高中生物《基因工程的基本操作程序》教案3 新人教版选修3

基因工程的基本操作程序【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。

【教学过程】高考资源网复习：转基因抗虫棉培育的大致过程？引入：基因工程的基本操作程序：(一)、目的基因的获取目的基因：主要是指编码蛋白质的结构基因获取目的基因的方法：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（变性，复性，延伸）原理：（DNA的复制）条件：（已知基因的核苷酸序列，四种脱氧核苷酸，一对引物，DNA聚合酶）方式：以（指数）方式扩增，即（n为扩增循环的次数）结果：（使目的基因的片段在短时间内成百万倍地扩增）过程：a、DNA变性（90℃-96℃）：目的基因DNA受热变性，（氢键断裂），形成（DNA单链）。

b、退火（复性25℃-65℃）：系统温度降低，（引物）与（DNA模板）结合，形成局部双链。

c、延伸（70℃-75℃）：合成链在（DNA聚合酶）作用下进行延伸，合成与模板互补的DNA。

③通过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基因表达载体的构建是实施基因工程的第二步，也是基因工程的核心。

目的：使目的基因在受体细胞内稳定存在，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。

基因表达载体的组成：目的基因、启动子、终止子、标记基因、复制原点基因表达载体的构建过程：1.用一定的_______（限制酶）切割质粒，使其出现一个切口，露出____（黏性末端）。

2.用__________（同一种限制酶）切断目的基因，使其产生__________（相同的黏性末端）。

3.将切下的目的基因片段插入质粒的_____（切口）处，再加入适量_______ （DNA连接酶），形成了一个重组DNA分子（重组质粒）(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。

高中生物 1.2基因工程的基本操作程序导学案新人教版选修31、简述基因工程原理及基本操作程序。

2、明确获取目的基因的方法。

3、掌握将目的基因导入受体细胞的方法。

4、掌握目的基因检测与鉴定的方法。

知识体系梳理一、目的基因的获取1、从基因文库中获取基因文库种类：。

2、利用PCR技术扩增目的基因(1)含义:是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。

(2)原理:④DNA双链复制。

(3)过程:第一步,加热至90~95 ℃ DNA解链为⑤单链;第二步,冷却至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(Taq酶) 从引物起始进行互补链的合成。

(4)特点: 指数形式扩增。

3、人工合成法:如果基因较小, 核苷酸序列又已知,可以通过用化学方法直接人工合成。

二、基因表达载体的构建1、组成:目的基因、启动子、终止子、标记基因。

2、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。

3、启动子: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。

4、终止子:位于基因的尾端,功能是终止转录。

5、标记基因:鉴别受体细胞中是否含有目的基因,从而将符合要求的受体细胞筛选出来。

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的过程。

2、导入植物细胞的方法: 农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法。

农杆菌特点:易感染双子叶植物和裸子植物;Ti质粒上的T-DNA 可转移至受体细胞,并且整合到受体细胞染色体的DNA 上。

3、导入动物细胞的方法: 显微注射技术。

4、导入微生物细胞的常用处理方法:用Ca2+ 处理受体细胞,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。

四、目的基因的检测与鉴定1、检测及方法(1)检测转基因生物染色体的DNA上是否插入了目的基因,采用DNA分子杂交技术。

“基因表达载体的构建”专题1 1.2基因工程的基本操作程序之基因表达载体的构建一、目的基因和运载体的连接二、利用标记基因筛选含目的基因的受体细胞 三、目的基因和启动子的相对位置关系 附件1：附件2：【教学反思】基因表达载体的构建是基因工程的关键步骤，空间想象难度大，科学理论和技术实践密切联系，思维跨度也大。

福州屏东中学学生程度一般，正因如此，处理不好会提高学习难度，令学生视高科技为畏途，导致教学流于形式。

本节课用微课和模型成功地化解了难点。

一方面基于学生课前微课的“先学”，学生对表达载体的构建有个整体的认识，然后以此为支架在课堂上填充和拓展内容，当学生在课堂上遇到相关问题时，能尽快到达 “最近发展区”，获得进一步的发展，使学生逐渐对细节有更丰富更具体的理解，这种先整体后局部的处理符合学生的认知规律。

