基因工程的基本操作程序教学案.doc

基因工程的基本操作程序教学案(完整资料）
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１。2 基因工程的基本操作程序
【课标要求】
1.简述基因工程基本操作程序的四个步骤
2．尝试设计某一转基因生物的研制过程。
【本节重难点】
重点：基因工程基本操作程序的四个步骤
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
【学习过程】
一、基因工程的基本操作程序简述
①目的基因的；
②的构建;
③将目的基因；
④目的基因的。
二、基因工程的基本操作程序
(一)目的基因的获取
1．目的基因:主要是指的基因,也可以是一些具有作用的因子。
2.原核细胞和真核细胞的基因结构
（１)原核细胞的基因结构

（2）真核细胞的基因结构

3．目的基因的获取
目的基因可以从中分离出来，也可以用合成。
常用的方法有以下几种：
（1）从基因文库中获取目的基因
①基因组文库和部分基因文库（如ｃDＮＡ文库）

　　 　 　基因组文库 　 　　 　 cDNA文库
文库类型
cDNA文库
基因组文库
文库大小

基因中启动子

基因中内含子

基因多少

物种间的基因交流

②从基因文库中得到目的基因，可以根据一些信息，如根据基因的、
基因的、基因在染色体上的、基因的,以及基因的等特性。
（2）利用PCR技术扩增目的基因
①PCR是＿__________＿___＿__＿________＿__＿__＿＿＿技术，是的缩写。
②原理：______＿__＿＿_____＿__＿。,
③前提：有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根据这一序列合成__＿__＿＿__.
④条件:DNＡ模板、。
⑤扩增过程：

a．变性(℃):目的基因DＮA受热变性后接连为单链
b.退火（℃）：与单链相应互补序列结合
c．延伸（℃):在的作用下进行延伸
Taｑ酶的特点是。
PCR技术与DNA复制的比较：

PCＲ技术
ＤNＡ复制
相
同
点
原理

原料

条件

不
同
点
解旋方式

场所

酶

结果

（3)化学法直接合成
适用于基因比较,核苷酸序列又。
(二）——基因工程的核心
１。基因表达载体的构建，其目的是使目的基因在受体细胞中能，并且可以,同时，使目的基因能够.
２．基因表达载体＝+++

（1）启动子：是一段有特殊结构的,位于基因的,它是
识别和结合的部位，有了它才能驱动基因，最终获得所需要的蛋白质。
（2)终止子:也是一段有特殊结构的，位于基因的，相当于一盏红色信号灯，使在所需要的地方停止下来。
(3）标记基因：作用是为了，从而将含有目的基因的细胞出来,如基因。
３．构建基因表达载体的过程:用（同、不同）种限制酶去切目的基因与运载体，再用使其连接，形成重组DNA分子。
(三）将目的基因导入受体细胞
将目的基因受体细胞，并且在受体细胞内和的过程，称为转化.
(1）将目的基因导入植物细胞
①农杆菌转化法

②法
③法
（２)将目的基因导入动物细胞
①技术是将目的基因导入受体细胞的最有效方法.
②操作程序：将含有目的基因的表达载体→→获得→显微注射→胚胎→胚胎→发育成具有新性状的动物
（3）将目的基因导入微生物细胞
①原核生物作为基因工程受体细胞的优点：。
②大肠杆菌细胞最常用的方法:
a.用处理细胞，使细胞处于一种的生理状态，这种细胞称为细胞；
b．将分子溶于缓冲液与感受态细胞混合，在一定的温度下促进感受态细胞吸收ＤNＡ分子.
(四)目的基因的检测与鉴定
（1）检测转基因生物的上是否插入了目的基因
检测方法:技术，即将转基因生物的基因组DNＡ提取出来，在含有目的基因的DNＡ片段上用放射性同位素等作标记,以此作为，使探针与基因组ＤNＡ杂交，如果出现，就表明目的基因已插入染色体DNA中。
(2）检测目的基因是否
检测方法:技术
（3）检测目的基因是否
检测方法:，从转基因生物中提取蛋白质，用相应的抗体进行检测，若有出现,表明目的基因已形成蛋白质产品。
(４）进行水平的鉴定

