基因表达载体教学设计

基因的表达教学设计方案【教学重点、难点、疑点及解决办法】1．教学重点：染色体、DNA和基因三者之间的关系和基因的本质。

2．教学难点：基因控制蛋白质合成的过程和原理。

3．教学疑点：（1）蛋白质和性状的关系。

（2）DNA的两条链都能转录吗？4．解决办法：（1）强调是重要的基本概念，引起学生重视。

（2）加强三者之间关系的举例与解析。

（3）配合图示（课本第12页图6－7）说明染色体和基因间的关系。

（4）重视学生阅读、理解和记忆。

（5）对遗传效应的内容要举例解释清楚。

（1）运用蛋白质合成示意图形象说明转录、翻译的场所、模板、原料、工具等；（2）对RNA和DNA的组成进行比较，RNA的种类及每种RNA的功能要举例讲清楚；（3）注意t RNA的反密码子和所携带的氨基酸的密码子不要混淆；（4）对3种碱基互补配对原则“要挑出来讲明用途”；（5）用电报的信息转换类比说明转录、翻译的概念。

（1）蛋白质与性状——举例说明不同的蛋白质结构就是不同的性状。

基因控制蛋白质的合成，就是控制性状。

（2）DNA的两条链都能转录吗？——不能。

对还有疑问的学生用DNA结构挂图或书中的插图讲解说明两条链方向不同。

（注：转录的只是其中一条链即35－55链，这在DNA的立体结构中已埋下伏笔）。

【课时安排】 2课时。

【教学过程】第一课时引言：DNA分子是怎样控制遗传性状的呢？现代遗传学的研究认为，基因是决定生物性状的基本单位。

那么，基因与DNA有什么关系呢？1．基因是有遗传效应的DNA片段讲述：每个染色体含有一个DNA分子，每个DNA分子有很多基因，基因是什么？（l）基因的概念：基因是控制生物性状的遗传物质的功能单位和结构单位，是有遗传效应的DNA片段。

