2019年第丨1期（x)“基因工程”复习课教学设计云南师范大学附属世纪金源学校云南昆明（650214) 王 茜桂萍摘要在“基因工程”复习课教学中，采用概念图、动画制作、比喻法、问题式教学法等多种教学方法相结 合，将抽象的知识具体化，复杂的知识简单化，从而调动学生学习的积极性，突破教学难点。关键词基因工程;教学设计；比喻；问题链 文章编号 1005 -2259(2019) llx-0061 -021教材分析“基因工程”是人教版高中《生物•选修3 •现代 生物科技专题》第一大专题的内容，同时必修2第6 章第2节“基因工程及其应用”也简要介绍了一些相 关内容。“基因工程”是当今社会比较前沿的生命科 学技术，同时也是高考考査的重点、热点，在选修教材 中是比较难的考点，而且高考所涉及的内容不再局限 于教材，其难度和深度都在不断加大。因此,作为高 考生物学试卷“常客”的基因工程，在高中生物学的 学习中占有举足轻重的地位。2学情分析高三学生在复习阶段已经具备了一定的归纳总 结能力，对于基因工程的原理、工具及操作程序等相 关知识有一定的认识，但还未形成一定的知识网络结 构。对于基因工程涉及的一些难点，如限制酶的选 择，可能还比较模糊。另外，对于流程图类题可能仅 限于直接解题，而不是先分析图、再做题，这样就可能 导致因未看懂图而失分。3教学目标 3.1 知识目标(1)通过画概念图掌握基因工程的基本工具和 操作程序；（2)通过观看图片和动画，归纳总结限制 酶的选择方法；（3)通过比喻法和问题式教学法，理 解并掌握基因工程流程图题型的解题方法。3.2能力目标(1)通过构建知识网络，培养归纳总结的能力； (2)通过同伴互学、小组合作学习的方式，提高获取 和处理信息的能力。3. 3情感态度与价值观目标通过小组合作构建知识网络，提升团队合作意识。4教学重难点教学重点：基因工程的基本工具和基本操作 程序；教学难点：构建基因表达载体时限制酶的选择 方法。5设计思路及教学策略基因工程属于生物科技前沿的内容，对于这一专 题的复习教学，教师首先要考虑基础性。《普通高等 学校招生全国统一考试大纲》中要求生物学科命题要 重视对考生科学素养的考查，因此，着力点应瞄准对 学生发展起根本作用的知识、能力、思想情感。忽视 了这一点,而一味地要求知识的深和透，就会本末倒 置，影响学生的全面发展。本专题复习教学的另一个重要原则就是要在学 生原有的知识、经验基础上有所提升。违背了渐进 性,会使学生产生“危乎高哉”的想法，望而却步。紧 密联系学生经验、生物学进展，尽量密切联系必修教 材中的基础知识，学生才会心驰神往地投入到复习教 学中。因此，本节复习课采用以下教学策略：(1) 采用指导学生画“概念图”的方法构建基因 工程基础知识网络，培养学生归纳总结的能力。(2) 采用制作简单的动画，帮助学生理解限制酶 的选择方法。(3) 采用“比喻法” “问题式教学法”等，帮助学生 快速有效地解决基因工程流程图题型。6教学过程6.1创设情境，导入新课教师课件展示高考考纲的要求，明确本节课的复 习目标。⑧Hhttp：//ww
基因工程专题复习
编写：李学孟 审编：张军 2015-4-7
【目标引领】（考试大纲要求）
1、基因工程的诞生 Ⅰ
2、基因工程的原理及技术Ⅱ
3、基因工程的应用Ⅱ
4、蛋白质工程Ⅰ
复习重难点：基因工程的基本操作流程
【课前自主复习】
一、基因工程的概念和原理：
1、操作环境是 。典型过程是 。
2、基因工程的优点
（1）克服了 。基因工程和植物体细胞杂交一样，突破了有性生
殖的局限。
（2） 改造了生物性状。与诱变育种相比较克服了诱变育种的突变的不定向
性。
3、原理是 。
4、操作层次：是 水平。是获取某生物的DNA分子片段，把它与另一个DNA
分子片段结合成一个DNA分子。
5、实质：A种生物的某个基因通过一定方式导入B种生物体内并能进行基因表达。
基因没有改变，蛋白质没有改变，只是转录和翻译的场所发生改变。
二、基因工程操作常用的工具：
1、限制酶又称 。
2、DNA连接酶
（1）种类： 和 。
（2）作用：是连接两个DNA片段形成磷酸二酯键。
3、载体
（1）常用载体是 ，本质是小型 ；其他载体有λ噬菌体的衍
生物、动植物病毒等。
（2）功能：将 导入受体细胞。
（3）载体必需具备的条件：
能够在宿主细胞内稳定保存并大量复制；
有一个至 限制酶的切割位点，以便于与外源基因进行连接；
有特殊的遗传 ，供重组DNA的检测和鉴定。
三 基因工程的操作程序：
1、目的基因的获取有哪些方法？
