基因工程的基本操作程序教案

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- 1 - 第2节 基因工程的基本操作程序

课标内容要求 核心素养对接

阐明基因工程的基本操作程序主要包括目的基因的筛选与获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞和目的基因的检测与鉴定。 1。科学思维：结合生产实例，举例说出基因工程的基本操作程序。

2．科学探究：针对人类生产和生活的某一需求，尝试提出初步的基因工程构想，完成初步设计。

一、目的基因的筛选与获取

1．目的基因

(1）概念:用于改变受体细胞性状或获得预期表达产物等的基因。

(2）实例:培养转基因抗虫棉用到的目的基因是Bt抗虫蛋白基因.

2．筛选合适的目的基因

(1)较为有效的方法：从相关的已知结构和功能清晰的基因中进行筛选。

（2)实例:在培育转基因抗虫棉之前，科学家不仅掌握了Bt323

- 2 - 基因的序列信息，也对Bt基因的表达产物—-Bt抗虫蛋白有了较为深入的了解。

（3)认识基因结构和功能的技术方法：DNA测序技术、遗传序列数据库、序列比对工具。

3．利用PCR获取和扩增目的基因

(1)PCR的含义：PCR是聚合酶链式反应的缩写，它是一项根据DNA半保留复制的原理，在体外提供参与DNA复制的各种组分与反应条件，对目的基因的核苷酸序列进行大量复制的技术.

(2）条件：DNA模板、分别与两条模板链结合的2种引物、四种脱氧核苷酸、耐高温的DNA聚合酶。

（3)过程：

①变性：温度上升到90 ℃以上，目的基因DNA受热变性后解为单链.

②复性：温度下降到50 ℃左右时，两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合。

③延伸：温度上升到72 ℃左右时，溶液中四种脱氧核苷酸在耐高温的DNA聚合酶的作用下加到引物的3′端合成子链.

④重复循环多次。

（4）结果：每次循环后目的基因的量增加一倍，即成指数形323

- 3 - 式扩增(约为2n)。

二、基因表达载体的构建

1．构建基因表达载体的目的

(1）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。

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）

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）

“基因工程的基本操作程序”教学设计

教学目标：

1.了解基因工程的基本原理和操作步骤；

2.掌握基因工程实验中的基本操作技能；

3.培养学生的实验操作能力和科学态度。

教学内容：

1.基因工程的基本概念和原理；

2.基因工程实验的基本操作步骤；

3.基因工程实验的常见技术和工具；

4.基因工程实验的应用案例。

教学方法：

1.讲授法：通过课堂讲解，让学生了解基因工程的基本概念、原理和操作步骤；

2.示范法：通过实验室实际操作示范，让学生亲自参与实验；

3.讨论法：通过小组讨论，促进学生的思维交流和合作学习；

4.实践法：通过实验室实践，提高学生的实验操作能力。

教学过程：

第一课时：基因工程的基本概念和原理 1.引入新知识：通过展示一些基因工程的应用案例，激发学生的学习兴趣；

2.介绍基因工程的基本概念和发展历程；

3.讲解基因工程的核心原理：剪切、连接和转化；

4.讲解常见的基因工程实验技术和工具：PCR、电泳、质粒等。

第二课时：基因工程实验的基本操作步骤

1.回顾上节课的内容：复习基因工程的基本概念和原理；

2.讲解基因工程实验的基本步骤：DNA提取、PCR扩增、酶切、连接、转化、筛选等；

3.示范实验操作：通过实验室讲台示范，向学生展示基因工程实验的操作步骤；

4.学生操作训练：分小组进行实验操作训练，帮助学生熟悉实验操作流程。

第三课时：基因工程实验的常见技术和工具

1.复习上节课的内容：复习基因工程实验的基本操作步骤；

2.讲解基因工程实验中常用的技术和工具：如PCR、限制酶切、基因文库、荧光素检测等；

3.分组讨论：学生分小组进行讨论，研究各种技术和工具的原理和应用；

4.学生实验小结：每个小组汇报讨论结果，并总结各种技术和工具的优缺点。 第四课时：基因工程实验的应用案例

1.引入新知识：通过介绍基因工程在农业、医学等领域的应用案例，引发学生的思考；

2.研究案例：学生分小组研究一些基因工程应用案例，了解该案例的实验步骤和原理；

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）