苏教版选修三1.1基因工程概述教案(2)
1.1 基因工程概述 第2课时 学案 苏教版选修三
1.1 基因工程概述第2课时学案苏教版选修三高二年级第二学期生物学科总第 2 课时导学案课题第一章基因工程第一节基因工程概述（第二课时）使用时间：主备人：一、学习目标：1.简述基因工程基本操作程序的四个步骤。
2.简述目的基因的获得、运载体的构建、目的基因的导入与检测等常用的方法及其基本原理。
3.关注基因工程的发展，认同基因工程的应用促进生产力的提高二、知识构成：1.如何获得目的基因？2.如何利用基因工程的工具酶来处理目的基因和运载体？3.基因工程的受体细胞是什么？为什么要对受体细胞进行检测？4.基因工程操作的步骤是什么？5.在转基因作物抗软化番茄的培育过程中，受体细胞是什么？运载体又是什么？你能否利用基因工程图解来说明这个问题？6.抗软化番茄抗软化的机理是什么？7.什么是聚合酶链式反应？三、学法和自检：1. 在基因工程技术中，需要用CaCl2处理的环节是（）A 目的基因的提取和导入B 目的基因与运载体结合C 将目的基因导入受体细胞D 目的基因的检测与表达2. 1982年，美国科学家将人的生长素基因和牛的生长素基因分别注射到小白鼠的受精卵中，得到了体型巨大的“超级小鼠”。
此项研究遵循的原理是（）A DNA→RNA→蛋白质B RNA→DNA→蛋白质C DNA→蛋白质→RNAD RNA→蛋白质→DNA3. 基因工程的主要技术环节包括＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
4. 聚合酶链式反应（PCR技术）是科学家＿＿＿发明的，该项技术是指在＿＿＿＿＿＿＿＿通过＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿的技术。
运用该技术，可以将目的基因扩增百万倍以上。
课题第一章基因工程第一节基因工程概述（第二课时）四、达标检测1. 在基因工程中，若目的基因是真核生物的某基因，则用鸟枪法和合成法获得的目的基因有差异。
高中生物1.2 基因工程的应用 学案(2)(苏教版选修3)
基因工程的应用【本节重难点】重点：1.基因工程在农业和医疗等方面的应用难点：1.基因治疗【知识精讲】教材梳理知识点一植物基因工程的应用植物基因工程技术主要用于提高农作物的抗逆能力（如抗除草剂、抗虫、抗病、抗干旱和抗盐碱等）以及改良农作物的品质和利用植物生产药物等方面。
1.提高抗逆性（1）常用抗虫基因：用于抗虫（杀虫）的基因主要是Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因等。
（2）常用抗病基因：a.抗病毒基因有：病毒外壳蛋白基因和病毒的复制酶基因；b.抗真菌基因有：几丁质酶基因和抗毒素合成基因（3）其他抗逆基因：环境条件对农作物的生产会造成很大影响，并且这些影响是多方面的，因此，抗逆性基因也有多种多样，如：抗盐碱和干旱的调节细胞渗透压基因、抗冻基因、抗除草剂基因等等。
2.改良植物品质由于人们的食品含有的营养不平衡，不能满足人们对食品的要求，这样，可以通过转基因技术，使植物能够合成某些本来不能合成的物质。
如科学家将必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因导入植物中，或者改变这些氨基酸合成途径中某种关键酶的活性，以提高氨基酸的含量。
3.生产药物基因工程不但促进了传统技术的变革，也为人类提供了传统产业难以得到的许多昂贵药品，并已形成基因工程制药业的雏形。
目前诸如人胰岛素、人生长激素、人脑激素、α－干扰素、乙肝疫苗、蛋白C、组织血纤维蛋白溶酶原激活剂等数十种基因工程药物已实现商品化。
此外，还有促红细胞生成素、白细胞介素－2、肾素、心钠素等一大批珍贵药品正处于试用或临床试验阶段。
知识点二动物基因工程的应用1.用于提高动物生长速度：由于外援生长激素基因的表达可以使转基因动物生长得更快，将这类基因导入动物体内，以提高动物的生长速率。
如：转基因绵羊和转基因鲤鱼。
2.用于改善畜产品的品质：基因工程可用于改善畜产品的品质。
