1．2基因工程的基本操作程序
【课标要求】
1．简述基因工程基本操作程序的四个步骤
2．尝试设计某一转基因生物的研制过程。
【本节重难点】
重点：基因工程基本操作程序的四个步骤
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
【学习过程】
一、基因工程的基本操作程序简述
①目的基因的；
②的构建；
③将目的基因；
④目的基因的。
二、基因工程的基本操作程序
（一）目的基因的获取
1．目的基因：主要是指的基因，也可以是一些具有作用的因子。
2．原核细胞和真核细胞的基因结构
（1）原核细胞的基因结构
（2）真核细胞的基因结构
3．目的基因的获取
目的基因可以从中分离出来，也可以用合成。
常用的方法有以下几种：
（1）从基因文库中获取目的基因
①基因组文库和部分基因文库（如cDNA文库）
基因组文库 cDNA文库
文库类型cDNA文库基因组文库
文库大小
基因中启动子
基因中内含子
基因多少
物种间的基因交流
②从基因文库中得到目的基因，可以根据一些信息，如根据基因的、基因的、基因在染色体上的、基因的，以及基因的等特性。
（2）利用PCR技术扩增目的基因
①PCR是____________________________________技术，是的缩写。
②原理：____________________。，
③前提：有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根据这一序列合成_________。
④条件：DNA模板、。
⑤扩增过程：
a．变性（℃）：目的基因DNA受热变性后接连为单链
b．退火（℃）：与单链相应互补序列结合
c．延伸（℃）：在的作用下进行延伸
Taq酶的特点是。
PCR技术DNA复制
相
同
点
原理
原料
条件
不
同
点
解旋方式
场所
酶
结果
（3）化学法直接合成
适用于基因比较，核苷酸序列又。
（二）——基因工程的核心
1．基因表达载体的构建，其目的是使目的基因在受体细胞中能，并且可以，同时，使目的基因能够。
2．基因表达载体= + + +
（1）启动子：是一段有特殊结构的，位于基因的，它是识别和结合的部位，有了它才能驱动基因，最终获得所需要的蛋白质。
（2）终止子：也是一段有特殊结构的，位于基因的，相当于一盏红色信号灯，使在所需要的地方停止下来。
（3）标记基因：作用是为了，从而将含有目的基因的细胞出来，如基因。
3．构建基因表达载体的过程：用（同、不同）种限制酶去切目的基因与运载体，再用使其连接,形成重组DNA分子。
（三）将目的基因导入受体细胞
将目的基因受体细胞，并且在受体细胞内和的过程，称为转化。
（1）将目的基因导入植物细胞
①农杆菌转化法
②法
③法
（2）将目的基因导入动物细胞
①技术是将目的基因导入受体细胞的最有效方法。
②操作程序：将含有目的基因的表达载体→→获得→显微注射→胚胎→胚胎→发育成具有新性状的动物
（3）将目的基因导入微生物细胞
①原核生物作为基因工程受体细胞的优点：。
②大肠杆菌细胞最常用的方法：
a．用处理细胞，使细胞处于一种的生理状态，这种细胞称为细胞；
b．将分子溶于缓冲液与感受态细胞混合，在一定的温度下促进感受态细胞吸收DNA分子。
（四）目的基因的检测与鉴定
（1）检测转基因生物的上是否插入了目的基因
检测方法：技术，即将转基因生物的基因组DNA提取出来，在含有目的基因的DNA片段上用放射性同位素等作标记，以此作为，使探针与基因组DNA杂交，如果出现，就表明目的基因已插入染色体DNA中。（2）检测目的基因是否
检测方法：技术
（3）检测目的基因是否
检测方法：，从转基因生物中提取蛋白质，用相应的抗体进行检测，若有出现，表明目的基因已形成蛋白质产品。
（4）进行水平的鉴定
【巩固练习】
1．下列正确表示基因操作“四部曲”的是（）A．提取目的基因→目的基因导入受体细胞→基因表达载体的构建→目的基因的检测和鉴定
B．目的基因的检测和鉴定→提取目的基因→基因表达载体的构建→目的基因导入受体细胞
C．提取目的基因→基因表达载体的构建→目的基因导入受体细胞→目的基因的检测和鉴定
D．基因表达载体的构建→提取目的基因→目的基因导入受体细胞→目的基因的检测和鉴定
2．下列不属于
．．．获得目的基因的方法的是（）A．利用DNA连接酶复制目的基因 B．利用DNA聚合酶复制目的基因
C．从基因文库中获取目的基因 D．利用PCR技术扩增目的基因
3．PCR技术扩增DNA，需要的条件是（）①目的基因②ATP ③四种脱氧核苷酸④DNA聚合酶等⑤mRNA ⑥核糖体A．①②③④ B．②③④⑤ C．①③④⑤ D．①②③⑥
4．根据mRNA的信息推出获取目的基因的方法是（）A．用DNA探针测出目的基因 B．用mRNA探针测出目的基因
C．用mRNA反转录形成目的基因 D．用PCR技术扩增mRNA
5．在已知某小片段基因碱基序列的情况下，获得该基因的最佳方法是（）A．用mRNA为模板逆转录合成DNA
B．以4种脱氧核苷酸为原料人工合成
C．由蛋白质的氨基酸序列推测mRNA
D．将供体DNA片段转入受体细胞中，再进一步筛选
6．下列不属于
．．．目的基因与运载体结合过程的是（）A．用一定的限制酶切割质粒露出黏性末端
B．用同种限制酶切割目的基因露出黏性末端
C．将切下的目的基因的片段插入到质粒切口处
D．将重组DNA导入受体细胞中进行扩增
7．下列哪项不是
．．基因表达载体的组成成分（）A．启动子 B．终止密码子 C．标记基因 D．复制原点
8. 在基因表达载体的构建中，所需要的酶是（）
①限制酶②DNA连接酶③解旋酶④DNA聚合酶
A．①② B．①②③ C．①②④ D．①②③④
9．植物学家在培育抗虫棉时，对目的基因作适当修饰，使目的基因在棉花植株的整个生长发育期都表达，以防止害虫侵害，这种对目的基因所作的修饰发生在（）A．终止子 B．引物 C．标记基因 D．启动子
10．下列哪项不是
．．将目的基因导入植物细胞的方法（）A．基因枪法 B．显微注射法 C．农杆菌转化法 D．花粉管通道法
11．在基因工程操作的基本步骤中，不进行
．．．碱基互补配对的是（）A．人工合成目的基因 B．目的基因与载体结合
C．将目的基因导入受体细胞 D．目的基因的检测与鉴定
12．将目的基因导入微生物细胞之前，要用Ca2+处理细胞，处理过的细胞叫（）A．感受态细胞 B．敏感性细胞 C．吸收性细胞 D．接受细胞
13．农杆菌转化法转移目的基因进入受体细胞，目的基因的最终位置是（）A．Ti质粒上 B．受体细胞染色体上 C．裸露细胞核中 D．存在细胞质中14．目的基因导入受体细胞后，是否可以稳定维持和表达其遗传特性，只有通过鉴定和检测才能知道。下列属于目的基因检测和鉴定的是（）①检测受体细胞是否有目的基因②检测受体细胞是否有致病基因