此概念有三个要点：①基因是有遗传效应的DNA片段这就是说，基因是DNA的片段，但必须具有遗传效应（指具有复制、转录、翻译、重组突变及调控等功能）。

有的DNA片段属间隔区段，没有控制性状的作用，这样的DNA片段就不是基因。

基因治疗中的表达载体构建与优化方法基因治疗是一种新兴的治疗方法，通过将修饰过的基因导入患者体内，以实现对疾病基因的修复或替代。

在基因治疗中，表达载体的构建和优化是关键的一步，它决定了基因在患者体内的表达效率和稳定性。

本文将介绍基因治疗中常用的表达载体构建与优化方法。

表达载体是将目标基因导入细胞内进行表达的工具。

常见的表达载体主要包括质粒和病毒载体。

质粒是一种双链DNA分子，它可以自主复制和表达携带的基因。

病毒载体是一种利用病毒基因表达机制的表达工具，常见的病毒载体有腺病毒、逆转录病毒和腱病毒等。

表达载体的选择应根据具体的治疗目标、基因大小和细胞类型等因素进行考虑。

表达载体的构建是基因治疗中的关键一步。

首先，需要将目标基因克隆到合适的表达载体中。

这可以通过PCR扩增目标基因，然后利用限制性内切酶进行酶切，并将目标基因与表达载体连接。

常用的连接方法有限制性内切酶切和连接、PCR聚合、Ligase连接等。

连接完成后，需要进行质粒或病毒载体的复制，以获得足够多的表达载体。

表达载体的优化是为了提高基因在患者体内的表达效率和稳定性。

优化的方法有很多种，下面将介绍几种常见的方法。

首先，可以通过调整启动子和增强子的选择来提高基因表达效率。

启动子是调控基因转录的序列，它的选择可以影响基因的表达水平。

常用的启动子有CMV启动子、EF1α启动子和PGK启动子等。

增强子可以增加基因的表达水平，常用的增强子有CMV增强子、SV40增强子和EF1α增强子等。

通过合理选择启动子和增强子的组合，可以提高基因在细胞内的表达水平。

其次，可以通过改变表达载体的拓扑结构来提高基因表达效率。

常用的方法有线性化质粒和环形质粒之间的选择。

线性化质粒在导入细胞内后，可更容易与细胞内的转录因子结合，从而促进基因的表达。

环形质粒则具有更好的稳定性，在不进一步构建的情况下，可以长期保持在细胞内。

此外，还可以通过引入信号序列来优化基因的靶向表达。

信号序列是一段具有特定功能的氨基酸序列，能够促使基因产物在细胞中的定位和分泌。

第1课时目的基因的获得、基因表达载体的构建图文，驾驭获得目的基因的两种方法。

2.结合教[目标导读] 1.阅读教材P72～74图4－11，理解基因表达载体的构建过程。

材P77[重难点击] 1.目的基因的含义与常用获得方法。

2.基因表达载体的构建。

3.大肠杆菌质粒的提取。

抑制疾病传播的转基因蚊子巴西等拉美国家深受致倦库蚊的危害。

致倦库蚊可携带多种病毒和寄生虫，能够传播脑炎、丝虫等传染病，而这些传染病常年在拉美国家肆虐。

为了抑制疾病的传播，巴西科学家培育出了一种转基因雄性致倦库蚊。

科学家在雄性致倦库蚊体内植入一种特别基因，当具该基因的转基因雄蚊与野生雌蚊交配时，这种基因可以进入雌蚊的基因组，并使雌蚊死亡，从而削减了该种蚊子的数量，达到抑制疾病传播的目的。