如：有些人对牛奶中的乳糖不能完全消化或食用后会出现过敏、腹泻、恶心等不适症状，科学家将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组，这样所获得的牛奶其成分不受影响，但乳糖的含量大大减低。
高中生物 第一章 基因工程 1.1.1 基因工程概述导学案苏教版选修3
高中生物第一章基因工程 1.1.1 基因工程概述导学案苏教版选修3【课标要求】简述基因工程的诞生简述基因工程的原理及技术举例说出基因工程的应用【教学目标】1、简述基因工程所需3种基本工具的使用。
2、学习运用知识解决相关问题的能力。
3、认同基因工程的诞生和发展离不开理论研究和技术创新。
【教学过程】知识点一、基因工程的诞生和发展（一）诞生和发展理论铺垫：艾弗里证明了；沃森和克里克阐明了；尼伦贝格等（二）基因工程的概念基因工程是指在通过人工“ ”和“ ”等方法，对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入并使重组基因在中表达，产生。
包括、以及。
基因工程的别名操作环境操作对象操作水平基本过程结果二、基因工程的工具“分子手术刀”（1）这类酶在生物体内能将外来的DNA切断，即能够限制异源DNA的侵入并使之失去活力，但对自己的DNA却无损害作用，这样可以保持细胞原有的遗传信息。
（2）由于这种切割作用是在DNA分子内部进行的，故名限制性核酸内切酶（简称_______）。
（3）DNA分子经限制酶切割产生的DNA片段，末端通常有两种形式，即和。
【例1】下列关于限制酶的说法正确的是（）A、限制酶广泛存在于各种生物中，但微生物中很少B、一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列C、不同的限制酶切割DNA后都会形成黏性末端D、限制酶的作用部位是特定核苷酸形成的氢键2、DNA连接酶“分子缝合针”拓展：根据DNA连接酶的来源不同，可以将它分为两类：一类是从大肠杆菌中分离得到的，称为Ecoli DNA连接酶。
Ecoli DNA连接酶只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间连接起来，不能将双链DNA片段平口末端之间进行连接。
另一类是从T4噬菌体中分离出来的，称为T4DNA连接酶。
T4DNA连接酶既可以“缝合”双链DNA片段互补的黏性末端，又可以“缝合”双链DNA片段的平口末端，但连接平口末端之间的效率比较低。
【例2】下图为DNA分子的切割和连接过程。
苏教版选修三 1.1基因工程概述 教案 (2)
2
学生回答： 原核生物繁殖速 度快。 【拓展】 2．将目的基因导入动物细胞：一般采用显微注射技术。常用的动物细胞为受精 卵。再将注射了目的基因的受精卵，经胚胎早期培养一段时间后，再移植到雌 性动物的输卵管或子宫内，使其发育成为具有新性状的动物。 3. 将目的基因导入微生物细胞： （1）早期基因工程操作一般都采用细菌等原核细胞作为受体细胞，其主要原因 是什么？ DNA 分子杂交的原理 【分析】原核生物具有繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少等，因此，早 就是碱基互补配对原 期的基因工程操作都用原核生物作为受体细胞， 其中以大肠杆菌应用最为广泛。 则。 （2）在将目的基因导入到细菌细胞时，一般要用 CaCl2 处理，为什么？ 【分析】用 Ca2+处理细胞，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，在一定温度下更易吸收重组 DNA 分子。
程
学生活动： 阅读课本第 13 页 图 1—6，总结土壤农 杆菌转化法的过程。
三、将目的基因导入受体细胞：