【巩固练习】
1.下列正确表示基因操作“四部曲”的是 　 　 　 ( 　)
Ａ.提取目的基因→目的基因导入受体细胞→基因表达载体的构建→目的基因的检测和鉴定
B．目的基因的检测和鉴定→提取目的基因→基因表达载体的构建→目的基因导入受体细胞
C．提取目的基因→基因表达载体的构建→目的基因导入受体细胞→目的基因的检测和鉴定
D．基因表达载体的构建→提取目的基因→目的基因导入受体细胞→目的基因的检测和鉴定
２。下列不属于获得目的基因的方法的是 　 　 　 　　 　 　 （　 ）
A。利用ＤNＡ连接酶复制目的基因　 B．利用DＮＡ聚合酶复制目的基因
C．从基因文库中获取目的基因　 　　 D。利用PCR技术扩增目的基因
3。PCR技术扩增DNＡ，需要的条件是( 　 ）
①目的基因 ②ＡTP ③四种脱氧核苷酸 　④ＤNA聚合酶等 ⑤mRＮA　　⑥核糖体
A。①②③④　 B．②③④⑤ 　 Ｃ。①③④⑤　　 Ｄ．①②③⑥
4.根据ｍＲNA的信息推出获取目的基因的方法是（　 ）
Ａ．用DNA探针测出目的基因　 　 Ｂ．用mＲNA探针测出目的基因
C。用mRＮA反转录形成目的基因 　 D．用PCR技术扩增mRＮA
５。在已知某小片段基因碱基序列的情况下，获得该基因的最佳方法是( 　 ）
A．用mRNＡ为模板逆转录合成ＤＮＡ
Ｂ.以4种脱氧核苷酸为原料人工合成
Ｃ。由蛋白质的氨基酸序列推测mRNA
Ｄ.将供体DNＡ片段转入受体细胞中，再进一步筛选
６。下列不属于目的基因与运载体结合过程的是（ 　 )
A.用一定的限制酶切割质粒露出黏性末端
B．用同种限制酶切割目的基因露出黏性末端
C．将切下的目的基因的片段插入到质粒切口处
D.将重组DNA导入受体细胞中进行扩增
7.下列哪项不是基因表达载体的组成成分（ )
A．启动子 　　B。终止密码子　 C．标记基因 　 Ｄ．复制原点
8。在基因表达载体的构建中，所需要的酶是( 　)
①限制酶 ②DNＡ连接酶 ③解旋酶 　 ④DNA聚合酶
A.①② 　 B．①②③ 　　　 　Ｃ．①②④　　 　　 D．①②③④
９.植物学家在培育抗虫棉时,对目的基因作适当修饰，使目的基因在棉花植株的整个生长发育期都表达,以防止害虫侵害,这种对目的基因所作的修饰发生在(）
A.终止子 　 Ｂ.引物 　 C．标记基因　 　　 　Ｄ.启动子
10．下列哪项不是将目的基因导入植物细胞的方法（　 ）
Ａ。基因枪法 　 B。显微注射法 Ｃ.农杆菌转化法 　 D．花粉管通道法
11．在基因工程操作的基本步骤中，不进行碱基互补配对的是（ 　）
A．人工合成目的基因 　 　　 　 　B.目的基因与载体结合
C．将目的基因导入受体细胞 Ｄ。目的基因的检测与鉴定
12．将目的基因导入微生物细胞之前，要用Cａ2+处理细胞，处理过的细胞叫（　 ）
A．感受态细胞 　　B。敏感性细胞 C。吸收性细胞 Ｄ．接受细胞
13．农杆菌转化法转移目的基因进入受体细胞,目的基因的最终位置是（ ）
A．Ｔｉ质粒上 　B．受体细胞染色体上 C.裸露细胞核中　 D。存在细胞质中
14。目的基因导入受体细胞后，是否可以稳定维持和表达其遗传特性,只有通过鉴定和检测才能知道。下列属于目的基因检测和鉴定的是( 　　 ）
①检测受体细胞是否有目的基因  ②检测受体细胞是否有致病基因 　
③检测目的基因是否转录mRＮA   ④检测目的基因是否翻译蛋白质
    A．①②③   　B．②③④    C．①③④     Ｄ．①②④
15.要检测目的基因是否成功地插入了受体DNA中,需要用基因探针，基因探针是指( )
A。用于检测疾病的医疗器械
B．用放射性同位素或荧光分子等标记的ＤNA分子
C．合成β－球蛋白的DＮA
D．合成苯丙羟化酶的DNA片段
16．(多选)用基因工程技术可使大肠杆菌合成人的蛋白质。下列叙述正确的是（　 　 ）
A．常用相同的限制性核酸内切酶处理目的基因和质粒
B．ＤＮA连接酶和RNA聚合酶是构建重组质粒必须的工具酶
C。可用含抗生素的培养基检测大肠杆菌中是否导入了重组质粒
D.导入大肠杆菌的目的基因不一定能成功表达
17．（多选)我国科学家运用基因工程技术将苏云金芽孢杆菌的抗虫基因导入棉花细胞并成功表达，培育出了抗虫棉。下列叙述正确的是( 　 ）
A.基因非编码区对于抗虫基因在棉花细胞中的表达不可缺少
B.重组DＮA分子中增加一个碱基对,可能导致毒蛋白的毒性丧失
Ｃ．抗虫棉的抗虫基因可通过花粉传递至近缘作物，从而造成基因污染
D．转基因棉花是否具有抗虫特性是可以通过检测棉花对抗生素抗性来确定的
18．（多选）科学家通过基因工程的方法，能使马铃薯块茎内含有人奶主要蛋白。以下有关该基因工程的叙述，正确的是 　 　 　 　　 　 ( ）
A。采用反转录的方法得到目的基因有内含子
B．基因非编码区对于目的基因在块茎中表达是不可缺少的
C。马铃薯的叶肉细胞可作为受体细胞
D．用同一种限制性内切酶,分别处理质粒和含目的基因的DNA,可产生黏性末端而形成重组DNA分子
19.资料显示，近十年来，ＰＣR技术（DNA聚合酶链式反应技术)成为分子生物实验的一种常规手段,其原理是利用DNA半保留复制的特性，在试管中进行DＮＡ的人工复制(如下图),在很短的时间内，将ＤNA扩增几百万倍甚至几十亿倍,使分子生物实验所需的遗传物质不再受限于活的生物体。请据图回答：

