基因工程的基本操作程序教学案doc.doc
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1、基因工程的基本操作程序教学案【实用文档】doc文档可直接使用可编辑,欢迎下载。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PC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目的基因的;的构建;将目的基因;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()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
2、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基因组文库和部分基因文库(如D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PCR是_技术,是的缩写。原理:_。,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_.条件:DN模板、。扩增过程:a变性():目的基因DA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
3、下进行延伸Ta酶的特点是。PCR技术与DNA复制的比较:PC技术N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。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.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。构建基因表达载体的过程:用(同、不同)种限
4、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农杆菌转化法法法()将目的基因导入动物细胞技术是将目的基因导入受体细胞的最有效方法.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原核生物作为基因工程受体细胞的优点:。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N分子.(四)目的基因的检测与鉴定(1)检测转
5、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DN提取出来,在含有目的基因的DN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N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。()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 ( ).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
6、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。下列不属于获得目的基因的方法的是 ( )A。利用N连接酶复制目的基因 B利用D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DN,需要的条件是( )目的基因 TP 四种脱氧核苷酸 NA聚合酶等 mRA核糖体A。 B 。 4.根据NA的信息推出获取目的基因的方法是( )用DNA探针测出目的基因 用mNA探针测出目的基因C。用mRA反转录形成目的基因 D用PCR技术扩增mRA。在已知某小片段基因碱基序列的情况下,获得该
7、基因的最佳方法是( )A用mRN为模板逆转录合成.以4种脱氧核苷酸为原料人工合成。由蛋白质的氨基酸序列推测mRNA .将供体DN片段转入受体细胞中,再进一步筛选。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 复制原点8。在基因表达载体的构建中,所需要的酶是( )限制酶 DN连接酶 解旋酶 DNA聚合酶A. B D.植物学家在培育抗虫棉时,对目的基因作适当修饰,使目
8、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 .引物 C标记基因 .启动子10下列哪项不是将目的基因导入植物细胞的方法( )。基因枪法 B。显微注射法 .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 。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C2+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 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质粒上 B受体
9、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( )检测受体细胞是否有目的基因 检测受体细胞是否有致病基因检测目的基因是否转录mRA 检测目的基因是否翻译蛋白质 AB C 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NA分子C合成球蛋白的DAD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
10、理目的基因和质粒BA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DA分子中增加一个碱基对,可能导致毒蛋白的毒性丧失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
11、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,R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D的人工复制(如下图),在很短的时间内,将NA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9的目的是使DNA样品中的_键断裂,该过程在生物体细胞内
12、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,这说明分子的合成遵循_.(2)与细胞内DN复制相比,PCR技术所需要的NA聚合酶的最适温度比较_(高、低)。(3)通过C技术使DNA分子大量复制时,若将一个用1N标记的模板DA分子(第一代)放入试管中,以14标记的脱氧核苷酸为原料,连续复制到第五代时,含1N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PR扩增血液中的( )A。白细胞DA B.病毒蛋白质 C血浆抗体 D.病毒核酸20.下表中列出了几
13、种限制酶识别序列及其切割位点,请回答下列问题:(1)一个图所示的质粒经ma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Sa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Sa切割,原因是。(4)与只使用Eco I相比较,使用Bam 和ind 两种限制酶同时处理质粒、外源DNA的优点在于可以防止。()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DNA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
14、达的初步检测。12 基因工程的基本操作程序答案AAB BDB ABCB AD BC C19(1)氢 解旋 碱基互补配对原则 (2)高 ()11 (4) D20()0、2(2)高(3)Sma会破坏质粒的抗性基因、外源NA中的目的基因(4)质粒和含目的基因的外源DA片段自身环化()NA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
15、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
16、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:)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
17、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
18、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
19、子手术刀)-限制性核酸内切酶(简称:限制酶)2。“基因针线DA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
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