习基因工程的实例。 3.教材中的一些难点,如关于乳腺生物反应器、工程菌、基因治疗等,可适当讲解。关于乳腺生物反应器,其差不多过程与其他转基因动物操作过程相同,不同之处可单独提出,如需要使用乳腺组织中特异表达的启动子。关于工程菌,可结合基因工程操作程序以及微生物生长和代谢的特点,说明用其生产药物的优越性。关于基因治疗,可结合教材中的具体实例归纳出大致治疗过程。 参考资料 基因治疗 1.基因治疗的定义 基因治疗狭义上指用具有正常功能的基因置换或增补患者体内有缺陷的基因,从而达到治疗疾病的目的。而广义上指把某些遗传物质转移到患者体内,使其在体内表达,最终达到治疗某种疾病的方法。 2.基因治疗的分类 (1)基因治疗按基因操作方式分为两类,一类为基因修正和基因置换,立即缺陷基因的专门序列进行矫正,对缺陷基因精确地原位修复,不涉及基因组的其他任何改变。通过同源重组即基因打靶技术将外源正常的基因在特定的部位进行重组,从而使缺陷基因在原位特异性修复。另一类为基因增强和基因失活,是不去除专门基因,而通过导入外源基因使其表达正常产物,从而补偿缺陷基因等的功能;或特异封闭某些基因的翻译或转录,以达到抑制某些专门基因表达的目的。 (2)按靶细胞类型又可分为生殖细胞基因治疗和体细胞基因治疗。广义的生殖细胞基因治疗以精子、卵子和早期胚胎细胞作为治疗对象。由于当前基因治疗技术还不成熟,以及涉及一系列伦理学问题,生殖细胞基因治疗仍属禁区。在现有的条件下,基因治疗仅限于体细胞基因治疗。 3.基因治疗的差不多步骤 (1)目的基因的转移:在基因治疗中迄今所应用的目的基因转移方法可分为两大类:病毒方法和非病毒方法。基因转移的病毒方法中,RNA和DNA病毒都可用作基因转移的载体。常用的有反转录病毒载体和腺病毒载体。转移的差不多过程是将目的基因重组到病毒基因组中,然后让重组病毒感染宿主细胞,以使目的基因能整合到宿主基因组内。非病毒方法有磷酸钙沉淀法、脂质体转染法、显微注射法等。 (2)目的基因的表达:目的基因的表达是基因治疗的关键之一。为此,可运用连锁基因扩增等方法适当提高外源基因在细胞中的拷贝数。在重组病毒上连接启动子或增强子等基因表达的操纵信号,使整合在宿主基因组中的新基因高效表达,产生所需的某种蛋白质。 几个重要概念 1.干扰素:是指动物或人体受到病毒侵染后产生的一种糖蛋白,几乎能抗击所有病毒引
专题一 1.1 DNA重组技术的基本工具 一、教材分析 《DNA重组技术的基本工具》是人教版生物选修三专题一《基因工程》的第一节，本节内容主要是介绍了DNA重组技术的三种基本工具，是学习《基因工程的基本操作程序》的基础和前提。 二、教学目标 1．知识目标： （1）简述基础理论研究和技术进步催生了基因工程。 （2）简述DNA重组技术所需的三种基本工具。 2．能力目标： 运用所学DNA重组技术的知识，模拟制作重组DNA模型。 3．情感、态度和价值观目标： （1）关注基因工程的发展。 （2）认同基因工程的诞生和发展离不开理论研究和技术创新。 三、教学重点和难点 1、教学重点 DNA重组技术所需的三种基本工具的作用。 2、教学难点 基因工程载体需要具备的条件。 四、学情分析 学生在必修课中已经学习过关于基因工程的基础知识，对于本部分内容已经有了初步了解，所以学习起来应该不会有太大的困难。 五、教学方法 1、学案导学：见学案。 2、新授课教学基本环节：预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→发导学案、布置预习 六、课前准备 1．学生的学习准备：预习《DNA重组技术的基本工具》，初步把握DNA重组技术所需的三种基本工具的作用。 2．教师的教学准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案。 七、课时安排：1课时 八、教学过程 (一) 预习检查、总结疑惑。 检查学生落实预习情况并了解学生的疑惑，使教学具有针对性。 （二）情景导入、展示目标。 教师首先提问： （1）我们以前在哪部分学习过基因工程？（必修二从杂交育种到基因工程） （2）回想一下，转基因抗虫棉是怎样培育出来的？经过了哪些主要步骤？ （实质是基因工程的基本操作程序：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） 从这节课开始，我们将深入学习基因工程，今天我们来学习DNA重组技术的基本工具。我们来看本节课的学习目标。（多媒体展示学习目标，强调重难点）
专题1 基因工程 基因工程的概念 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。基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，又叫做DNA 重组技术。 （一）基因工程的基本工具 1.“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶） （1）来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。 （2）功能：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，因此具有专一性。 （3）结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。 2.“分子缝合针”——DNA连接酶 (1)两种DNA连接酶（E·coliDNA连接酶和T4-DNA连接酶）的比较： ①相同点：都缝合磷酸二酯键。 ②区别：E·coliDNA连接酶来源于大肠杆菌，只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来； 而T4DNA连接酶来源于T4噬菌体，能缝合两种末端，但连接平末端的之间的效率较低。 (2)与DNA聚合酶作用的异同:DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯键。 DNA连接酶是连接两个DNA片段的末端，形成磷酸二酯键。 3.“分子运输车”——载体 （1）载体具备的条件：①能在受体细胞中复制并稳定保存。 ②具有一至多个限制酶切点，供外源DNA片段插入。 ③具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。 （2）最常用的载体是质粒,它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌染色体之外，并具有自我复制能力的双链环状DNA分子。 （3）其它载体：入噬菌体的衍生物、动植物病毒 (二)基因工程的基本操作程序 第一步：目的基因的获取 1.目的基因是指：编码蛋白质的结构基因。 2.原核基因采取直接分离获得，真核基因是人工合成。人工合成目的基因的常用方法有反转录法_和化学合成法_。 3.PCR技术扩增目的基因 （1）原理：DNA双链复制 （2）过程：第一步：加热至90～95℃DNA解链；第二步：冷却到55～60℃，引物结合到互补DNA链；第三步：加热至70～75℃，热稳定DNA聚合酶从引物起始互补链的合成。 第二步：基因表达载体的构建 1.目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传至下一代，使目的基因能够表达和发挥作用。 2.组成：目的基因＋启动子＋终止子＋标记基因 （1）启动子：是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的首端，是RNA聚合酶识别和结合的部位，能驱动基因转录出mRNA，最终获得所需的蛋白质。
专题一基因工程 基因工程的概念 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。基因工程是在 DNA分子水平上进行设计和施工的，又叫做DNA重组技术。 （一）基因工程的基本工具 1.“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶） （1）来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。 （2）功能：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，因此具有专一性。 （3）结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。 黏性末端：当限制酶从识别序列的中心轴线两侧切开时，被限制酶切开的DNA两条单链的切口，带有几个伸出的核苷酸，他们之间正好互补配对，这样的切口叫黏性末端。 平末端：当限制酶从识别序列的中心轴线处切开时，切开的DNA两条单链的切口，是平整的，这样的切口叫平末端。 2.“分子缝合针”——DNA连接酶 (1)两种DNA连接酶（E·coli DNA连接酶和T4-DNA连接酶）的比较： ①相同点：都缝合磷酸二酯键。 ②区别：E·coli DNA连接酶来源于大肠杆菌，只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的 磷酸二酯键连接起来；而T4DNA连接酶能缝合两种末端，但连接平末端的之间的效 率较低。 (2)与DNA聚合酶作用的异同: DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯键。DNA连接酶是 DNA连接酶DNA聚合酶不同点连接的DNA 双链单链 模板不要模板要模板 连接的对象2个DNA片段单个脱氧核苷酸加到已存在的单链DNA片段上相同点作用实质形成磷酸二酯键 化学本质蛋白质 （1）载体具备的条件：①能在受体细胞中复制并稳定保存。 ②具有一至多个限制酶切点，供外源DNA片段插入。 ③具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。 ④对受体细胞无害。 （2）最常用的载体是质粒,它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌染色体之外，并具有自我复制能力的双链环状DNA分子。 （3）其它载体：λ噬菌体的衍生物、动植物病毒 (二)基因工程的基本操作程序 第一步：目的基因的获取 1.目的基因是指：编码蛋白质的结构基因。 （1）获取方法：从基因文库中获取目的基因
专题一基因工程基因工程的概念 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。基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，又叫做DNA重组技术。 （一）基因工程的基本工具 1.“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶） （1）来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。 （2）功能：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，因此具有专一性。 （3）结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。 黏性末端：当限制酶从识别序列的中心轴线两侧切开时，被限制酶切开的DNA两条单链的切口，带有几个伸出的核苷酸，他们之间正好互补配对，这样的切口叫黏性末端。 