③检测目的基因是否转录mRNA ④检测目的基因是否翻译蛋白质
A．①②③ B．②③④ C．①③④ D．①②④
15．要检测目的基因是否成功地插入了受体DNA中，需要用基因探针，基因探针是指（）A．用于检测疾病的医疗器械
B．用放射性同位素或荧光分子等标记的DNA分子
C．合成β-球蛋白的DNA
D．合成苯丙羟化酶的DNA片段
16．（多选）用基因工程技术可使大肠杆菌合成人的蛋白质。下列叙述正确的是（）A．常用相同的限制性核酸内切酶处理目的基因和质粒
B．DNA连接酶和RNA聚合酶是构建重组质粒必须的工具酶
C．可用含抗生素的培养基检测大肠杆菌中是否导入了重组质粒
D．导入大肠杆菌的目的基因不一定能成功表达
17．（多选）我国科学家运用基因工程技术将苏云金芽孢杆菌的抗虫基因导入棉花细胞并成功表达，培育出了抗虫棉。下列叙述正确的是（）A．基因非编码区对于抗虫基因在棉花细胞中的表达不可缺少
B．重组DNA分子中增加一个碱基对，可能导致毒蛋白的毒性丧失
C．抗虫棉的抗虫基因可通过花粉传递至近缘作物，从而造成基因污染
D．转基因棉花是否具有抗虫特性是可以通过检测棉花对抗生素抗性来确定的18．（多选）科学家通过基因工程的方法，能使马铃薯块茎内含有人奶主要蛋白。以下有关该基因工程的叙述，正确的是 ( ) A．采用反转录的方法得到目的基因有内含子
B．基因非编码区对于目的基因在块茎中表达是不可缺少的
C．马铃薯的叶肉细胞可作为受体细胞
D．用同一种限制性内切酶，分别处理质粒和含目的基因的DNA，可产生黏性末端而形成重组DNA分子
19．资料显示，近十年来，PCR技术（DNA聚合酶链式反应技术）成为分子生物实验的一种常规手段，其原理是利用DNA半保留复制的特性，在试管中进行DNA的人工复制（如下图），在很短的时间内，将DNA扩增几百万倍甚至几十亿倍，使分子生物实验所需的遗传物质不再受限于活的生物体。请据图回答：
（1）加热至94℃的目的是使DNA样品中的_______键断裂，该过程在生物体细胞内是通过__________酶的作用完成的。分析可知新合成DNA分子中A=T，C=G，这说明DNA分子的合成遵循______________________。
（2）与细胞内DNA复制相比，PCR技术所需要的DNA聚合酶的最适温度比较____________（高、低）。
（3）通过PCR技术使DNA分子大量复制时，若将一个用15N标记的模板DNA分子(第一代)放入试管中，以14N标记的脱氧核苷酸为原料，连续复制到第五代时，含15N 标记的DNA分子单链数占全部DNA总单链数的比例为。
（4）PCR技术不仅为遗传病的诊断带来了便利，而且改进了检测细菌和病毒的方法。若要检测一个人是否感染了艾滋病病毒，你认为可以用PCR扩增血液中的（）A．白细胞DNA B．病毒蛋白质 C．血浆抗体 D．病毒核酸
20．下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点，请回答下列问题：
（1）一个图1所示的质粒经SmaⅠ切割前后，分别含有个游离的磷酸基团。（2）若对图中质粒进行改造，插入的SmaⅠ酶切位点越多，其热稳定性越。（3）用图中的质粒和外源DNA构建重组质粒，不能使用Sm aⅠ切割，原因是
。
（4）与只使用EcoR I相比较，使用BamH Ⅰ和Hind Ⅲ两种限制酶同时处理质粒、外源DNA的优点在于可以防止。（5）为了获取重组质粒，将切割后的质粒与目的基因片段混合，并加入酶。（6）重组质粒中抗生素抗性基因的作用是为了。（7）为了从cDNA文库中分离获取蔗糖转运蛋白基因，将重组质粒导入丧失吸收蔗糖能力的大肠杆菌突变体，然后在的培养基中培养，以完成目的基因表达的初步检测。
1．2基因工程的基本操作程序答案
CAACB DBADB CABCB ACD ABC BCD
19（1）氢解旋碱基互补配对原则（2）高（3）1/16 （4） D 20（1）0、2
（2）高
（3）SmaⅠ会破坏质粒的抗性基因、外源DNA中的目的基因
（4）质粒和含目的基因的外源DNA片段自身环化
（5）DNA连接
（6）鉴别和筛选含有目的基因的细胞
（7）蔗糖为唯一含碳营养物质
专题一基因工程的基本操作程序 一、教材分析 《基因工程的基本操作程序》是专题1《基因工程》的第二节，也是《基因工程》的核心，上承《DNA重组技术的基本工具》，下接《基因工程的应用》。本节课主要介绍了基因工程的基本操作程序的四个步骤，教学内容多，难点多，最好化整为零、各个击破。 二、教学目标 1．知识目标： 简述基因工程原理及基本操作程序。 2．能力目标： 尝试设计某一转基因生物的研制过程。 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 基因工程基本操作程序的四个步骤。 2、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、学情分析
本节课内容较多，难点较多，学生学习起来有一定困难，所以之前应该要求学生做好预习，尽量采用化整为零、各个击破的教学策略。 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《基因工程的基本操作程序》，初步把握基因工程原理及基本操作程序。 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：2课时 八、教学过程 （一）预习检查、总结疑惑 检查学生落实预习的情况并了解学生的疑惑，使教学具有针对性。 （二）情境导入、展示目标 教师首先提问： （1）什么是基因工程（基因工程的概念） （2）DNA重组技术的基本工具有哪些（限制酶、DNA连接酶、载体）
