专题1基因工程教学内容
《基因工程》实验教学教案
《基因工程》实验教学教案一、实验教学目标1. 让学生了解基因工程的基本概念、原理和操作步骤。
2. 培养学生运用基因工程技术解决实际问题的能力。
3. 帮助学生掌握基因克隆、基因编辑等实验技能。
二、实验教学内容1. 基因克隆实验：让学生通过PCR扩增目的基因，并进行琼脂糖凝胶电泳分析。
2. 基因编辑实验：让学生利用CRISPR/Cas9系统对目标基因进行编辑，并通过PCR和琼脂糖凝胶电泳验证编辑效果。
3. 基因表达实验：让学生将目的基因插入到表达载体中，转化大肠杆菌，并通过IPTG诱导表达。
4. 抗原-抗体反应实验：让学生利用基因工程方法制备重组抗原，并进行抗原-抗体特异性反应检测。
5. 基因工程应用实例：让学生了解基因工程在生物制药、农业、环保等领域的应用。
三、实验教学方法1. 讲授法：讲解基因工程的基本原理、操作步骤和实验技巧。
2. 演示法：演示基因克隆、基因编辑等实验操作，让学生直观地了解实验过程。
3. 实践操作：让学生动手进行实验，培养实验操作能力和团队协作精神。
4. 讨论法：引导学生针对实验结果进行分析和讨论，提高解决问题的能力。
四、实验教学准备1. 教材和参考资料：准备《基因工程》等相关教材和参考资料，为学生提供理论支持。
2. 实验器材：准备PCR仪器、琼脂糖凝胶电泳设备、表达载体、大肠杆菌等实验所需的器材和试剂。
3. 实验指导：制定详细的实验步骤和操作指南，方便学生查阅。
五、实验教学评价1. 过程评价：评价学生在实验操作过程中的规范性和团队协作精神。
3. 应用评价：评价学生运用基因工程知识解决实际问题的能力。
4. 学生互评：鼓励学生互相评价，提高自我认知和沟通能力。
六、实验教学流程1. 实验前准备：讲解实验原理、目的和操作步骤，检查实验器材和试剂。
2. 实验操作：按照实验指导进行基因克隆、基因编辑等实验操作。
3. 实验结果分析：对实验结果进行分析和讨论，解释实验现象。
5. 实验总结：总结实验收获和不足，提出改进措施。
生物：专题1《基因工程》课件(1)(新人教版选修3)
区分下列DNA末端是黏性末端还是平 末端，并回答哪些能用DNA连接酶连 接起来？
（3）运载体
①作用：将外源基因送入受体细胞。
为什么 要具备 这些条件
②具备的条件： 能在宿主细胞内复制，并稳定地保存 有多个限制酶切点，与外源基因连接。 具有某些标记基因， 便于进行筛选 对受体细胞无害
③举例：质粒（常用）、噬菌体 和动植物病毒。
获取目的基因的方法：1.从基因中获取目的基因。2.利用PCR技术合成DNA
PCR:聚合酶链式反应.是以DNA变性、复制的某
些特性为原理设计的. 前提条件是必须对目的基因有一定的了解，需 要设计引物。
3. mRNA差异显示法获得目的基因 （反转录）
4. 根据已知的氨基生物不同基因的许多 DNA片段,导入受体菌的群体中储存,各个受体 菌因可以
2.利用PCR技术合成DNA
（1）以DNA 片段作模板，在 90℃ 高温下，分开成 为单链DNA。
高温的作用是？
（2）以DNA 小段寡聚核苷酸做引物，在 50℃ 的温度 下，找到可以配对的正链和负链，形成互补结合。 （3）在 70℃ 高温下，合成一条与模板 DNA 单链（正 链或负链）互补结合的DNA新链。
质粒是独立于细菌拟核之外的双链 环状DNA分子，具有以下主要特点： 1、能自我复制并在受体细胞中稳定存在 2、有一个或多个限制酶切点 3、有特殊的遗传标记基因 注意：真正用作运载体的质粒都 是人工改造过的。
大肠杆菌及质粒载体结构模式图
有标记基因的存 在，将来可用含 青霉素的培养基 鉴别。
有切割位点
1、原核细胞的基因与真核细胞的基因相比， 主要的区别有 ①所含核苷酸的数目 ②基本组成单位 ③基本功能 ④非编码区的结构 ⑤编码 区的结构 A．①⑤ B．②③ C．④⑤ D．①③ 2、大肠杆菌和酵母菌细胞内各有一种蛋白质 都是由10个氨基酸组成，那么控制蛋白质白 质合成的基因，其组成的脱氧核苷酸数是 A．大肠杆菌的多 B．酵母菌的多 C．两者一样多 D．无法确定
高中生物选修3教案 第1章 基因工程