平末端：当限制酶从识别序列的中心轴线处切开时，切开的DNA两条单链的切口，是平整的，这样的切口叫平末端。 2.“分子缝合针”——DNA连接酶 (1)两种DNA连接酶（E·coli DNA连接酶和T4-DNA连接酶）的比较： ①相同点：都缝合磷酸二酯键。 ②区别：E·coli DNA连接酶来源于大肠杆菌，只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的 磷酸二酯键连接起来；而T4DNA连接酶能缝合两种末端，但连接平末端的之间的效 率较低。 (2)与DNA聚合酶作用的异同: DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯键。DNA连接酶是 （1）载体具备的条件：①能在受体细胞中复制并稳定保存。 ②具有一至多个限制酶切点，供外源DNA片段插入。 ③具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。 ④对受体细胞无害。 （2）最常用的载体是质粒,它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌染色体之外，并具有自我复制能力的双链环状DNA分子。 （3）其它载体：λ噬菌体的衍生物、动植物病毒
1．2 基因工程的基本操作程序 目标导航 1.结合教材图1－6，整体把握并说出基因工程的基本操作程序。2.理解获取目的基因的途径及基因表达载体的构建。3.理解目的基因导入受体细胞的方法、检测与鉴定目的基因的方法。 一、目的基因的获取(阅读P 8－11) 1．基因工程的基本操作程序 (1)目的基因的获取。 (2)基因表达载体的构建。 (3)将目的基因导入受体细胞。 (4)目的基因的检测与鉴定。 2．目的基因的获取 (1)目的基因 主要是指编码蛋白质的基因，也可以是一些具有调控作用的因子。 (2)常见方法 ①从基因文库中获取 基因文库的种类????? 基因组文库部分基因文库如cDNA 文库 ②利用PCR 技术扩增目的基因 a ．原理：DNA 双链复制。 b ．条件：引物、DNA 模板、Taq 酶、四种脱氧核苷酸。 c ．过程：目的基因DNA 受热变性后解链为单链，引物与单链相应互补序列结合，然后在DNA 聚合酶作用下进行延伸，如此重复循环多次。 d ．结果：每一次循环后，目的基因的量可以增加一倍，即成指数形式扩增(约为2n ，n 为扩增循环的次数)。 ③人工合成法：如果基因比较小，核苷酸序列又已知，可借助DNA 合成仪用化学方法直接人工合成。 二、基因表达载体的构建(阅读P 11) 1．基因表达载体的功能 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，使目的基因能够表达和发挥作
用。 2．基因表达载体的构成 3．基因表达载体的构建过程 一般用同一种限制酶分别切割载体和目的基因，再用DNA连接酶把两者连接。 三、将目的基因导入受体细胞(阅读P11－13) 1．转化的概念 目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。 2．转化的方法 (1)导入植物细胞 ①农杆菌转化法：将目的基因导入双子叶植物和祼子植物。 ②基因枪法：将目的基因导入单子叶植物常用的方法。 ③花粉管通道法：我国科学家独创的一种方法。 (2)导入动物细胞 ①方法：显微注射技术。 ②常用受体细胞：受精卵。 (3)导入微生物细胞 第一步：首先用Ca2＋处理细胞，使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，这种细胞称为感受态细胞。 第二步：将重组表达载体DNA分子溶于缓冲液中与感受态细胞混合，在一定的温度下促进感受态细胞吸收DNA分子，完成转化过程。 四、目的基因的检测与鉴定(阅读P13－15) 1．分子水平检测(连线) 2．个体水平鉴定 包括抗虫、抗病的接种实验，以确定是否有抗性及抗性程度。基因工程产品需要与天然产品活性进行比较等。
专题 1.3 基因工程的应用 一、教学目标 1.举例说出基因工程应用及取得的丰硕成果。 2.关注基因工程的进展。 3.认同基因工程的应用促进生产力的提高。 二、教学重点和难点 1.教学重点 基因工程在农业和医疗等方面的应用。 2.教学难点 基因治疗。 三、教学策略 1.加强收集信息和处理信息环节的指导。 基因工程的应用是基因工程基本操作程序的一个必然结果。如果本节只作为成果的学习，那么就显得思维力度不足了。为此，建议加强指导学生收集和处理信息这一环节。具体做法如下： 无论是学习转基因植物方面的应用，还是学习转基因动物方面的应用，乃至转基因工程菌生产药物方面的应用，首先必须寻找目的基因。教师可利用表1_1，指导学生整理课本中提供的信息，填写此表。这样做既可以调动学生学习的积极性，也增强了他们分析和处理信息的能力。 我们可以解决当前世界上存在的重大问题作为主题，如以解决“粮食”、“环境污染”、“能源危机”、“攻克不治之症”等问题作为主题，让学生将课文中的知识或学生知道的课外的基因工程应用方面的知识进行重组。这样的活动不仅培养了学生处理信息的能力，还会使学生感悟到肩负的社会责任，从而激发用科学技术报效祖国的志向。 2.课文中的一些难点，建议采用小组讨论，师生共同归纳的方法学习。 课文中有几处是学生学习感兴趣的知识，但文字说明不多，学生学习有一定难度。例如“什么叫乳腺生物反应器”、“什么叫工程菌”、“什么是基因治疗” 等。教师可创设问题情境，让学生讨论，加深用已有知识认识新事物的能力。学生想不到的地方，可由师生共同归纳。例如，学习乳腺生物反应器时，学生提出“给我们讲讲乳腺生物反应器究竟是怎么回事”。这时教师可提出以下问题，让学生讨论。