第二章现《代生物技术》第一节《基因工程》 一、明确学习目标 1■举例说出基因工程的应用。 2■说出基因工程的原理及“工程菌”的培育过程。 3■关注转基因生物及其产品的安全性。 二、自主学习、合作探究 探究一：基因工程的原理 （一）仔细阅读课本P110-111并结合多媒体课件，了解“工程菌”的培育过程，并思考：1■人的生长激素基因在细菌细胞内得到了表达，这说明了什么问题？ 基因控制生物的_______________ ;人和细菌的遗传密码是可以___________________ 的2■利用“工程菌”生产人的生长激素，有哪些好处？ 细菌繁殖速度，产量且成本 3.以科学家把人的生长激素基因导入细菌为例，简要说明“工程菌”的培育过程。 （二）通过对工程菌的了解，我们对基因工程有了一定的认识，那么，什么是基因工程呢？请同学们阅读P111第一段，找出基因工程和转基因生物的概念。 1. 基因工程： 2. 转基因生物： 3. 试说转基因抗冻番茄的培育过程: 探究三：转基因生物的安全性 学生阅读P113有关知识，结合多媒体视频，思考：你认为转基因生物都是很安全的吗？如果市场上有出售转基因食品的，你是否购买？说出你的理由。 三、当堂达标 1. 科学家把美洲拟鲽抗冻蛋白质基因转入西红柿，成功培育出了抗冻西红柿。科学家 把上述基因转入西红柿所利用的生物技术是（） A.组缎培养 B. 嫁接技术 C. 发酵技术 D. 转基因技术 2■科学家研究的“乳房生物反应器”，从根本上改造的是（） A.动物的乳房B ?动物的食物C ?动物的基因D.动物的身体结构3■科学家经过多年的努力，创立了一种新兴的生物技术：基因工程。实施该工程的 最终目的是（） A.定向对DNA分子进行人工“剪切” B.在生物体外对DNA分子进行改造 C.定向改造生物的遗传性状 D.定向提取生物体的DNA分子 4■我国生物科学家已经成功的将人的血清白蛋白基因导入奶牛的受精卵细胞中，由这样的受精卵发育成的奶牛产的奶中含有人体血清白蛋白。这事实说明（）A细胞中的基因有显隐性之分B细胞中的基因是成对存在的 C生物的性状是由基因控制的D基因存在于细胞的染色体上 5■分析下列材料，回答相关问题： 甘薯（地瓜）是我国重要的能源作物之一，是许多地区生产燃料酒精的主要原料。甘薯主要成分淀粉的品质决定着它工业应用价值的大小。2009年10月，我国科学家 成功培育出淀粉品质改良的转基因甘薯，而且田间种植试验获得成功。请简要写出转基因甘薯的培育过程： 五、通过本节课的学习，你对转基因技术有了一定的了解，你有哪些收获呢? 探究二：基因工程的应用 学生阅读课本P112-113部分知识，再结合调查活动搜集的资料，小组内交流归纳说出转基因技术的优点。 六、假若你是因为生物技术人员你能否让细菌“吐出”蚕丝?
考点一基因工程的概念及操作工具(5年13考) (2015天津、福建、重庆、浙江、江苏；2014新课标、天津、北京、山东、江苏、海南；2013全国大纲卷、广东……) 一、基因工程的概念 基因工程的别名基因拼接技术或DNA重组技术 操作环境生物体外 操作对象基因 操作水平DNA分子水平 原理基因重组 基本过程剪切→拼接→导入→表达 结果人类需要的基因产物或生物类型 供体提供目的基因 受体表达目的基因 本质目的基因在受体体内的表达 优点可定向改造生物的遗传性状 二、DNA重组技术的基本工具 1．限制性核酸内切酶(简称：限制酶) ?? ? ?? 来源：主要从原核生物中分离 作用：割断两个核苷酸之间的磷酸二酯键 作用特点：专一性，即限制酶可识别特定的核苷酸序列 结果 ? ? ?错位切：产生两个相同的黏性末端 平切：形成平末端 2．DNA 常用类型E·coliDNA连接酶T4DNA连接酶 来源大肠杆菌T4噬菌体 功能连接黏性末端连接黏性末端或平末端 结果 都缝合磷酸二酯键，如图 3.载体 (1)种类：质粒、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等。 (2)质粒的特点 ?? ? ?? 能自我复制 有一个至多个限制酶切割位点 有特殊的标记基因
1．下图为限制酶和DNA连接酶的关系，据图回答： (1)限制酶和DNA连接酶的作用部位相同吗相同。 (2)DNA连接酶起作用时是否需要模板不需要。 2．探究载体所具条件的意义 条件意义 稳定并能自我复制目的基因稳定存在且数量可扩大 有一个至多个限制酶切割位点可携带多个或多种外源基因 具有特殊的标记基因便于重组DNA的鉴定和选择 基因工程操作工具的综合考查 导学号(经典高考题)根据基因工程的有关知识，回答下列问题： (1)限制性核酸内切酶切割DNA分子后产生的片段，其末端类型有________和________。 (2)质粒运载体用EcoRⅠ切割后产生的片段如下： AATT C……G G……CTTAA 为使运载体与目的基因相连，含有目的基因的DNA除可用EcoRⅠ切割外，还可用另一种限制性核酸内切酶切割，该酶必须具有的特点是______________________________。 (3)按其来源不同，基因工程中所使用的DNA连接酶有两类，即________DNA连接酶和 ________DNA连接酶。 (4)反转录作用的模板是________，产物是_____________________________________。 若要在体外获得大量反转录产物，常采用________技术。 (5)基因工程中除质粒外，________和________也可作为运载体。 (6)若用重组质粒转化大肠杆菌，一般情况下，不能直接用未处理的大肠杆菌作为受体细胞，原因是____________________________________________________________________。 名称作用部位作用底物作用结果 限制酶磷酸二酯键DNA将DNA切成两个片段 DNA连接酶磷酸二酯键DNA片段将两个DNA片段连接为一个DNA分子DNA聚合酶磷酸二酯键脱氧核苷酸DNA DNA酶磷酸二酯键DNA将DNA片段水解为单个脱氧核苷酸 解旋酶碱基对之间的氢键DNA将双链DNA分子局部分解为两条长链RNA聚合酶磷酸二酯键核糖核苷酸将单个核糖核苷酸依次连接到单链末端 (1)根据目的基因两端的限制酶切点确定限制酶的种类
1.3 基因工程的应用 学习目标 1.举例说出基因工程应用及取得的丰硕成果。(重难点) 2.关注基因工程的进展。(重点) 3.认同基因工程的应用促进生产力的提高。(重点) |基础知识| 植物基因工程的成果 1.植物基因工程技术主要用于提高农作物的抗逆能力，以及改良农作物的品质和利用植物生产药物等方面。 (1)抗虫转基因植物 ①杀虫基因种类：Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因等。 ②成果：抗虫植物：棉、玉米、马铃薯、番茄等。 (2)抗病转基因植物 ①植物的病原微生物：病毒、真菌和细菌等。 ②抗病基因种类：a.抗病毒基因：病毒外壳蛋白基因和病毒的复制酶基因。 b.抗真菌基因：几丁质酶基因和抗毒素合成基因。 ③成果：抗烟草花叶病毒的转基因烟草和抗病毒的转基因小麦、甜椒、番茄等。 (3)抗逆转基因植物 ①抗逆基因：调节细胞渗透压基因使作物抗碱、抗旱；鱼的抗冻蛋白基因使作物耐寒；抗除草剂基因，使作物抗除草剂。 ②成果：烟草、大豆、番茄、玉米等。 (4)利用转基因改良植物品质 ①优良基因：必需氨基酸的蛋白质编码基因、控制番茄果实成熟的基因和植物花青素代谢有关的基因。 ②成果：转基因玉米、转基因延熟番茄和转基因矮牵牛。 2.动物基因工程的成果
