基因工程的基本操作程序教案

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1、教学建议本节教学难点多,内容抽象,学生学起来具有一定的困难,因此建议采取化整为零、各个击破的教学策略。例如,可以先解决为什么要分四个步骤的问题,再解决每一步骤的技术方法问题。在突破每个难点、重点时,要注意加强教学媒体的运用,图文结合,使一些抽象的知识点“形象化”。例如,在讲授利用PCR技术扩增目的基因时,可以先展示PCR反应原理的动态过程,让学生有个直观的认识,便于更好地理解。同时在必修教材中学习过的一些知识可作为学习新知识的铺垫,所以在讲授新课之前可以先布置学生预习相关的内容。比如说,目的基因的检测就与必修2中DNA指导蛋白质合成的过程相

2、关联。通过复习相关内容,学生就比较容易理解为什么要在三个层次上进行检测;而学习基因组文库时,若能联系必修2中人类基因组计划的内容,就可以让学生获得一些感性认识;还有在学习PCR扩增技术时,涉及了必修2中DNA复制的内容。在课堂小结环节,建议通过安排学生设计某一转基因生物,将基因工程的操作程序有机地串联起来,从而加深对这一程序的认识。例如,烟草是人类健康的“杀手”。如果让它生产出人类需要的药物蛋白,应如何操作?通过这一实例引导学生结合目的基因从何而来,基因表达载体如何构建,如何导入烟草,如何检测药物蛋白产生与否等问题完成设计,可加深学生对基因

3、工程原理的理解。参考资料分子杂交技术分子杂交技术是基因工程中使用频率很高的一项技术,主要用于检测和鉴定,可以分为核酸分子之间的杂交和蛋白质分子之间的杂交。常用的技术有下列三种。1.Southern杂交——DNA和DNA分子之间的杂交。目的基因是否整合到受体生物的染色体DNA中,这在真核生物中是目的基因可否稳定存在和遗传的关键。如何证明这一点,就需要通过Southern杂交技术。基本做法:第一步,将受体生物DNA提取出来,经过适当的酶切后,走琼脂糖凝胶电泳,将不同大小的片段分开;第二步,将凝胶上的DNA片段转移到硝酸纤维素膜上;第三步,用标记

4、了放射性同位素(或生物素)的目的DNA片段作为探针与硝酸纤维素膜上的DNA进行杂交;第四步,将X光底片压在硝酸纤维素膜上,在暗处使底片感光;第五步,将X光底片冲洗,如果在底片上出现黑色条带,则表明受体植物染色体DNA上有目的基因。2.Northern杂交——DNA和RNA分子之间的杂交。它是检测目的基因是否转录出mRNA的方法,具体做法与Southern杂交相同,只是第一步从受体生物中提取的是mRNA而不是DNA,杂交带的显现也与Southern杂交相同。3.Western杂交——蛋白质分子(抗原—抗体)之间的杂交。它是检测目的基因是否表达

5、出蛋白质的一种方法。具体做法:第一步,目的基因在大肠杆菌中表达出蛋白质;第二步,将表达出的蛋白质注射入动物体内进行免疫,产生相应的抗体,并提取出抗体(一抗);第三步,从转基因生物中提取蛋白质,凝胶电泳;第四步,将凝胶中的蛋白转移到硝酸纤维素膜上;第五步,将抗体(一抗)与硝酸纤维素膜上的蛋白杂交,这时抗体(一抗)与目的基因表达的蛋白(抗原)会特异性结合。由于这种抗原—抗体的结合显示不出条带,所以加入一种称为二抗的抗体,它可以与一抗结合,二抗抗体上带有特殊的标记。如果目的基因表达出了蛋白质,则结果为阳性。