1. 将目的基因导入植物细胞：一般采用农杆菌转化法。其操作的方法是将目的 基因插入到土壤农杆菌的 Ti 质粒的 T—DNA 上，通过农杆菌的转化作用，使 目的基因进入植物细胞， 并将其插入到植物细胞中染色体的 DNA 上， 使目的基 因的遗传特性得以稳定维持和表达（如图所示） 。 思考 3： 在将目的基因导 入动物细胞时，一般 为什么采用受精卵2）原理：PCR 是利用双链 DNA 复制的原理，将基因的核苷酸序列不断地加以 复制，使其数量呈指数方式增加。利用 PCR 技术扩增目的基因的前提，是要有 一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根据这一序列合成引物。 （3）过程：目的基因 DNA 受热变性后解旋形成 DNA 单链，引物与单链相应互补 序列结合，然后在 DNA 聚合酶作用下进行延伸，如此重复循环多次。 3．此外，如果基因片段比较小，核苷酸序列又已知，也可以利用 DNA 合成仪用 化学方法直接人工合成。
第一章《基因工程》教案二 苏教版选修3
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苏教版选修三1.1基因工程概述学案
第一章基因工程第一节基因工程概述【课程标准】简述基因工程的原理及技术。
【学习目标】1．通过知识回顾，能说出传统生物育种方法和运用基因工程育种的差异；2．通过相关实例的分析归纳和教材内容的梳理，能说出获取目的基因常用的方法和技术操作；3．通过图解分析，能初步认识基因表达载体的组成及构建的必要性。
4．通过“积极思维”中的实例分析及其他材料的研读，认识导入目的基因的一般方法、检测和鉴定目的基因的不同层次。
【教学过程】【活动1】传统的生物育种常采用哪些方法？它们依据的原理分别是什么，有什么特点？若运用基因工程来培育新品种，则有什么明显的优势？三、基因工程的实施过程：（一）获取目的基因【活动2】阅读教材P13 页相关内容，回答下列问题：（1）什么是目的基因，什么是供体生物、受体细胞？试举一实例加以说明。
（2）获得目的基因的方法有哪些？（3）什么是基因文库？什么是部分基因文库？怎样从基因文库中得到我们所需的目的基因？（4）浏览教材P14 “知识海洋”，归纳PCR技术依据的原理、操作过程和结果，指出这项技术在基因工程中的主要作用。
(5)什么情况下可考虑选择通过化学方法直接人工合成目的基因?【小结】：1.通过基因文库获取目的基因：-基因组文库：含有一种生物的_______________ 基因①种类-部分基因文库：含有一种生物的_______________ 基因②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.通过PCF技术扩增目的基因：(1)______________________________________________________ PCR勺含义：。
(2)目的：获取大量的目的基因(3)原理：。
选修3专题 基因工程教案
1.1 DNA重组技术的基本工具教学目标一、知识目标（1）简述三种工具的作用（2）认同基因工程的诞生和发展离不开理论研究和技术创新二、能力目标（1）通过对材料的观察，学会科学的观察方法，培养观察能力。
（2）通过对基本概念、基本原理、科学方法的正确理解和掌握，逐步形成比较、判断、推理、分析、综合等思维能力，具备能运用学到的生物学知识评价和解决某些实际问题的能力。
（3）通过学生动手制作重组DNA的模型，培养学生的动手能力以及合作精神。
三、情感目标认同基因工程的诞生和发展离不开理论研究和技术创新重难点重点：（1）简述三种工具的作用（2）认同基因工程的诞生和发展离不开理论研究和技术创新难点：载体必须具备的条件课前准备提前通知学生预习课文用蓝色和红色卡纸制作模拟DNA片段，剪刀，透明胶等教学过程【情景创设】同学们都知道棉花使我们国家的主要经济作物之一。
但是20世纪九十年代以来，我国内地主要棉产区棉铃虫大爆发。
仅仅1992年一年，我国北方棉产区减产皮棉80多万吨，造成直接经济损失50多亿。
而且由于大量使用化学杀虫剂（约15万吨），造成数万人中毒。
同时造成了严重的环境污染。
于是我们国家的棉农“一气之下”该种了抗虫棉！同学们，请想一想，一百年前，中国人甚至是全世界的人有抗虫棉种么？学生：没有。