(1)提高动物的生长速度 ①生长基因：外源生长激素基因。 ②成果：转基因绵羊、转基因鲤鱼。 (2)改善畜产品的品质 ①优良基因：肠乳糖酶基因。 ②成果：转基因牛产生的牛奶，乳糖含量少。 (3)用转基因动物生产药物 ①基因来源：药用蛋白基因＋乳腺蛋白基因的启动子。 ②成果：乳腺生物反应器。 (4)用转基因动物作器官移植的供体 ①器官供体：抑制或除去抗原决定基因。 ②成果：利用克隆技术培育没有免疫排斥反应的猪器官。 3.基因工程药物 (1)来源：转基因工程菌。 (2)成果：人胰岛素、细胞因子、抗体、疫苗、激素等。 4.基因治疗 (1)概念：把正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的。 (2)成果：将腺苷酸脱氧酶基因导入患者的淋巴细胞。 |自查自纠| 1.科学家利用转基因技术培育了抗玉米螟玉米，种植该玉米的农田就不需要进行防虫管理了。(×) 2.利用转基因改良植物品质，目的基因一定是控制该性状的基因。(×) 3.基因工程育种比传统育种所需的时间短，并且可以解决远缘亲本难以杂交的问题。(√) 4.将人的干扰素基因重组到质粒后导入大肠杆菌，能获得产生人干扰素的菌株。(√) 5.通过基因工程生产干扰素与传统的生产方法相比较，患者的治疗费用大大提高了。(×)
高二年级生物选修三导学案（1） 专题1 基因工程 第1节 DNA 重组技术的基本工具 班级：___________________学号：_________________姓名： ____________________ 学习目标 1. 解释基因工程的概念 2. 说明三种基本工具的作用 3. 认同基因工程的诞生和发展离不开理论研究和技术支持 知识回顾 1、DNA 含有指导生物体生命活动的 基因 ，每个DNA 分子包含着成百上千个基因，基因控制 着 的合成。研究证实，遗传密码在动物、植物和微生物之间是 的。 2、DNA 的基本组成单位是 ，它包含3部分分别 是 、 、 。在右侧画出由A 、 T 、G 、C 四种碱基组成的四种核苷酸组成的DNA 分子的平面结 构图，并说出DNA 分子结构的特点： ① ② ③ 预习导学 一、基因工程概念 1、概念：基因工程又是指按照人们的意愿，进行严格的设计，并通过体外______________和_________________等技术，赋予生物以新的_______________，从而创造出更符合人们需要的新的_______________和________________。由于基因工程是在_____________________上进行设计和施工的，因此又叫做_____________。 2、理解： 操作环境： ；操作对象： ； 操作水平： ；基本过程___________________________________________ 实质：_______________________；结果：_____________________________。 二、DNA 重组技术的基本工具 1、“分子手术刀”——__________________________ ⑴来源：主要是从________________________________来的。 ⑵作用：能够识别双链DNA 分子的某种____________________________，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的__________________________断开。 ⑶结果：经限制酶切割产生的DNA 片段末端通常有两种形式：_______________和______________。 2、、“分子缝合针”——_________________________ ⑵ 作用结果：恢复被______________________切开的两个核苷酸之间的_______________,拼接成 新的DNA 分子。 3、“分子运输车”——___________________________________ ⑴种类：_______________、 ____________________、 _________________ ⑵载体具备的条件 ① 能够在受体细胞中进行______________，或整合到__________________上，随染色体DNA 进行 同步复制。 ② 有一个或多个___________切割位点，共外源基因插入。 ③ 具有特殊的________________________，共重组DNA 的鉴定和选择。 【质疑讨论】 1、从结构上分析，为什么不同生物的DNA 能够重组？ 2、原核生物中存在的限制酶有什么作用呢？想一想，为什么限制酶不切割自身的DNA ？ 【疑难解析】 连接酶 来源：_____________ 作用：只能“缝合”具有_____________双链DNA 片段 T 4DNA 连接酶 来源：_____________________ 作用：既可以“缝合”双链DNA 片段互补的__________，又可以“缝合”双链DNA 片段的____________ ⑴种类
1．3 基因工程的应用 1．举例说出基因工程的应用及取得的丰硕成果。(重点) 2.了解基因工程的进展。 3．了解基因工程在农业和医疗等方面的应用。(难点 ) 一、植物基因工程的成果(阅读教材P17～P20) 植物基因工程技术主要用于提高农作物的抗逆能力，以及改良农作物的品质和利用植物生产药物等方面。 1.抗虫和抗病转基因植物 抗虫转基因植物抗病转基因植物 基因 种类 Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基 因、淀粉酶抑制剂基因、植物凝集 素基因等 (1)抗病毒基因：病毒外壳蛋白基因和病毒 的复制酶基因； (2)抗真菌基因：几丁质酶基因和抗毒素合 成基因 成果 水稻、棉花、玉米、马铃薯、番茄 等 抗烟草花叶病毒的转基因烟草和抗病毒的 转基因小麦、甜椒、番茄等意义减少化学农药的使用，降低生产成本，减少环境污染等 2 (1)抗逆基因：调节细胞渗透压的基因使作物抗盐碱、抗干旱；鱼的抗冻蛋白基因使作物耐寒；抗除草剂基因使作物抗除草剂。 (2)成果：烟草、大豆、番茄、玉米等。 3．利用转基因改良植物的品质