基于微课的先学后教模式实质上是利用微课为学生创设一个情境，使学生带着思考和疑惑走进课堂，节省课堂的热身时间，从而使高效率大容量的课堂教学目标得以实现。

另一方面高二学生具有抽象思维，但是仍然需要感性知识，形象知识作为支持，所以教师精心设计纸质模型，基于教材原有的学习完“DNA 重组的基本工具”后的纸圈模拟活动，再设计了双酶切的活动，化微观为直观，一系列问题的发生都源自学生自己亲手构建的模型，从模型中发现问题，进而逐步由浅入深。

学生像科学家一样思考问题、解决问题，获得成功的体验。

由于是带着问题的探究模拟活动，使学生的课堂参与是形式之上思维的积极参与。

学生获得的体验是：基因工程这么高深的原理原来我也能想得到。

学生的纸质模型立体、科学、易操作，但不好展示，而教师利用不同颜色的磁贴，随着课程的逐步推进，简洁明了地逐步在黑板上呈现，让整个环节衔接自然，师生互动流畅。

直观的教学手段——模型构建，减轻了学生掌握这些知识的阻力，激发了学习积极性，使学生在轻松愉快的氛围中突破了重难点，强化了学生交流合作意识。

总之，作为教师，应该想学生之所难，积极探索有效途径，一堂成功的课不是展示教师的才智、形象、语言，更要通过学生的成功来反映。

基因工程的基本操作程序教学目标一、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。

二、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。

三、教学策略本节是《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》。

本节教学难点多，学生学习有一定的困难，因此建议采取化整为零、各个击破的教学策略。

1.加强预习环节，先解决为什么要分四个步骤的问题，然后解决每一步骤的技术方法问题。

为了突破难点及培养自学能力，在上节课结束时，可布置学生预习本节内容。

在上新课时，首先解决基因工程的基本操作程序为什么要分四个步骤，即分析每一步骤的必要性。

为什么要有“目的基因的获取〞这一步？建议引导学生看本专题题图中基因工程的概念：“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重组和转基因等技术，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。

〞可以说这既是概念，也是原理。

这里所说的“更符合人们需要〞，就是目的，那么更符合人们需要的那个基因就是目的基因了。

有了目的基因，我们才能赋予一种生物以另一种生物的遗传特性。

为什么要有“表达载体的构建〞这一步？单独的DNA片段──目的基因是不能稳定遗传的。

课文中谈到构建表达载体的目的是为了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，同时使目的基因能表达和发挥作用。