（1）加热至9４℃的目的是使DNA样品中的_______键断裂，该过程在生物体细胞内是通过＿_____＿___酶的作用完成的。分析可知新合成DNA分子中A=T，C=G，这说明ＤＮＡ分子的合成遵循___＿________________＿_.
(2)与细胞内DNＡ复制相比，PCR技术所需要的ＤNA聚合酶的最适温度比较_＿＿＿______＿_(高、低)。
（3)通过ＰCＲ技术使DNA分子大量复制时,若将一个用1５N标记的模板DＮA分子(第一代)放入试管中，以14Ｎ标记的脱氧核苷酸为原料，连续复制到第五代时,含1５N标记的DNA分子单链数占全部DNA总单链数的比例为。
（4）PCR技术不仅为遗传病的诊断带来了便利，而且改进了检测细菌和病毒的方法.若要检测一个人是否感染了艾滋病病毒，你认为可以用PＣR扩增血液中的（ ）
A。白细胞DＮA B.病毒蛋白质 　 C．血浆抗体 D.病毒核酸
20.下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点，请回答下列问题:

（1)一个图１所示的质粒经ＳmaⅠ切割前后，分别含有个游离的磷酸基团。
（2）若对图中质粒进行改造，插入的SｍaⅠ酶切位点越多，其热稳定性越.
（3）用图中的质粒和外源DNA构建重组质粒，不能使用SｍaⅠ切割，原因是
。
（4）与只使用EcoＲ I相比较,使用BamＨ Ⅰ和Ｈind Ⅲ两种限制酶同时处理质粒、外源DNA的优点在于可以防止。
（５）为了获取重组质粒，将切割后的质粒与目的基因片段混合，并加入酶。
(6)重组质粒中抗生素抗性基因的作用是为了。
(7）为了从ｃDNA文库中分离获取蔗糖转运蛋白基因,将重组质粒导入丧失吸收蔗糖能力的大肠杆菌突变体,然后在的培养基中培养，以完成目的基因表达的初步检测。
1．2 　基因工程的基本操作程序答案
ＣAAＣB ＤBＡDB ＣABCB AＣD ＡBC 　ＢCＤ
19(1）氢 解旋 　 碱基互补配对原则 　 （2）高 (３）1／1６ （4） D
20（１）0、2
（2）高
（3）SmaⅠ会破坏质粒的抗性基因、外源ＤNA中的目的基因
（4）质粒和含目的基因的外源DＮA片段自身环化
(５）ＤNA连接
（6)鉴别和筛选含有目的基因的细胞
（7）蔗糖为唯一含碳营养物质

基因工程的操作工具和操作程序练习题
班级 姓名
一、选择题
1.下面哪项不具有限制酶识别序列的特征(　 ）
A。GAATＴC Ｂ．ＧGGGＣＣCＣＣ.ＣTGCAＧ 　 　 D.CTAAＡTＣ
CTTAAＧ 　 CCCCＧＧGG　 　 GＡＣＧTC　　 　　 GATTTAＧ
２。EcoＲI和SmaⅠ限制酶识别的序列均由6个核苷酸组成,但切割后产生的结果不同,其识别序列和切割点（图中箭头处）分别如下图所示，请据图分析正确的是