植物基因工程成果表现 “三抗一优良”，三抗是指“抗虫”“抗病”和“抗逆”，一优良是指转入的优良基因表达的性状表现优良。 二、动物基因工程的前景(阅读教材P20～P21) 应用项目基因来源成果提高动物的生长速度外源生长激素基因转基因绵羊、转基因鲤鱼 改善畜产品的品质肠乳糖酶基因转基因牛分泌的乳汁中乳糖含量少 转基因动物生产药物药用蛋白基因＋乳腺蛋白基 因的启动子 乳腺(房)生物反应器 转基因动物作器官移植的供体抑制或除去抗原决定基因 利用克隆技术培育没有免疫 排斥反应的猪器官2123 1.药物来源：转基因的“工程菌”。 2.成果：重组人胰岛素、细胞因子、抗体、疫苗、激素等。 四、基因治疗(阅读教材P23～P24) 1.概念：把正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的。 2．成果：将腺苷酸脱氨酶基因转入患者淋巴细胞中，治疗复合型免疫缺陷症。 3．方法 (1)体外基因治疗：先从病人体内获得某种细胞，如T淋巴细胞，进行培养。然后，在体外完成基因转移，再筛选成功转移的细胞扩增培养，最后重新输入患者体内。 (2)体内基因治疗：直接向人体组织细胞中转移基因的治病方法。 连一连 判一判 (1)转基因抗虫棉的Bt毒蛋白基因能抗病毒、细菌、真菌。(×) (2)“转基因植物”是指植物体细胞中出现了新基因的植物。(×)
一、教材分析 《基因工程的基本操作程序》是专题1《基因工程》的第二节，也是《基因工程》的核心，上承《DNA重组技术的基本工具》，下接《基因工程的应用》。本节课主要介绍了基因工程的基本操作程序的四个步骤，教学内容多，难点多，最好化整为零、各个击破。 二、教学目标 1．知识目标： 简述基因工程原理及基本操作程序。 2．能力目标： 尝试设计某一转基因生物的研制过程。 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 基因工程基本操作程序的四个步骤。 2、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、学情分析 本节课内容较多，难点较多，学生学习起来有一定困难，所以之前应该要求学生做好预习，尽量采用化整为零、各个击破的教学策略。 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《基因工程的基本操作程序》，初步把握基因工程原理及基本操作程序。 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：2课时 八、教学过程 （一）预习检查、总结疑惑 检查学生落实预习的情况并了解学生的疑惑，使教学具有针对性。 （二）情境导入、展示目标 教师首先提问： （1）什么是基因工程？（基因工程的概念） （2）DNA重组技术的基本工具有哪些？（限制酶、DNA连接酶、载体） （3）运载体需要具备哪些条件？（有一个或多个限制酶切割位点；有标记基因；能在受体细胞中稳定存在并自我复制或者整合到受体细胞染色体DNA上随染色体DNA的复制而同步复制） 上节课我们学习了DNA重组技术的基本工具，本节课我们将继续学习《基因工程》的核心内容——基因工程的基本操作程序。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
高中生物 1.2 基因工程导学案新人教版必修3 一、基础填空： 1、基因工程概念基因工程又叫或。它是按照人们的意愿，把一种生物的个别基因复制出来，加以修饰改造，然后放到的细胞里，生物的遗传性状。 2、基因的操作工具（1）基因的剪刀一种限制酶只能识别特定的核苷酸序列，并在特定的位点切割DNA分子。（2）基因的针线把两条DNA末端之间的缝隙“缝合”起来。（3）基因的运输工具运载体能够在宿生细胞中复制并稳定保存，具有多个限制酶切点，具有标记基因。常见的运载体有、、等。 3、基因操作的基本步骤（1）提取目的基因有两条途径： 和。（2）目的基因与运载体结合用酶处理目的基因和运载体，而后加入DNA连接酶，使目的基因载入到运载体中，形成。（3）将目的基因导入受体细胞重组DNA导入受体细胞。（4）目的基因的检测与表达根据判断目的基因导入与否；根据受体细胞表现出特定的判断目的基因的表达与否。 二、单选题： 1、下列不属于获取目的基因的方法是 A、“鸟枪法” B、转录法 C、反转录法
D、根据已知氨基酸序列合成法 2、下列哪项不是基因工程中经常使用的用来运载目的基因的载体 A、细菌质粒 B、噬菌体 C、动植物病毒 D、细菌核区的DNA 3、（xx全国卷Ⅰ3）镰刀型细胞贫血症的病因是血红蛋白基因的碱基序列发生了改变。检测这种碱基序列改变必须使用的酶是（） A、解旋酶 B、DNA连接酶 C、限制性内切酶 D、RNA聚合酶 4、（xx全国卷Ⅲ5）科学家通过基因工程的方法，能使马铃薯块茎含有人奶主要蛋白。以下有关基因工程的叙述，错误的是（） A、采用反转录的方法得到的目的基因有内含子 B、基因非编码区对于目的基因在块茎中的表壳是不可缺少的 C、马铃薯的叶肉细胞可用为受体细胞 D、用同一种限制酶，分别处理质粒和含目的基因的DNA，可产生粘性末端而形成重组DNA分子
课型：新授主备：同备审批: 7/13/2013 第6章从杂交育种到基因工程 第2节基因工程 【学习目标】1.简述基因工程的基本原理 2.举例说出基因工程在农业、医药等领域的应用 3.关注转基因生物和转基因食品的安全性 【学习重点】1. 基因工程的基本原理 【学习难点】基因工程的基本原理 【学习过程】 一、基因工程的基本原理 （一）、基因工程的概念 基因工程又叫做或。通俗地说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的。 【思考】 为什么不同生物的基因可以相互转移？转基因生物是否产生了新基因和新型蛋白质？ （二）、基因工程的工具 基因的“剪刀”—— 一种限制酶只能识别特定的核苷酸序列，并在的切点上切割DNA分子。【思考】 要获得某个特定性状的基因必须要用限制酶切几个切口？可产生几个黏性末端？ 被同一种限制酶切断的几个DNA是否具有相同的黏性末端？ 【练一练】试写出下列序列受EcoRI限制酶作用后的黏性末端 基因的“针线”—— “缝合”__________和_________交替连接而构成的DNA骨架上的缺口。 【思考】DNA连接酶连接的是两个脱氧核苷酸分子的什么部位？