怎样才能最终得到转基因雄蚊呢？让我们一起来学习基因工程的基本操作程序吧！一、目的基因的获得1．目的基因：是指人们所须要的进行探讨的基因，如抗虫基因、抗病基因等。

2．获得目的基因的方法(1)化学合成法①概念：利用化学反应干脆合成基因。

②适用条件：已知核苷酸序列的、相对分子质量较小的目的基因。

③仪器：自动合成仪。

④缺点：成本昂贵，不适用于序列未知的目的基因。

(2)从基因组中干脆分别法——鸟枪法(如图所示)(3)扩增：在驾驭了目的基因的部分或全部信息后，可以设计引物，利用扩增仪(仪)干脆扩增目的基因。

(4)反转录法以为模板，借助反转录酶，通过仪合成与序列互补的片段，然后在聚合酶的作用下合成双链，从而获得所须要的目的基因。

如图表示基因工程中获得水稻某目的基因的不同方法。

据图分析：1．图示分别是哪种方法？是在体内还是体外进行的？答案三种方法分别是：反转录法、干脆分别法和化学合成法，都是在体外进行的。

2．三种方法都须要酶，分别是哪些酶？答案方法a须要反转录酶和聚合酶；方法b须要限制性内切酶；方法c须要聚合酶。

3．三种方法获得的目的基因的碱基对的排列依次都相同吗？答案不都相同。

《基因工程的基本操作程序》教案一、教学目标1. 了解基因工程的基本概念及应用领域。

2. 掌握基因工程的基本操作程序及技术原理。

3. 能够运用基因工程知识解决实际问题。

二、教学内容1. 基因工程概述：基因工程的概念、发展历程及应用领域。

2. 基因克隆：基因克隆的原理、方法及应用。

3. 基因表达：基因表达的调控机制、表达载体的构建及应用。

4. 基因编辑：基因编辑技术（如CRISPR/Cas9）的原理及应用。

5. 基因工程实验操作：实验原理、操作步骤及注意事项。

三、教学方法1. 讲授：讲解基因工程的基本概念、原理及技术。

2. 案例分析：分析典型基因工程应用案例，加深对知识的理解。

3. 实验操作：演示基因工程实验操作，培养学生的动手能力。

4. 小组讨论：分组讨论基因工程应用及实验操作中的问题，提高学生的思考能力。

四、教学评估1. 课堂问答：评估学生对基因工程基本概念的理解。

2. 实验报告：评估学生在实验操作中的动手能力及对知识的理解。

五、教学资源1. 教材：基因工程相关教材，如《基因工程与应用》等。

2. 实验材料：基因工程实验所需的试剂、仪器等。

3. 网络资源：基因工程相关网站、论文、新闻等，用于拓展学生视野。

六、教学安排1. 课时：本课程共计32课时，包括16课时理论教学和16课时实验教学。

2. 教学计划：课时1-4：基因工程概述及发展历程课时5-8：基因克隆与克隆载体课时9-12：基因表达与表达载体课时13-16：基因编辑技术课时17-20：基因工程实验操作与实践七、实验教学内容1. 实验一：DNA提取与纯化2. 实验二：PCR扩增目的基因3. 实验三：DNA连接与转化4. 实验四：基因表达与蛋白质检测5. 实验五：CRISPR/Cas9基因编辑实验八、教学资源补充1. 辅助教材：提供相关的辅助教材和阅读材料，如《基因工程实验指南》等。

2. 在线资源：推荐学生访问基因工程相关的在线课程、学术论坛和新闻网站，如NCBI、GeneCards等。

目的基因重组表达载体的构建及在原核上的表达实验报告目的基因重组表达载体的构建及在原核上的表达实验报告引言•介绍目的基因重组表达载体的意义和作用•阐述本实验的研究目的和重要性材料和方法1.实验所需材料清单2.载体构建方法的详细步骤3.基因重组方法的详细步骤4.原核表达实验的操作细节5.实验数据的收集和处理方法结果与讨论载体构建•描述目的基因的克隆过程和结果•分析目的基因在载体中的定位和正确性基因重组•阐述基因重组的具体过程和结果•讨论基因重组是否成功，并进行分析和验证原核表达实验•详细描述原核表达实验的步骤和操作细节•提供实验数据的结果和分析•讨论目的基因在原核中的表达情况并与预期进行比较结论•总结实验的目的、方法和结果•分析实验结果的意义和影响•提出未来进一步研究的建议致谢•感谢实验室的支持和帮助•感谢实验过程中的合作伙伴的贡献•感谢本研究所使用的仪器和设备的供应商参考文献•引用实验中使用到的相关文献和资料注意：以上内容仅供参考，具体报告的内容可以根据实验设计和实验数据进行调整和补充。

目的基因重组表达载体的构建及在原核上的表达实验报告引言•采用目的基因重组表达载体的方法可以将特定基因导入到细胞中，并在表达载体的指导下进行高效表达，从而实现研究目的。

•本实验旨在构建一种能够在原核中高效表达目的基因的表达载体，并在原核表达系统中进行实验验证。

材料和方法1.实验所需材料清单：•目的基因序列•原核表达载体•适当的限制酶•购买的DNA分析和纯化试剂盒等2.载体构建方法的详细步骤：•参考文献方法进行载体构建•分别提取目的基因和载体的DNA•利用限制酶切将目的基因插入载体中•进行连接酶切和连接反应•进行DNA纯化和质检3.基因重组方法的详细步骤：•将重组产物转化到感受态细胞中•进行细胞筛选和鉴定•提取目的基因重组载体并进行测序验证4.原核表达实验的操作细节：•利用适当的方法将目的基因重组载体导入感受态细胞中•在适当培养基中培养并加入相关诱导剂•收集样本并进行目的基因的表达检测5.实验数据的收集和处理方法：•记录实验过程中的观察结果•进行数据统计和分析•制作图表和图示以展示实验结果结果与讨论载体构建•成功构建出目的基因重组载体，经测序验证其准确性和完整性。

