《第一节 基因工程的原理》 教案

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1、《第一节基因工程的原理》教案【教学目标】知识与能力方面：简述基因工程所需三种基本工具的作用。简述基因工程的原理及基本操作程序。过程与方法方面：尝试运用基因工程原理，提出一解决实际问题的方案。情感态度、价值观方面：关注基因工程的发展。【教学重点】基因工程所需三种基本工具的作用。基因工程操作程序。【教学难点】基因工程操作程序。【教学方法】学生分组讨论展示与教师总结归纳相结合，将知识化整为零逐一解决。【教学课时】1课时【教学过程】（导入新课）师：观看课件所列两种普通玫瑰与“蓝色妖姬”的图片，思考培育“蓝色妖姬”的

2、方法？生：可以通过基因工程。师：“蓝色妖姬”最早来自荷兰是一种加工花卉。它是用一种对人体无害的染色剂和助染剂调合成着色剂，等白玫瑰（或白月季）快到花期时，开始用染料浇灌花卉，让花像吸水一样，将色剂吸入进行染色。据花卉专家介绍，目前世界上极少有自然生长的蓝色玫瑰花，现在市场上出售的“蓝色妖姬”都是人工染色后的产物。比较正规的“蓝色妖姬”是在花卉的成长期开始染色，颜色能均匀地附着在花瓣上，看上去比较自然；部分商贩直接将普通的白玫瑰花采摘后染成蓝色，颜色不自然，也容易掉色。2008年11月1日闭幕的东京国际花卉博

3、览会上，全球首批真正的蓝玫瑰首次在公众面前亮相。这种蓝玫瑰是转基因玫瑰，被植入三色紫罗兰所含一种能刺激蓝色素产生的基因，花瓣因而自然呈现蓝色。（提出问题）1.基因工程得以实现的条件是什么？2.限制性内切酶有何特点？3.DNA连接酶有何功能？（学生活动）仔细阅读探究活动“走进基因工程”，分组讨论展示所得答案。（总结归纳）1.限制性内切酶——“基因手术刀”①来源：有大肠杆菌等微生物体内提取而来；②特点：识别特定的脱氧核苷酸序列，并在特异的位点上切割磷酸二酯键从而把双链DNA分子切开；限制酶识别的序列大多数为回文

4、对称结构，切割位点在DNA两条链相对称的位置，如下图该种限制性内切酶特异性识别GAATTC并在GA之间进行切割，切割后产生的参差不齐的末端称为粘性末端。3.DNA连接酶——“基因缝纫针”连接被限制酶切开了的两个核苷酸之间的磷酸二酯键，使被同一种限制性内切酶切割的粘性末端重新连接成DNA双链。（提出问题）基因工程的操作程序如何？（学生活动）仔细阅读课本，小组协作绘制基因工程的流程图。（总结归纳）1.基因工程的概述①概念：按照人们的意愿，将一种生物的基因在体外剪切，并与特殊的运载工具进行重新组合，然后转入另一种

5、生物的体内进行扩增，并使之表达产生所需蛋白质的技术。②意义：能够打破生物种属的界限，在分子水平上定向改造生物的遗传特性。2.基因工程的一般程序目的基因的获得→重组载体的构建→重组载体的转化和筛选→目的基因的表达和鉴定3.获取目的基因的方法①目的基因：基因操作的外源基因②获取方法：直接分离法和人工合成法直接从基因组中获取最常用的方法是“鸟枪法”，即用限制酶将完整的DNA随机切成许多片段，然后用某种检测方法挑选出所需要的基因。如用“核酸探针法”，核酸探针是用放射性同位素标记的DNA单链，具有非常特异的脱氧核苷酸

6、序列，能与DNA互补链结合。人工合成法主要有两种反转录法和化学合成法。反转录法流程为：mRNA→单链DNA→双链DNA（目的基因）；化学合成法流程为：氨基酸序列→基因序列→合成目的基因。4.构建重组载体的运载工具——载体①条件：能在受体细胞中复制；具适宜的限制酶切割位点，供外源DNA片段插入；具有标记基因，便于选择含有载体的细胞；对受体细胞无害。②类型：质粒、噬菌体或其它一些病毒，最常用的是质粒。5.重组载体的构建用限制性内切酶对质粒切割，从而产生一个切口，用同一种限制性内切酶切割目的基因，以产生相同的粘性

7、末端，再通过DNA连接酶连接，就可以形成重组载体。6.重组载体的转化和筛选①转化方法：基因枪法、显微注射法和花粉管通道法。受体是动物细胞时最常用的是显微注射法，是植物细胞时常用基因枪法。②筛选：利用载体上的标记基因，借助选择培养基进行筛选。7.目的基因的表达和鉴定①基因工程成功的标志：目的基因表达，进而产生相应的性状。②鉴定：检测转化的生物有没有显示出目的基因控制的性状，如鉴定转基因抗虫棉是否成功，可以直接让害虫吞噬转基因棉花的叶片，如果害虫死亡则操作成功，否则操作失败。8.探究活动：尝试DNA的提取与鉴定

8、①实验原理：DAN不溶于酒精溶液，但细胞中的许多其他物质可以溶于酒精溶液。利用这一原理，可以提取出含杂质较少的DNA。DNA遇二苯胺（沸水浴）会被染成蓝色，因此，二苯胺可以作为鉴定DNA的试剂。②实验程序：材料准备(新鲜菠菜和体积分数为95%的酒精溶液，冷冻处理)→研磨（冰上操作）→过滤→离心→加冷酒精→鉴定（沸水浴）【板书设计】限制性内切酶：来源、特点所需工具基DNA连接酶因概念：定向改造直接分离法——鸟枪法工