因为没有那个技术条件！【师生互动】一、基因工程的诞生和发展离不开理论研究和技术创新学生浏览课本2-3页的内容，主要注意黑体字。
尝试简述基因工程的诞生和发展离不开理论研究和技术创新的原因。
师：棉花本身有没有抗虫基因？生：没有师：那么抗虫基因从哪里来呢？生：从别的生物那里来。
（引出基因工程的概念）二、基因工程的概念（学生一起朗读一遍这个概念）基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，并通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。
由于基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的。
高中生物 第一章 基因工程 第一节 基因工程概述 第2课时 基因工程的实施过程课件 苏教版选修3
土壤农杆菌
目 的 基 因 插 入 _T__i质__粒__的__T__D_N_A__ ―进―入→ 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)目的基因导入动物细胞常用方法是____显__微__注__射_____法：目的 基因表达载体提纯→取卵(受精卵)→___显__微__注__射______→受精卵 发育→获得具有新性状的动物。
就能获得大量的目的基因。因此，基因工程常用的受体细胞有
A．这三种方法都用到酶，都是在体外进行 B．①②③碱基对的排列顺序均相同 C．图示 a、b、c 三种方法均属人工合成法 D．方法 a 不遵循中心法则
解析：选 A。分析题图可知 a 为逆转录法获得目的基因，用到 逆转录酶；b 为直接从生物体获得目的基因，用到限制酶；c 为 用 PCR 技术扩增获取目的基因，用到 Taq DNA 聚合酶，且三 种方法均在生物体外进行，故 A 正确；图示中①为逆转录法， ②为直接分离目的基因，③为 PCR 技术扩增法，由于密码子的 简并性，三种方法得到的目的基因中碱基对排列顺序不一定相 同，故 B、C 错误；逆转录法遵循中心法则的内容，故 D 错误。
过高
高
突破 2 基因表达载体的构建 2．如图是利用基因工程技术培育转基因植物，生产可食用疫苗 的部分过程示意图，其中 Pst Ⅰ、Sma Ⅰ、EcoR Ⅰ、Apa Ⅰ 为四种限制性核酸内切酶。下列说法错误的是( )
A．图示过程是基因工程的核心步骤 B．表达载体构建时需要用到限制酶 SmaⅠ C．抗卡那霉素基因的存在有利于将含有抗原基因的细胞筛选出 来 D．除图示组成外，表达载体中还应该含有启动子和终止子等结 构
复习课件
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（2）原理：PCF是利用双链DNA复制的原理，将基因的核苷酸序列不断地加以复制，使其数量呈指数方式增加。
利用PCR技术扩增目的基因的前提，是要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引物。
（3 ）过程：目的基因DNA受热变性后解旋形成DNA单链，引物与单链相应互补序列结合，然后在DNA聚合酶作用下进行延伸，如此重复循环多次。
教3•此外，如果基因片段比较小，核苷酸序列又已知，也可以利用DNA合成仪用
化学方法直接人工合成。
二、基因表达载体（重组DNA分子或重组质粒）的构建：
【讲述】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。
其目的是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，冋时使目的基因能够表达和发挥作用。
学
fl 表达建体
n 越止子
墓固黑这IS悴樓衣as思考2 :
【拓展】一个基因表达载体的组成，除了目的基因夕卜，还必须有启动子、终止阅读课本第12页
子以及标记基因等。
图1 —4,讨论如何将启动子是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的首段，它是RNA聚合酶