2、如何构建基因表达载体？画出一个完整的基因表达载体。
3、将目的基因导入受体细胞的方法
4、目的基因的检测和鉴定
（1）分子水平的检测：
（2）个体水平检测。
四、蛋白质工程
1、总结蛋白质工程与基因工程的区别与联系：
蛋白质工程 基因工程
操作方法
区别
结果
操作对象都是基因，蛋白质工程是在基因工程的基础上，延伸出来的第
联系 二代基因工程。
【课中合作解疑】
一、 基因工程的概念和原理：
1、基因工程实现的生物学基础？
难点剖析
知识·巧学
一、目的基因的获取
基因操作的第一步，是取得人们所需要的特定基因，也就是目的基因。例如，前面提到的苏云金芽孢杆菌中的抗虫基因，还有植物的抗病(抗病毒、抗细菌)基因、种子的储藏蛋白的基因，以及人的胰岛素基因、干扰素基因等，都是目的基因。
1.从基因文库中获取目的基因
要从浩瀚的“基因海洋”中获得特定的目的基因，犹如大海捞针，是十分不易的。科学家们经过不懈地探索，想出了许多办法，概括地说，主要有两条途径：一条是从供体细胞的DNA中直接分离基因；另一条是人工合成基因。
将某种生物体内的DNA全部提取出来，选用适当的限制酶，将DNA切成一定范围大小的DNA片段，然后，将这些DNA片段分别与载体连接起来，导入受体菌的群体中储存，每个受体菌都含有了一段不同的DNA片段。这个群体包含了这种生物的所有基因，叫做这种生物的基因组文库。如果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（也叫cDNA）片段，与载体连接后储存在一个受体菌群体就叫做这种生物的cDNA文库。
知识拓展
直接分离基因最常用的方法是“鸟枪法”，又叫“散弹射击法”。这种方法犹如用猎枪发射的散弹打鸟，无论哪一颗弹粒击中目标，都能把鸟打下来。鸟枪法的具体做法是：用限制酶将供体细胞中的DNA切成许多片段，将这些片段分别载入运载体，然后通过运载体分别转入不同的受体细胞，让供体细胞所提供的DNA(外源DNA)的所有片段分别在各个受体细胞中大量复制(在遗传学中叫做扩增)，从中找出含有目的基因的细胞，再用一定的方法把带有目的基因的DNA片段分离出来。如许多抗虫、抗病毒的基因都可以用上述方法获得。
用“鸟枪法”获取目的基因的缺点是工作量大，具有一定的盲目性。又由于真核细胞的基因含有不表达的DNA片段，不能直接用于基因的扩增和表达，因此，在获取真核细胞中的目的基因时，一般是用人工合成基因的方法。
2.利用PCR技术扩增目的基因
基因工程的概念：主要是利用 DNA 重组技术，将生物的某个基因或一个DNA片段通过基因载体(DNA载体)运送到另一生物的活性细胞中，然后经过克隆和行使正常功能(表达)，从而创造生物新品种或新物种的遗传学分子技术(从细菌到高等生物)。
重组 DNA 技术的三大基本元件：供体、受体、载体
上游、下游技术：上游技术指的是基因重组、克隆和表达的设计与构建(即重组DNA技术)；而下游技术则涉及到基因工程菌或细胞的大规模培养以及基因产物的分离纯化过程。
克隆的概念：从一个共同祖先无性繁殖下来的一群遗传上同一的 DNA分子、细胞或个体所组成的特殊的生命群体。
分子克隆的概念：是指分离一个已知DNA序列，并以活体内方式获得许多复制品的过程。
细菌基因工程流程：（1）外源目标基因的分离、克隆以及目标基因的结构与功能研究。
（2）适合转移、表达载体的构建或目标基因的表达调控结构重组；
（3）外源基因的导入；
（4）外源基因在宿主基因组上的整合、表达及检测与转基因生物的筛选；
（5）外源基因表达产物的生理功能的核实；
内含子：内含子指真核生物基因中不能翻译成蛋白质的DNA片段，但可被转录，当两侧序列(外显子)的转录RNA被剪接在一起时，就将内含子转录的RNA从整个转录物中除去。
外显子：外显子是指能够翻译成蛋白质的任一间断的基因片段，一个基因可有多个外显子。
限制：细菌为防御外来DNA入侵而将其降解的现象。（一般由限制酶来降解外源DNA)
修饰：细菌为防止自身DNA被降解而修饰自身DNA。(一般由甲基化酶进行修饰）
限制性内切酶的概念：是一类能够识别双链DNA分子中的某种特定核苷酸序列，并由此切割DNA双链结构的核苷酸内切酶。
限制性内切酶的命名规则：按属名、种名、株名、编号来命名，若种名头2个字母相同，则其中一个可用种名的第一和第三个字母。
II 型限制酶识别序列的特征：识别序列主要为4-6bp,或更长且呈二重对称的特殊序列。但有少数酶识别更长的序列或简并序列,切割位置因酶而异,有些是隔开的。识别回文对称结构。切割位点大多数在内部，也有在外部的。