A．所有限制酶的识别位点均由６个核苷酸序列组成
B。ＳmaⅠ限制酶切割后产生的是黏性末端
Ｃ。用连接酶连接平末端和黏性末端的连接效率一样
Ｄ．细菌细胞内限制酶可以切割外源DＮA,防止外源ＤNA入侵
3。下列DＮＡ片段能够用DNA连接酶连接起来的是

A。①和⑤ B．①和⑤、②和④ 　 Ｃ．①和③ 　 D．①和③、④和⑥
４。对基因组文库的描述,不正确的是　 　 　　　　 　 　 　 　
A。含有某种生物的全部基因
B.基因中含有启动子和内含子
C。文库的基因是通过受体菌承载的
D.文库中的全部基因可以在物种间交流
５．下表是基因工程中有关基因操作的名词及对应的内容,正确的组合是 

目的基因供体
分子手术刀
分子缝合针
载体
受体
Ａ
质粒
限制性
内切酶
DNA连接酶
提供目的基因
的生物
大肠杆菌等
Ｂ
提供目的基因的生物
ＤNA连接酶
限制性
内切酶
质粒
大肠杆菌等
Ｃ
提供目的基因的生物
限制性
内切酶
DNA连接酶
质粒
大肠杆菌等
D
大肠杆菌等
ＤNA连接酶
限制性
内切酶
提供目的基因
的生物
质粒
6。目的基因导入受体细胞后,是否可以稳定维持和表达其遗传特性,只有通过鉴定和检测才能知道.下列属于目的基因检测和鉴定的是①检测受体细胞是否有目的基因②检测受体细胞是否有致病基因
③检测目的基因是否转录ｍRNＡ 　 ﻩ④检测目的基因是否翻译蛋白质
ﻩA。①②③ Ｂ．②③④ C．①②④D．①③④
７．基因工程中,需使用特定的限制酶切割目的基因和质粒，便于重组和筛选。已知限制酶Ⅰ的识别序列和切点是一G↓ＧＡTCC－,限制酶Ⅱ的识别序列和切点是-↓GＡTC—。根据图示判断下列操作正确的是 　 　 　 　 　

A.目的基因和质粒均用限制酶Ⅱ切割
B．目的基因和质粒均用限制酶Ⅰ切割
Ｃ。质粒用限制酶Ⅱ切割,目的基因用限制酶Ⅰ切割
Ｄ．质粒用限制酶Ⅰ切割,目的基因用限制酶Ⅱ切割
8．人们常选用的细菌质粒分子往往带有一个抗菌素抗性基因，该抗性基因的主要作用是
A。提高受体细胞在自然环境中的耐药性　　 B.有利于对目的基因是否导入进行检测
C.增加质粒分子的分子量 　 　 D。便于与外源基因连接
9。 有关基因工程的叙述正确的是 (　　)
Ａ。限制性内切酶只在获得目的基因时才用 　 　Ｂ．重组质粒的形成在细胞内完成
Ｃ．质粒都可作运载体 　 　 D．蛋白质的结构可为合成目的基因提供资料
10．下列有关基因工程中限制内切酶的描述，错误的是
A．一种限制性内切酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列
B。限制性内切酶的活性受温度的影响
C．限制性内切酶能识别和切割RNＡ　
D．限制性内切酶可从原核生物中提取
线性DNA分子的酶切示意图
1１．已知某种限制性内切酶在一线性DNA分子上有3个酶切位点，如图中箭头所指，如果该线性DNA分子在3个酶切位点上都被该酶切断，则会产生a、ｂ、c、d四种不同长度的ＤＮA片段。现在多个上述线性ＤNA分子,若在每个DＮA分子上至少有1个酶切位点被该酶切断，则从理论上讲,经该酶切后,这些线性DNA分子最多能产生长度不同的DNA片段种类数是
A．3　 Ｂ．4 　 C．9 　 　 Ｄ．１2
12。下图是将人的生长激素基因导入细菌B细胞内制造“工程菌”的示意图。已知细菌Ｂ细胞内不含质粒Ａ，也不含质粒A上的基因。判断下列说法正确的是

A.将重组质粒导入细菌B常用的方法是显微注射法或基因枪法
B。将完成导入过程后的细菌涂布在含有氨苄青霉素的培养基上，能生长的只是导入了重组质粒的细菌
C．将完成导入过程后的细菌涂布在含有四环素的培养基上,能生长的就是导入了质粒A的细菌
D.目的基因成功表达的标志是受体细胞能在含有氨苄青霉素的培养基上生长
13．下图是基因工程主要技术环节的一个基本步骤,这一步需用到的工具是