《基因表达载体的构建》教学设计
一、教学目标
阐明基因表达载体的组成和构建过程
二、教学重难点
基因表达载体的构建过程
三、教学过程
1.基因表达载体的构建目的
基因工程的核心是基因表达载体的构建，其目的是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。

同时使目的基因能够表达和发挥作用。

2.基因表达载体的组成
一个基因表达载体的组成，除了有目的基因外，还必须有启
动子、终止子、标记基因等。

①启动子：启动子是一段有特殊序列结构的DNA片
段，位于基因的上游，紧挨转录的起始位点，它是RNA聚合酶
识别和结合的部位，有了它才能够驱动基因转录出mRNA，最终表
达出人类所需的蛋白质。

②终止子：位于基因的下游，也是一段有特殊
序列结构的DNA片段，是转录过程终止的信号。

③标记基因的作用：用于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，如抗生素抗性基因就可以作为标记基因。

3.基因表达载体的构建程序
单酶切：先用同种限制酶或能产生相同末端的限制酶（同尾酶）切割载体和含有目的基因的片段，再用DNA连接酶将目的基因片段拼接到载体上，形成重组DNA分子。

双酶切：用酶a,酶b两种酶切割质粒和目的基因。

因为酶a,酶b产生的黏性末端不同，所以可以防止质粒重新环化，酶a切割目的基因和质粒产生的黏性末端相同，酶b切割目的基因和质粒产生的黏性末端相同，所以目的基因和质粒连接的时候只能正向连接，防止了质粒和目的基因反向连接，目的基因两端的切口的黏性末端不同，所以可以防止目的基因自身环化。

另外还可以防止质粒与质粒以及目的基因与目的基因的自身大量连接,大大提高正确连接的效率。

构建目的基因的真核表达载体实战操作最后更新：2010-5-16 阅读次数：451 【字体：小中大】目的：构建目的基因的真核表达载体一.PCR扩增得到目的片段1.引物的设计与合成：这里有很多血与泪的教训。

我前后一共送过九个载体测序，其中居然有五个是引物出错。

最后一次挑的两个克隆都是上游引物出错（此上游引物40个碱基），后来和这家引物公司交涉，他们拿走了我的板子，一次送了五个克隆测序，三个是上游引物出错，两个是正确的克隆，60％的出错率。

现在想想，有几点教训：(1)尽量避免长引物的合成。

越长意味着出错的几率越大，哪家公司都这样(2)选择一家质量可靠的公司，千万别在这省钱，引物再贵也花不了多少钱，可一轮构建下来，一测序发现引物错了，不知白扔了多少钱不说，那种心情实在是难以收拾（3）一旦发现引物有问题，及时换公司，我就让他们拿回去又是纯化又是重新合成过，结果还是错，时间咱耽误不起2.Pfu酶扩增：（1）扩增效率低的问题：往往taq酶扩的很好，一换成pfu就是扩不出来。

解决办法：a延长延伸时间(我1.2kb用3分15秒才扩出来)，并适当增加循环数;b多试几家的pfu，总有一家能扩出来;c多设计几对引物试试，总有一对能扩出来，因为pfu有外切活性，可否适当的延长引物的3’互补端；d构建中间载体：一旦用某一对引物能扩出来，把此目的片段连接t－easy中间载体，测序正确后，即可以此中间载体做pcr扩增的模板。

实践证明以此中间载体为模板的pfu扩增效率远远高于以cDNA为模板。

（2）pfu保真性的问题：即使是pfu，也会出错。

现在各家公司都有号称高保真的pfu酶出售，价格不一。

虽然都是pfu，但质量不不见得一样，在都能扩增出来的情况下，选择信誉好的公司的pfu。

我用的是一家小公司的pfu，很便宜，100u才80块钱，但我1.2kb的片段却频频出错。

所以万不可在酶上省那百十块钱，最后花了大钱不说，还浪费了时间精力。