识别和结合的部位，有了它才能驱动基因转录出mRNA最终获得所需要的蛋白
目的基因与载体构建
成重组DNA分子？
过质。
终止子相当于一盏红色信号灯，使转录在需要的地方停止下来。
终止子位于基因的末端，也是一段有特殊结构的DNA片段。
标记基因的作用是为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来，如抗生素抗性基因就可以作为这种基因。
学生活动：
【分析】构建重组DNA分子的方法是用冋种限制酶分别切割目的基因与载体，
阅读课本第13页图1 —6,总结土壤农
程使它们露岀的黏性末端通过碱基互补配对而黏合起来，再用DNA连接酶将两个杆菌转化法的过程。
DNA片段缝合起来。
三、将目的基因导入受体细胞：
1.将目的基因导入植物细胞：一般采用农杆菌转化法。
其操作的方法是将目的思考3:
基因插入到土壤农杆菌的Ti质粒的T —DNA上，通过农杆菌的转化作用，使在将目的基因导目的基因进入植物细胞，并将其插入到植物细胞中染色体的DNA上，使目的基入动物细胞时，一般因的遗传特性得以稳定维持和表达（如图所示）。
为什么米用受精卵作
为受体细胞？
梅"遗皿W
X*1 I
J
I = 常H
晦年因龍
9
【拓展】
2•将目的基因
导入动
物细胞：一般采用
显微注射技术。
常用的动物细胞为 受精
卵。
再将注射了目的基因的受精卵，经胚胎早期培养一段时间后，再移植到雌 性动物的输卵管或子宫内，使其发育成为具有新性状的动物。
3•将目的基因导入微生物细胞：
（1） 早期基因工程操作一般都采用细菌等原核细胞作为受体细胞， 其主要原因 是什
么？
【分析】原核生物具有 繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少 等，因此，早
期的基因工程操作都用原核生物作为受体细胞， 其中以大肠杆菌应用最为广泛。
（2） 在将目的基因导入到细菌细胞时，一般要用
CaCl2处理，为什么？
【分析】用Ca 2+
处理细胞，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，在一定温度下更易吸收重组
DNA 分子。
四、目的基因的检测与鉴定：
【拓展】
过 1 •分子水平的检测：
（1） 检测转基因生物染色体的 DNA 分子上是否插入了目的基因， 要采用DNA 分
子杂交技术。
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标记，以此作为探针，使探针与基因组 DNA 杂交，如果
显示出杂交带，就表明目的基因已插入染色体
DNA 中。
（2） 检测目的基因是否转录出 mRNA ，要采用DNA — RNA 分子杂交技术。
与 上述方法不同的是从转基因生物中提取的是
mRNA ，同样用标记的目的基因作
程 探针，与mRNA 杂交，如果显示出杂交带，则表明目的基因转录出了 mRNA 。
（3） 检测目的基因是否翻译出蛋白质，要进行抗原一抗体杂交。
是指从转基因 生物中提取蛋白质，用相应的抗体进行抗原一抗体杂交，若有杂交带出现，表 明目的基因已形成蛋白质产品。
2•个体水平的鉴定：例如，一个抗虫或抗病的目的基因导入植物细胞后，是否 赋予了植物抗虫或抗病
特性，需要做抗虫或抗病的接种实验，以确定是否具有 抗性以及抗性的程度。
【分析】做抗虫的接种实验，也就是让害虫吃棉花的叶片，观察害虫是否死亡。
【课堂总结】
学生回答：
原核生物繁殖速 度快。
iSX z
DNA 分子杂交的原理 就
是碱基互补配对原 则。
思考4:
如何鉴定一个抗 虫或抗病基因导入棉 花细胞后，是否赋予 了棉花抗虫或抗病的 特性？
l DNA
帕村
1
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目的基因加取|
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基因表达载休的构建 |人工合成 「| 土壤収幵菌转蘇
|显微注翩技术
1|导入微主物詡胞I
教学 反思 目的基因导入爱恨H 胞 巨刃基因的验测与鉴定。