基因的运载体目前常用的运载体有________、________和______________等。 质粒存在于中,是拟核或细胞核外能够________的______________分子。 （三）、基因工程的操作步骤 目的基因、目的基因与结合、将目的基因、目的基因的和 【思考】 目的基因和质粒为什么要用同一种限制酶切割？限制酶和DNA连接酶作用的位点相同吗？用DNA连接酶讲目的基因与运载体结合时，有其他不同的结合情况吗（两两结合时）？ 二、基因工程的应用 1、基因工程与作物育种 人们培育出的转基因作物和转基因动物主要有 ___________________________ ___ _____ ____ ____________________________________ __ 2、基因工程与药物研制 转基因药物有：________、________、________、________、________、________、________、________、________。 三、转基因生物和转基因食品的安全性 两种观点：__________________________________和_______________________________ ［课堂小结］ 【自我检测】 1．不属于基因工程方法生产的药物是（） A.干扰素 B.白细胞介素 C.青霉素 D.乙肝疫苗 2．质粒是基因工程最常用的运载体，它的主要特点是（） ①能自主复制②不能自主复制③结构很小④蛋白质⑤环状RNA分子 ⑥环状DNA ⑦能“友好”地“借居”
考点一 基因工程的概念及操作工具(5年13考) (2015天津、福建、重庆、浙江、江苏；2014新课标、天津、北京、山东、江苏、海南；2013全国大纲卷、广东……) 一、基因工程的概念 二、DNA 1．限制性核酸内切酶(简称：限制酶) ????? 来源：主要从原核生物中分离作用：割断两个核苷酸之间的磷酸二酯键 作用特点：专一性，即限制酶可识别特定的核苷酸序列 结果??? 错位切：产生两个相同的黏性末端 平切：形成平末端 2．DNA 连接酶 都缝合磷酸二酯键，如图 3.载体 (1)种类：质粒、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等。
(2)质粒的特点????? 能自我复制有一个至多个限制酶切割位点有特殊的标记基因 1．下图为限制酶和DNA 连接酶的关系，据图回答： (1)限制酶和DNA 连接酶的作用部位相同吗？相同。 (2)DNA 连接酶起作用时是否需要模板？不需要。 2．探究载体所具条件的意义 基因工程操作工具的综合考查 导学号67241264(经典高考题)根据基因工程的有关知识，回答下列问题： (1)限制性核酸内切酶切割DNA 分子后产生的片段，其末端类型有________和________。 (2)质粒运载体用EcoR Ⅰ切割后产生的片段如下： AATT C ……G G ……CTTAA 为使运载体与目的基因相连，含有目的基因的DNA 除可用EcoR Ⅰ切割外，还可用另一种限制性核酸内切酶切割，该酶必须具有的特点是______________________________。 (3)按其来源不同，基因工程中所使用的DNA 连接酶有两类，即________DNA 连接酶和________DNA 连接酶。 (4)反转录作用的模板是________，产物是_____________________________________。 若要在体外获得大量反转录产物，常采用________技术。 (5)基因工程中除质粒外，________和________也可作为运载体。 (6)若用重组质粒转化大肠杆菌，一般情况下，不能直接用未处理的大肠杆菌作为受体细胞，原因是____________________________________________________________________。 1．限制酶、DNA 连接酶、DNA 聚合酶等相关酶的分析比较
《1.3 基因工程的应用》导学案 【学习目标】1、列举基因工程在植物、动物、微生物方面的具体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。 【学习重点】基因工程在农业和医疗等方面的应用； 【学习难点】基因治疗。 【自主学习】 一、植物基因工程的成果： （一）抗虫转基因植物 1．杀虫基因种类： 2．成果：抗虫植物：棉、玉米、马铃薯、番茄等。 (二)抗病转基因植物 1．植物的病原微生物 2．抗病基因 (1)抗病毒基因(2)抗真菌基因：(3)成果： (三)抗逆转基因植物 1．抗逆基因： 2．成果： (四)转基因改良植物品质 1．优良基因： 2．成果： 二、动物基因工程的成果 (一)提高动物的生长速度 1．生长基因 2．成果 (二)改善畜产品的品质 1．优良基因：。 2．成果： (三)转基因动物生产药物 1．基因来源： 2．成果： (四)转基因动物作器官移植的供体 1．器官供体： 2．成果： 三、基因工程药物 1．来源： 2．成果： 四、基因治疗 1．概念： 2．成果： 【探究活动一】 1 转基因植物有哪些方面的应用？ 2抗虫和抗病基因主要有哪些？ 3转基因植物如何改良作物的品质？ 【探究活动二】 1转基因动物有哪些方面的应用？ 2如何用转基因动物生产药物？ 3转基因动物做器官移植的供体有什么优点？ 【探究活动三】
1如何利用基因工程生产胰岛素和干扰素？ 2什么是基因治疗？这种方法可以治疗一切遗传病吗？ 【巩固练习】： 一、选择题： 1、切取某动物合成生长激素的基因，用某种方法将此基因转移到鲇鱼的受精卵中，从而鲇鱼比同类个体大3～4倍，此项研究遵循的原理是( ) A．基因突变，DNA→RNA→蛋白质 B．基因工程，DNA→tRNA→蛋白质 C．细胞工程，DNA→RNA→蛋白质 D．基因重组，DNA→RNA→蛋白质 2、上海医学遗传研究所成功培育出第一头携带人白蛋白基因的转基因牛。他们还研究出一种可大大提高基因表达水平的新方法，使转基因动物乳汁中的白蛋白提高了30多倍，这标志着我国转基因研究向产业化的目标迈进了一步。那么“转基因动物”是指( ) A．提供基因的动物 B．基因组成中转人了外源基因的动物 C．能产生白蛋白的动物 D．能表达基因遗传信息的动物 3．下列各项不属于基因工程在实际中的应用的是( ) A．转基因抗虫棉的培育成功 B．利用DNA探针检测饮用水中有无病毒 C．培育工程菌使之能产生胰岛素 D．将C4植物细胞内的叶绿体移入C3植物细胞内 4．有关基因工程的成果及应用的说法正确的是( ) A．用基因工程方法培育的抗虫植物也能抗病毒 B．基因工程在畜牧业上应用的主要目的是培养体型巨大、品质优良的动物 C．基因工程在农业上的应用主要是培育高产、稳产、品质优良和具有抗逆性的农作物 D．目前，在发达国家，基因治疗已用于临床实践 【课堂总结】 1这节课你学到了什么？ 2各小组表现情况如何？ 【作业】 同步练习册9-12页