Ａ。ＤＮA连接酶和解旋酶 　 　 B。ＤＮA聚合酶和限制性核酸内切酶
C．限制性核酸内切酶和ＤＮA连接酶 　 　 　D．DNＡ聚合酶和RＮA聚合酶
1４。人的糖蛋白必须经内质网和高尔基体加工合成。通过转基因技术,可以使人的糖蛋白基因得以表达的受体细胞是
A.大肠杆菌 　B.酵母菌 Ｃ.T４噬菌体 　D．质粒DＮA
15．下图为用于基因工程的一个质粒示意图。用EcoRI限制酶切割目的基因和该质粒，再用DＮA连接酶连接形成重组质粒,然后导人大肠杆菌，最后将大肠杆菌放在四种培养基中培养:a一无抗生素的培养基，b一含四环素的培养基,c一含氨苄青霉素的培养基，d一含四环素和氨苄青霉素的培养基。含重组质粒的大肠杆菌能生长的是( ）

　Ａ．ａ 　 B．a和c　 C．a和b　 　　Ｄ．b和c

１
2
3
４
5
6
７
8
9
10
1１
12
1３
14
15

二、填空题
１6.为扩大可耕地面积，增加粮食产量，黄河三角洲等盐碱地的开发利用备受关注。我国科学家应用耐盐基因培育出了耐盐水稻新品系。
(1)获得耐盐基因后，构建重组DＮA分子所用的限制性内切酶作用于图中的处，DNＡ连接酶作用于处.（填“ａ"或“b”）
(2)将重组ＤNA分子导入水稻受体细胞的常用方法有农杆菌转化法和法。
（3)为了确定耐盐转基因水稻是否培育成功，既要用放射性同位素标记的作探针进行分子杂交检测，又要用方法从个体水平鉴定水稻植株的耐盐性。

17．以重组DNA技术为核心的基因工程正在改变着人类的生活.请回答下列问题。
(１）获得目的基因的方法通常包括和。
（2）切割和连接DNA分子所使用的酶分别是和。
（3)运送目的基因进入受体细胞的载体一般选用病毒或，后者的形状成。
（4）由于重组DＮＡ分子成功导入受体细胞的频率,所以在转化后通常需要进行操作。
(5）将人胰岛素基因分别导入大肠杆菌与酵母菌,从两者中生产的胰岛素在功能和序列上是相同的。

1８. 1９７0年，特明和巴尔的摩证实了ＲNA病毒能依赖RＮＡ合成DＮA的过程，并发现了催化此过程的酶.下面为形成cDNＡ的过程和ＰCR扩增过程示意图。请根据图解回答下列问题:

70～75℃
RNA单链
杂交双链
RNA链 DNA链
①
核酸酶H
单链DNA
②
双链DNA
90～95℃
③
55～60℃
④
⑤

（1）催化①过程的酶是；核酸酶H的作用是.
（2）③过程也称为DＮA的变性,此过程在温度高达90～９5℃时才能完成,说明DNA分子具有性。
（3）由图中信息分析可知，催化②⑤过程的酶都是,两者在作用特性上的区别是。

19。在培育转基因植物的研究中,卡那霉素抗性基因(kan)常作为标记基因,只含卡那霉素抗性基因的细胞才能在卡那霉素培养基上生长.下图为获得抗虫棉的技术流程.
侵
染
抗虫基因
含kan质粒
重组质粒
土壤农杆菌
含重组质粒土壤农杆菌
A
构建
导入
B
培养选择
转基因抗虫植株
再生植株
愈伤组织
离体棉花叶片组织
C
诱导选择
分化
D
检测