专题一 1.1 DNA重组技术的基本工具1、教材分析《DNA重组技术的基本工具》是人教版生物选修三专题一《基因工程》的第一节，本节内容主要是介绍了DNA重组技术的三种基本工具，是学习《基因工程的基本操作程序》的基础和前提。
2、教学目标1．知识目标：（1）简述基础理论研究和技术进步催生了基因工程。
（2）简述DNA重组技术所需的三种基本工具。
2．能力目标：运用所学DNA重组技术的知识，模拟制作重组DNA模型。
3．情感、态度和价值观目标：（1）关注基因工程的发展。
（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。
3、教学重点和难点1、教学重点DNA重组技术所需的三种基本工具的作用。
2、教学难点基因工程载体需要具备的条件。
4、学情分析学生在必修课中已经学习过关于基因工程的基础知识，对于本部分内容已经有了初步了解，所以学习起来应该不会有太大的困难。
5、教学方法1、学案导学：见学案。
2、新授课教学基本环节：预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→发导学案、布置预习6、课前准备1．学生的学习准备：预习《DNA重组技术的基本工具》，初步把握DNA重组技术所需的三种基本工具的作用。
2．教师的教学准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案。
七、课时安排：1课时一、教学过程(一) 预习检查、总结疑惑。
检查学生落实预习情况并了解学生的疑惑，使教学具有针对性。
（二）情景导入、展示目标。
教师首先提问：A.我们以前在哪部分学习过基因工程？（必修二从杂交育种到基因工程）B.回想一下，转基因抗虫棉是怎样培育出来的？经过了哪些主要步骤？（实质是基因工程的基本操作程序：目的基因的获取，基因表达载体的构建，将目的基因导入受体细胞，目的基因的检测与鉴定）从这节课开始，我们将深入学习基因工程，今天我们来学习DNA重组技术的基本工具。
我们来看本节课的学习目标。
（多媒体展示学习目标，强调重难点）（三）合作探究、精讲点拨。
初中基因工程教案
初中基因工程教案课程目标：1. 了解基因工程的基本概念和原理；2. 掌握基因工程的技术和应用；3. 培养学生的科学思维和创新能力。
教学内容：1. 基因工程的基本概念；2. 基因工程技术；3. 基因工程的应用；4. 基因工程与生物伦理。
教学过程：一、导入（5分钟）1. 引导学生思考：什么是基因？基因在生物体中有什么作用？2. 学生回答后，教师总结：基因是生物体遗传信息的基本单位，控制着生物体的生长、发育和各种生理功能。
二、基因工程的基本概念（10分钟）1. 介绍基因工程的概念：基因工程是一种通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物新的遗传特性的技术。
2. 解释转基因生物的概念：转基因生物是通过基因工程技术将外源基因导入到生物体中，使其具有新的遗传特性的生物。
三、基因工程技术（15分钟）1. 介绍基因工程的基本步骤：目的基因的获取、基因表达载体的构建、目的基因的导入、目的基因的检测与鉴定。
2. 讲解基因表达载体的构建：包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等组成。
3. 介绍目的基因导入的方法：农杆菌转化法、显微注射法、钙离子处理法等。
四、基因工程的应用（10分钟）1. 农业方面：转基因作物、转基因动物、生物农药等。
2. 医学方面：基因治疗、基因诊断、生物制药等。
3. 环境保护方面：生物降解、生物修复等。
五、基因工程与生物伦理（10分钟）1. 介绍基因工程在生物伦理方面的问题：转基因生物的安全性、生物多样性保护、遗传歧视等。
2. 引导学生思考：如何看待基因工程与生物伦理问题？六、总结与评价（5分钟）1. 总结基因工程的基本概念、技术和应用。
2. 强调基因工程的重要性和潜在风险。
教学评价：1. 学生能够准确回答基因工程的基本概念和原理；2. 学生能够掌握基因工程的技术和应用；3. 学生能够对基因工程与生物伦理问题进行思考和讨论。