基因工程的基本操作程序 教案 Prepared on 24 November 2020
专题一基因工程的基本操作程序 一、教材分析 《基因工程的基本操作程序》是专题1《基因工程》的第二节，也是《基因工程》的核心，上承《DNA重组技术的基本工具》，下接《基因工程的应用》。本节课主要介绍了基因工程的基本操作程序的四个步骤，教学内容多，难点多，最好化整为零、各个击破。 二、教学目标 1．知识目标： 简述基因工程原理及基本操作程序。 2．能力目标： 尝试设计某一转基因生物的研制过程。 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 基因工程基本操作程序的四个步骤。 2、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、学情分析
本节课内容较多，难点较多，学生学习起来有一定困难，所以之前应该要求学生做好预习，尽量采用化整为零、各个击破的教学策略。 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《基因工程的基本操作程序》，初步把握基因工程原理及基本操作程序。 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：2课时 八、教学过程 （一）预习检查、总结疑惑 检查学生落实预习的情况并了解学生的疑惑，使教学具有针对性。 （二）情境导入、展示目标 教师首先提问： （1）什么是基因工程（基因工程的概念） （2）DNA重组技术的基本工具有哪些（限制酶、DNA连接酶、载体）（3）运载体需要具备哪些条件（有一个或多个限制酶切割位点；有标记基因；能在受体细胞中稳定存在并自我复制或者整合到受体细胞染色体DNA 上随染色体DNA的复制而同步复制）
专题五遗传的分子基础 时间2０１8-２-２4 第二部分基因工程 一、考纲要求： 1、基因工程的诞生(Ⅰ） 2、基因工程的原理及技术(含PCR技术)（Ⅱ） 3、基因工程的应用（Ⅱ） 4、蛋白质工程（Ⅰ) 二、知识网络： 三、课本填空： 【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。 基因工程的原理是 (一）基因工程的基本工具：限制酶、ＤＮA连接酶、载体 １．“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（简称为限制酶) (1)来源:主要是从中分离纯化出来的。（真核生物中也有,如：酵母菌） （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断开,因此具有专一性。 大多数限制酶的识别序列由6个核苷酸组成,少数也有4、5、8个组成。（3)结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：和。 2.“分子缝合针”——ＤNA连接酶 (１)两种DNA连接酶（DNA连接酶和DＮA连接酶）的比较： ①相同点：都缝合磷酸二酯键。
②不同点：E·coｌｉDNA连接酶来源于大肠杆菌，只能将双链ＤNA片段互补的 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,或整合到染色体DNA上，随染色体DNＡ进行 同步复制。 ②具有一至多个,供外源DNA片段插入。 ③具有，供重组DNA的鉴定和选择。（注意:标记基因不一定都 是抗性基因） （２)最常用的载体是,它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌拟核ＤNA之外，并具有自我复制能力的双链状DNA分子。（天然质粒常需进行人工改造） (3）其它载体: 、 (二)基因工程的基本操作程序: 基因工程的操作程序主要包括四个步骤:、 、、 第一步:目的基因的获取 1.目的基因主要是指: 编码的结构基因。也可以是一些具有。 2．目的基因可以从已有的物种中分离出来,也可以用人工的方法合成。原核基因常采取直接分离获得，真核基因常采用人工合成。 3.目前常用的获取目的基因的方法有以下几种: ⑴从基因文库中获取目的基因： 基因文库分为文库(含一种生物的所有基因)和文库（含一种生物的一部分基因，如：ｃDNA文库） ⑵ＰCR技术扩增目的基因 ①原理： ②过程：第一步:加热至90~9５℃ＤNA解链;(高温变性) 第二步：冷却到5５～6０℃，引物结合到互补DＮA链；(低温退火) 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。 (室温延伸） ⑶此外，如果基因比较小,核苷酸序列又已知,也可以通过ＤNA合成仪用方法直接人 工合成。 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:五部分
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：
6.2基因工程及其应用教学设计案例 基因工程及其应用 --案例 一、教学目标的确定 课程标准中与本节内容相对应的具体内容标准是："关注转基因生物和转基因食品的安全性"，这也是本节要达成的主要教学目标。课程标准并未明确指出本章要讲述基因工程的内容，考虑到本章教材知识体系的完整性，以及学生达成上述目标所需要的知识基础，本节还将"简述基因工程的基本原理"，"举例说出基因工程在农业、医药等领域的应用"作为教学目标。 二、--思路 第一课时--流程图如下。 第二课时--流程图 如下。 三、教学实施的程序 教师组织引导 学生活动 教学意图 教师通过图 片和音像资料展示基因工程产品，如种子、水果、疫苗或药物等，
引入课题。教师利用"问题探讨"，提出问题，组织学生讨论、交流看法。 ·为什么能把一种生物的基因"嫁接"到另一种生物上？ ·推测这种"嫁接"怎样才能实现？ ·这种"嫁接"对品种的改良有什么意义？ 教师小结：从杂交育种的局限性切入，人类可以利用基因工程技术按照自己的意愿直接定向改变生物。说明本节教学目标。 教师肯定学生合理的想法，引发思考。 "你的想法很好，可是用什么样的方法才能实现你的设想呢？" 教师用类比的方法引导学生思考基因工程的大致步骤和所需要的工具：剪刀、针线、运载体等。并用问题启发学生："你能想像这种‘剪刀加浆糊’式的‘嫁接’工作在分子水平的操作，其难度会有多大吗？" 以ecor i为例，构建重组dna分子模型，体会基因的剪切、拼接、缝合的道理。教师交代清楚ecor i是已发现的500多种限制性内切酶中的一种，它是一种从细菌中发现的能在特定位置上切割dna分子的酶。它的特殊性在于，它在dna 分子内部"下剪刀"，专门识别dna分子中含有的"gaattc"这样的