请据图回答：
（1）A过程需要的酶有___＿＿___＿______＿_________＿_＿_＿_＿__＿___＿_＿______。
（2）Ｂ过程及其结果体现了质粒作为运载体必须具备的两个条件是__________＿____＿＿__＿
__＿＿＿_______＿__＿_＿__＿__＿_＿______＿____＿__＿_＿＿_____＿____＿___＿_。
(4)如果利用DNA分子杂交原理对再生植株进行检测，D过程应该用__＿__＿_＿_＿＿_＿_＿_
＿____＿_______＿_＿___＿______＿_________________＿__＿作为探针。
（５）科学家发现转基因植株的卡那霉素抗性基因的传递符合孟德尔遗传规律。
①将转基因植株与__________＿_____＿_____＿＿杂交，其后代中抗卡那霉素型与卡那霉素敏感型的数量比为１：１。
②若该转基因植株自交,则其后代中抗卡那霉素型与卡那霉素敏感型的数量比为＿_______。
③若将该转基因植株的花药在卡那霉素培养基上作离体培养，则获得的再生植株群体中抗卡那霉素型植株占_________＿__%。
第2节 基因工程及其应用
孝义三中 高一生物组 张文
一、 教材内容分析
基因工程是现代四大生物工程之一。《基因工程及其应用》是人教版高中生物必修2第6章第2节内容。本节内容主要包括三个方面,分两课时讲授。第1课时简要介绍“基因工程的原理”，第2课时介绍　“基因工程的应用”及“转基因生物和转基因食品安全性”。 本节内容是对前面所学育种内容的补充，是即贴近生活又远离生活的微观内容.由于在选修3中还有基因工程的介绍，因此本节的要求相对简单一些。
二、 学情分析
对于基因操作的工具和基本步骤,内容抽象和复杂,学生接触少，会出现掌握不好，甚至理解错误的情况。虽然经过必修1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,尽量通过生活化打比喻的方式和模型建构活动及采用多媒体动画形象化教学，并在教师引导下适时加强学生解决问题和运用图解等生物学语言归纳结论等方面的能力.切记不可讲的太多.
三、　教学目标
1、简述基因工程的基本概念；
2、简述基因工程的基本工具;
3、简述基因工程的基本操作步骤；
4、通过基因工程的简介，鼓励学生积极探索新知和科学创新,树立一分为二的辩证唯物主义思想;
四、教学重点、难点分析
教学重点: 基因工程的基本原理(概念、工具、操作步骤)
教学难点:　基因工程的基本原理
五、　教学思路
本节课主要解决如下几个问题：１）什么是基因工程？2）基因工程的主要原理是什么?3）基因工程的操作过程如何?4）基因工程有哪些方面的应用？如何看待转基因食品?由于本节内容和前面的育种内容联系比较紧密,因此可以让学生回顾前面几种育种方法的成果，再通过情景展现传统育种方法所不能达到的地方，进而引出基因工程,通过列举生活中的转基因成果让学生知道基因工程就在我们身边。而后通过与学生们所熟知的器官移植做对比，让学生理解基因工程的本质和操作过程。通过对转基因食品的讨论让学生树立辩证唯物主义观念。
六.教学策略及教学媒体
根据激趣原则，通过展示色彩绚丽的转基因生物图片入手，引出基因工程的概念,采取“引导-互动-探究"模式，即采用师生互动探究式教学，借助老师生活化打比喻和多媒体动画并安排学生制作模型活动从而使抽象的课程内容具体化，直观化和形象化。
七、 教学设计流程图   第1课时  　 “基因工程的原理”

引入新课：展示常规育种的成果和色彩绚丽的转基因生物、导入

设疑,讨论，简单介绍“抗虫棉”的产生

引出“基因工程”的概念

师生活动：探讨培育“抗虫棉"的具体过程并归纳出培育“抗虫棉"的关键步骤（生活化设喻）
,并引出并用类比方法介绍基因工程的基本工具：剪刀、针线、运载体

师生活动:通过动画课件展示基因工程操作的基本步骤，师生归纳基因工程操作的“四步曲”，并引导学生分析如何获得“抗虫棉”的过程，加强基因工程操作过程的理解应用

总结再现本节课的知识并布置学生课外收集基因工程的应用相关资料

课堂练习和作业布置（课外探究）

八、教学过程 

教学过程预设
教学步骤环节
教师的组织和引导
（教学内容的呈现)
学生活动
（学习活动的设计）
设计意图
一、情境导入

二、新课讲授
（一）基因工程的概念

（二)基因工程操作的基本工具
1.基因剪刀(分子手术刀）-—限制性核酸内切酶（简称：限制酶)

 2。“基因针线"——DＮA连接酶

3。“基因运输工具”　—— 运载体

(三)基因工程操作的基本步骤

(四）结课
回顾:常规育种有哪些成果?
情景:虫害会严重影响棉花的产量,但自然界的棉花都不具备抗虫的特性，请你设计一种育种方法解决这一问题。
多媒体逐一出示色彩绚丽的转基因生物图片
设问:在生活中大家亲眼见过这些生物吗?
其实前面大家看到的生物可以通过基因工程实现，基因工程给科学插上想象的翅膀，引出课题-—《第2节 基因工程及其应用》
问题：什么叫基因工程?
（从原理、操作水平、产生结果方面理解概念）(打比方)
取出优秀基因
“剪切”
“拼接”　
表达　
甲生物
新类型
新的生物产品　