为什么要有“目的基因导入受体细胞〞这一步？教材指出含有目的基因的表达载体只有进入受体细胞，并且维持稳定和表达，才能实现一种生物的基因在另一种生物中的转化。

为什么要有“目的基因的检测与鉴定〞这一步？这是因为目的基因是否真正插入受体细胞的DNA中，是否能够在受体细胞中稳定遗传和正确表达，只有通过检测、鉴定才能得知。

在解决上述为什么基因工程操作程序分四个步骤的基础上，进入每一程序的有关技术和方法的学习。

《基因工程的基本操作程序》教学设计一、教材分析《基因工程的基本操作程序》是人教版高中生物选择性必修3第3章第2节的内容，本节是本章的核心，具有承上启下的作用。

本节内容体现了前一节介绍的“分子工具”的综合运用，涉及的技术和操作流程又是后一节介绍的基因工程应用的基础。

本节教学难点颇多，分子水平的操作较为抽象，学生学习有一定的困难，削枝强干能降低他们学习的负担，提高学习的效果。

在阐明了培育转基因抗虫棉的四个基本步骤后，教材再推而广之，概括了基因工程的基本操作流程，并简单补充介绍了基因工程涉及的其他技术和方法。

二、学情分析从知识方面，学生在高一必修2《遗传与进化》中已经学习了理论基础，同时前一节介绍的“分子工具”也为本节课的学习奠定了基础。

学习本节课之后，能够阐述基因工程的基本操作流程，并了解基因工程涉及的其他技术和方法。

但本节课涉及的分子水平的操作程序较为抽象，需要通过模型建构化抽象为具体。

最后，通过“到社会中去”以及“练习与应用”等资料升华了学生的情感，引导他们以科学、理性的态度对待基因工程取得的成果。

三、教学目标1、阐明基因工程的原理和基本操作程序。

（生命观念）2、针对人类生产和生活中的需求，选取适当的基因工程的技术和方法，尝试设计获得干扰素的方案。

（科学思维、科学探究、社会责任）3、尝试构建模型，模拟PCR获取和扩增目的基因的过程（科学思维）4、通过建构模型来模拟基因表达载体建构的过程，直观的呈现单酶切所存在的问题并能通过分析提出相应的解决办法。

（科学思维）四、教学重难点教学重点：1. PCR的原理和过程2. 基因表达载体的结构组成和建构过程教学难点：1. 理解PCR技术获得目的基因的原理以及引物设计在PCR过程中的重要性2.如何选择合适的限制酶来切割目的基因和质粒以便于更好的构建基因表达载体五、教学方法情境化教学、模型构建法、讨论法、合作探究法六、教学过程教学环节教师活动学生活动设计意图新课导入干扰素在临床上被广泛用于治疗病毒感染性疾病及多种癌症，传统方法生产干扰素的产量极低。

基因工程的基本操作程序教学程1. 前，引入基因工程的基本操作程序教学手段期教学内容目和方法前准：通解决以下加1、基因工程的基本操作程序主要包括哪几个步？2、分析每一步的必要性。

的学。

：通同学都能解决第一个，基因工程的基本操作程序包括⋯⋯生：目的基因的取、基因表达体的构建、将目的基因入受体胞、目的基因的与定。

：第二个我可以将它拆分成四个小逐个儿解决：1、什么要有“目的基因的取” 一步？先一个同学将基因工程的原理告大家。

生：基因工程是指按照人的愿望，行格的，通体外 DNA 重和基因等技，予生物以新的特性，造出更符合人需要的新的生物型和生物品。

：既是基因工程的原理又是其概念，通一表述中的“ 造出更符合人需要的新的生物型和生物品”什么的信息？使学生学生。

每一步的必要性引大家思考。

你得出生：是基因工程的点也是基因工程的目的，可以一目的只有目的基因，有了目的基因我才能予一种生物以另一种生物的特性。

：很好，良好的开端等于成功的一半，我往下分析2、什么要有“表达体的构建” 一步？生：构建表达体的目的是了使目的基因在受体胞中定存在，并且可以下一代，同使目的基因能表达和作用。

（教材 P11）：看来同学前已行了精心了，那么第三步也是教育“目的基因导入受体细胞”它又是出于什么目的呢？的一种方式。

生：单独的 DNA片段──目的基因是不能稳定遗传的，含有目的基因的表达载体只有进入受体细胞，并且维持稳定和表达，才能实现一种生物的基因在另一种生物中的转化。

（教材 P12）师：最后一步“目的基因的检测与鉴定”呢？生：这是因为目的基因是否真正插入受体细胞的DNA中，是否能够在受体细胞中稳定遗传和正确表达，只有通过检测、鉴定才能得知。

（教材P13）师：看来基因工程的每个操作步骤都是必不可少的，下面我们按照基因工程的操作步骤，对每一程序的相关技术和方法进行学习将直白的教学内容变得有思维力度。

一、目的基因的获取通俗地讲就是将需要的基因从供体生物的细胞内提取出来。

基因工程的基本操作程序教学设计新人教版选修3策基因工程的基本操作程序用一节的教学设计1 w扮析©基因工程的基本操作程序拥是人教阪选脩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5貼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，栽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柞国冢图书馆，而把cDHA文库比作某市图书馆，这样便于学生理解和掌握.出兮卜，衽独材处理中还呈现主干，割舍枝杈，将菲主干内容以（生物技术资料卡》、《拓展视野*蓉育式呈现，做到有王有庆•山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。