“基因工程的基本操作程序”教学设计 1 教材分析 《基因工程的基本操作程序》是人教版选修3专题1基因工程中第2节内容，本节是《基因工程》专题的核心，上承《DNA重组技术的基本工具》一节，下接《基因工程的应用》。 对于基因工程，学生接触得很少，文字描述中会感到抽象，为此，教材中采用形象化得呈现方式简述了基因工程基本操作程序的四个步骤。例如，基因文库中把基因组文库比作国家图书馆，而把cDNA文库比作某市图书馆，这样便于学生理解和掌握。此外，在教材处理中还呈现主干，割舍枝杈，将非主干内容以《生物技术资料卡》、《拓展视野》等方式呈现，做到有主有次。 2 学情分析 学生经过上一节的学习已经掌握DNA重组技术所需三种基本工具的作用及基因工程载体所需条件等知识，具备学习基因工程的基本操作程序一节的基础；而且经过一年必修教材的学习，学生的生物基础知识较扎实，思维的目的性、连续性和逻辑性已初步建立。但基因工程一节对学生来说难点较多，如果处理不好，会变成简单的死记硬背。因此在教学过程中，应在教师引导下适时加强学生解决问题和运用概念图等生物学语言归纳结论等方面的能力。 3 教学目标 3.1 知识目标 ⑴简述基础理论研究和技术进步催化了基因工程 ⑵简述基因工程的原理和基本步骤 3.2 能力目标 ⑴学会运用概念图总结基因工程的基本步骤及方法 ⑵尝试运用基因工程原理，提出解决某一实际问题的方案 3.3 情感态度与价值观 ⑴关注基因工程的发展 ⑵认同基因工程的应用促进生产力的提高 4 教学重点与难点 4.1 教学重点基因工程基本操作程序的四个步骤 4.2 教学难点 ⑴从基因文库中获取目的基因 ⑵利用PCR技术扩增目的基因 5 教学整体思路 采用从“整体-部分-整体”的教学思路，首先引用基因工程案例使学生从整体上了解基因工程的四个步骤，其次采用分步探究的形式帮助学生理解各个步骤的原理、方法和过程，最后教师引导学生用概念图将所学的知识从整体上再次整合。
1.2基因工程的基本操作程序（第1课时） 学习目标： 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 学习重点： 基因工程基本操作程序的四个步骤。 学习难点： 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。 课前案 自主学习【学法指导】 1．通读课本P8-P16，勾画重点。 2．再读课本，独立完成下列问题（要求：能准确写出关键词与句，以课本为准） 一、基因工程的基本操作程序简述 ①目的基因的；②的构建； ③将目的基因；④目的基因的。 二、目的基因的获取： 1、目的基因：符合人们需要的，主要指编码蛋白质的，也可以是一些具有作用的因子。2．获取目的基因的方法 （1）从基因文库中获取目的基因 ①基因文库：将含有某种生物不同基因的许多，导人受体菌的群体中，各个受体菌 分别含有这种生物的不同基因，称为基因文库。 基因组文库：含有一种生物的基因 ②种类 cDNA文库：含有一种生物的基因 ③目的基因的获取 根据基因的有关信息：基因的序列、基因在上的位置、基因的产物mRNA、基因的产物蛋白质等特性获取目的基因。 （2）利用PCR技术扩增目的基因。 ① PCR：是一项在生物体外特定DNA片段的核酸合成技术。 ②条件：已知目的基因的序列。 ③过程：目的基因DNA受热形成，与结合，然后在____的作用下进行延伸 形成DNA。 ④方式：指数扩增=2n（n为扩增循环的次数） （3）人工合成法：基因较，序列已知，可以人工合成。 三、基因表达载体的构建 1、表达载体的组成：目的基因+ + +标记基因等。 2、启动子：位于基因的，它是结合的部位，驱动基因转录产 生mRNA。 3、终止子：位于基因的，终止。 4、表达载体的功能：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且给下一代；使目的基因 和发挥作用。 5、标记基因：受体细胞是否含有目的基因。 【自主小结】 1.基因工程的基本操作程序： 2.目的基因的获取方法：（1）（2） （3）
高一（生物）基因工程及其应用(第1课时)学案 编制人初审人审核人编制时间 5月20日 班级姓名第小组 【学习目标】: 1.简述基因工程的基本原理； 2.说出基因工程的基本工具 3 简述基因工程的基本操作步骤 【问题导学】: 学点1.基因工程的概念：阅读课本P102第2段回答下面的问题: 1. 基因工程又叫技术或技术。通俗地说，就是按照人们的意愿，把一种生物的提取出来，加以，然后放到另一种生物的细胞里，地改造生物的。 2.精读概念，想一想基因工程为什么又叫基因拼接技术”？ 学点2. 基因工程的工具: : ﹙1﹚基因的“剪刀”：学习课本P102第3段回答下面的问题 ①基因的“剪刀”是指：（简称__________） 一种限制酶只能识别特定的核苷酸序列，并在的切点上切割DNA分子。 ②EcoRⅠ限制酶识别的特定序列是什么?在哪个部位将序列切开? ③什么是黏性末端？不同的酶切出的黏性末端是否相同?这体现了酶的哪种特性? 【试一试：】试写出下列序列受EcoRⅠ限制酶作用后的粘性末端 CTTCAT GAATTC CCTAA GAAGTA CTTAAG GGATT （2）、基因的“针线”：阅读课本P103第1段回答下面的问题 ①基因的“针线”是指_______ 它可以“缝合”和交替 连接而构成的DNA骨架上的缺口。 ②DNA连接酶作用的部位是氢键吗？ 【试一试：】请在右图中标出DNA连接酶连接的部位。 （3）、基因的“运载体”：阅读课本P103第2段回答下面的问题 ①基因工程中，目前常用的运载体有________、________和______________等。 质粒存在于中，是拟核或细胞核外能够的分子。 ②运载体的作用是什么？质粒的本质是什么？ 学点3. 基因工程的操作步骤：阅读课本P103第3段思考下面的问题 ①什么是目的基因? ②提取目的基因时需要对目标DNA切割几次才能获得目的基因？ ③目的基因与运载体结合时需要对质粒切割几次？ ④切取目的基因和运载体时是否需要使用相同的限制酶？为什么？ ⑤基因工程操作的一般步骤为：__________________、目的基因与___________结合、将目的基因导入_________________、目的基因的________和________。 【小试牛刀】：重组DNA分子的模拟操作(以小组为单位,合作完成)