乙生物

就像器官移植一样，只不过一个是从个体到个体,另一个是从细胞到细胞.
要实现这一目标,应该解决哪些问题？
展示问题:(１）如何获得目的基因?
（2)如何将目的基因导入受体细胞？
（3）目的基因是否表达?
基因工程操作的基本工具:
1．在生物学上作为获取目的基因的“剪刀”是什么？
【教师讲解】限制酶主要来自细菌等微生物体。因为微生物容易受到外源ＤNA的干扰，而限制酶可以切除这些外源DＮA，使其失活,是对自身生存的一种保护。EｃoRⅠ只是已知多种限制酶中的一种。ＥcoRⅠ是一种从细菌中发现的能在特定位置上切割DNＡ分子的酶，其特定的识别序列是ＧAAＴTＣ，特定的切点是在Ｇ和A之间。
探究１：限制酶的功能特点中指出两个“特定”,　这两个“特定”指什么?

探究2:限制酶切割DＮＡ分子后产生什么结果？ 
探究3：用同种限制酶切割的ＤNA末端需要用什么酶连接缝合呢?
2．“基因针线”-—DＮA连接酶
思考:DＮＡ连接酶连接的是两个脱氧核苷酸分子的什么部位? 
连接的部位:磷酸二酯键（梯子的扶手)，不是氢键(梯子的踏板）。
结果:两个相同的黏性未端的连接
过渡:通过讨论，我们知道基因剪刀—限制酶切割目的基因，并通过基因针线-—DNA连接酶将来源不同的两个基因连接起来，但是目的基因(如人的胰岛素基因）怎样才能导入受体细胞(如大肠杆菌细胞)？
3。“基因运输工具” ——　运载体
提问：常用的运载体有哪些?

展示质粒的结构模式图,介绍
探究4：充当运载体应该具有什么特点？
作用：将外源基因送入受体细胞.
具备的条件:能在宿主细胞内复制并稳定地保存;具有多个限制酶切点；具有某些标记基因。　种类:质粒、噬菌体和动植物病毒。
问题：那么基因工程具体是如何进行操作的呢？
播放基因工程操作的基本步骤的动画
归纳基因工程操作的基本步骤（四步曲):
（1）提取目的基因ﻫ   目的基因的提取途径：两条，一条是从供体细胞的DNA中直接分离基因；另一种是人工合成基因。ﻫ  （2)目的基因与运载体结合（以质粒为运载体）。ﻫ      目的基因与运载体结合的结果可能有三种情况：目的基因与目的基因结合，质粒与质粒结合，目的基因与质粒结合. ﻫ  （3）将目的基因导入受体细胞。ﻫ    导入方法：借鉴细菌或病毒侵染细胞的途径。ﻫ   　导入过程：运载体为质粒,受体细胞为细菌。ﻫ  (4）目的基因的检测和表达ﻫ      检测：通过检测标记基因的有无，来判断目的基因是否导入.
表达:通过特定性状的产生与否来确定目的基因是否表达.
探究５：请大家根据基因工程操作的基本步骤（四步曲），设计如何获得“抗虫棉”？ 
设问:请一位同学总结今天的课堂内容。
设疑:基因工程在实际应用领域中有何发展前景?请大家在课外查阅或上网收集基因工程的应用相关资料.

反馈练习
布置作业
个别提问 回答.
讨论，疑问？
学生欣赏，惊讶

学生思考总结“抗虫棉”是怎样产的?”

阅读教材，寻找答案，回答

相互讨论、交流用基因工程关键步骤和需要的工具

阅读课文，回答并举例说明。

思考回答

学生观察，理解

学生动手实践,展示成果

学生回答

学生思考，回答

 培养学生的分析能力

利用课外资料吸引学生的注意力,引起学生的兴趣,同时培养学生的观察能力和总结能力。

 通过展示问题‘引导学生讨论、交流从而培养学生分析问题的能力和归纳总结能力。

打比方使内容通俗化、形象化，利于学生理解

通过展示问题‘引导学生讨论、交流从而培养学生分析问题的能力和归纳总结能力.

通过学生自己动手,激起学生的兴趣,同时更加直观的了解知识,加深对知识的理解。
利用插图，结合阅读课本，归纳载体必须具备条件的认识，培养学生归纳总结能力,从而加深学生的记忆。
激发学生的兴趣，活跃课堂气氛，体现基础知识的准确运用，在运用中加深对基础知识的深层次理解,同时加强学生的合作精神

九、板书设计
第6章   第2节    基因工程及其应用—基因工程的原理（第１课时）
(一）基因工程的概念（原理、操作水平、产生结果)
（二）基因工程的操作工具
   1.基因剪刀-限制酶
   2.基因针线—DNＡ连接酶
   3。 基因运载工具—运载体
(三) 基因工程操作步骤（四步曲）
十、教学评价：
１） 巧妙布置预习作业,化“复杂”为“简约”。由于基因工程内容上的“高”与“新”,处理不好,会提高学习难度，令学生视高科技为畏途，致使教学流于形式。所以在课前以学生较为熟悉的转基因抗虫棉的培育过程案例为预习作业,使学生首先从整体上了解基因工程的四个步骤，起到了突破难点及培养自学能力的目的.
2)巧妙运用插图及多媒体技术，化“抽象”为“形象".对于基因工程，学生接触得少，只运用文字来教学会感到很抽象。如在讲授如何构建基因文库时，教师会提供一幅非常形象的插图，结合图文提出相应问题，诱导学生思考，从而把学习的注意力从简单的死记硬背引导到分析、批判、创新等有利于学生终身发展的能力上来。
3）巧妙利用概念图串联知识，化“部分”为“整体"。概念不可能单独存在,每个概念都必须根据与之有关的其他概念间的关系才能确定其准确的含义。通过分步探讨，学生已经对基因工程每一步操作的原理、方法和过程做到了理解，但并未从整体上把握到基因工程的全过程,教师可以指导学生构建概念图，将零散的知识进行归纳，把已掌握的知识显性化、可视化，实现新课程有效教与学的策略。

课题 １．2 基因工程的基本操作程序
学习目标:简述基因工程的原理和技术。
　 理解基因操作的工具和基本程序及应用。
学习重点和难点:
重点:提取目的基因的方法。
难点:目的基因导入受体细胞的途径.
自学测评：
基因工程的基本操作程序主要包括4个步骤：①目的基因的;
②的构建；
③将目的基因;
④目的基因的.
一、目的基因的获取：
１、目的基因：符合人们需要的，编码蛋白质的.
２。获取目的基因的方法
(1)从基因文库中获取目的基因
① 基因文库：将含有某种生物不同基因的许多,导人受体菌的群体中,各个受体菌分别含有这种生物的不同基因，称为基因文库。
基因组文库:含有一种生物的基因
② 种类
cDNA文库:含有一种生物的基因
③　目的基因的获取
根据基因的有关信息:基因的序列、基因在上的位置、基因的产物mRNＡ、基因的产物蛋白质等特性获取目的基因。
（2）利用PＣR技术扩增目的基因.
①　ＰCR:是一项在生物体外特定DNA片段的核酸合成技术.
② 过程：目的基因DＮA受热形成，与结合，然后在ﻩ＿＿＿_的作用下进行延伸形成DＮA。
③方式：指数扩增= (n为扩增循环的次数）
(3）化学方法人工合成：基因较,核苷酸序列。
二、基因表达载体的构建
1、表达载体的组成:目的基因+++标记基因+。
2、启动子:位于基因的，它是结合的部位，驱动基因转录产生mRNA。
3、终止子:位于基因的，终止。
４、标记基因:受体细胞是否含有目的基因。
5、表达载体的功能：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且给下一代；使目的基因 ﻩ_＿__和发挥作用。
6、不同的受体细胞及目的基因导入受体细胞的方法，基因表达载体的构建上也会有所差别。
三、将目的基因导入受体细胞
(一）转化:目的基因进人受体细胞内，并在受体细胞内维持稳定和的过程。
(二)方法
１、将目的基因导入植物细胞
(1）农杆菌转化法
①　农杆菌特点：易感染植物和裸子植物，对______＿____植物没有感染力；Ti质粒的可转移至受体细胞，并整合到受体细胞的染色体上。
② 转化：目的基因插人农杆菌→导入植物细胞→目的基因整合到植物细胞染色体上→目的基因的遗传特性得以稳定维持和表达.
（２）基因枪法：是植物中常用的一种基因转化方法，但是成本较高。
（３)花粉管通道法
２.将目的基因导入动物细胞
(1）方法：。
（２)操作程序：目的基因表达载体→取→显微注射→注射了目的基因的受精卵移植到____性动物的 _＿______＿内发育→新性状动物。
3。将目的基因导人微生物细胞
(1）原核生物特点：繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少等。
（２）转化：处理细胞→细胞→表达载体与感受态细胞混合→　_＿＿细胞吸收ＤNA分子。
四、目的基因的检测与鉴定
类型
步骤
检测内容
方法
结果显示
水平检测
第一步
目的基因是否进入受体细胞

是否成功显示出杂交带
第二步
目的基因是否转录出mRＮA

是否成功显示出杂交带
第三步
目的基因是否翻译出蛋白质

是否成功显示出杂交带