教学资源：1. 教材或教辅资料；2. 多媒体课件；3. 网络资源。
教学建议：1. 在讲解基因工程的基本概念时，可以结合具体的实例进行说明，以便学生更好地理解和掌握；2. 在讲解基因工程技术时，可以进行实验演示或播放实验视频，增强学生的实践操作能力；3. 在讲解基因工程的应用时，可以结合当前热点问题进行讨论，提高学生的科学素养和创新能力。
基因工程的基本内容教学设计
基因工程的基本内容教学设计教学设计：基因工程的基本内容一.教学目标1.通过本课程的学习，使学生了解基因工程的基本概念、基本原理和基本技术。
2.使学生了解基因工程在农业、医学等方面的应用，并能够分析其优缺点。
3.培养学生的科学素养和科学思维能力。
二.教学内容1.基因工程的基本概念2.基因工程的基本原理3.基因工程的基本技术4.基因工程在农业、医学等领域的应用三.教学过程1.导入（10分钟）引入基因工程的研究背景和重要性，激发学生的学习兴趣。
2.基因工程的基本概念（20分钟）通过课件和图表，介绍基因工程的基本概念，并让学生能够理解基因工程与传统育种方法的区别。
3.基因工程的基本原理（30分钟）讲解基因的结构和功能，以及基因转导、重组、修饰等基本原理，并通过案例分析说明基因工程如何改变生物体的遗传特性。
4.基因工程的基本技术（30分钟）讲解基因靶向技术、DNA测序技术、DNA合成技术等基本技术，并通过实例演示和小组讨论，让学生了解这些技术的操作方法和应用范围。
5.基因工程的应用领域（30分钟）介绍基因工程在农业、医学等领域的应用，如转基因作物、基因治疗等，并引导学生讨论基因工程在社会发展中的意义和影响。
6.总结和评价（10分钟）回顾本节课的主要内容，帮助学生总结所学知识，评价本节课程的学习效果。
四.教学方法和手段1.教学方法：讲授、讨论、案例分析、实例演示等。
2.教学手段：课件、图表、实验演示等。
五.教学资源和评价方法1.教学资源：课件、图表、实验装置等。
2.评价方法：课堂讨论、小组讨论、课后作业等。
通过学生的表现和作业答案，评价学生对基因工程基本内容的理解和应用能力。
六.教学反思本节课通过让学生了解基因工程的基本概念、基本原理和基本技术，以及基因工程在农业、医学等领域的应用，培养了学生的科学素养和科学思维能力。
但是，由于课时有限，内容较多，可能导致学生的消化吸收不够彻底，需要通过进一步的复习和巩固来加深对基因工程的理解和应用。
生物：专题1《基因工程》课件(新人教版选修3)
提取目的基因的方法
人工基因合成法
1. 逆转录法：以信使RNA 逆转录法： 信使RNA 为模板， 为模板，在逆转录酶的 作用下将脱氧核苷酸合 成合成DNA(基因) DNA(基因 成合成DNA(基因)。 2. 直接合成法：根据蛋白 直接合成法：根据蛋白 质的氨基酸顺序推算出 质的氨基酸顺序推算出 信使RNA核苷酸顺序， RNA核苷酸顺序 信使RNA核苷酸顺序， 再据此推算出基因DNA 再据此推算出基因DNA 的脱氧核苷酸顺序。 的脱氧核苷酸顺序。用 游离脱氧核苷酸直接合 成相应的基因。 成相应的基因。
PCR扩增仪
IMN
6 过程： 变性、退火、延伸三步曲 过程组DNA分子 DNA
2.过程: 2.过程: 过程 质粒 DNA分子 DNA分子 同一种限制酶处理 一个切口 两个黏性末端 两个切口 获得目的基因 DNA连接酶 DNA连接酶 重组DNA分子（重组质粒） 重组DNA分子（重组质粒） DNA分子
基因工程
衢州三中
吴志明
20110520
步骤一 获得目的基因
已知序列： 已知序列：人工用PCR技术扩增 利用PCR技术扩增 PCR 聚合酶链式反应(Polymerase 聚合酶链式反应(Polymerase Chain Reaction)
无表达产物
无表达产物
有表达产物
无表达产物
检测菌落中是否有目的基因的表达产物。 检测菌落中是否有目的基因的表达产物。 转基因大肠杆菌是否产生了－－ －－胰岛素原 如：转基因大肠杆菌是否产生了－－胰岛素原
转 基 因 抗 虫 棉
多细胞生物的检测，将每个受体细胞培养成个体， 多细胞生物的检测，将每个受体细胞培养成个体， 检测是否表现出特定的性状。 检测是否表现出特定的性状。 例：用棉花叶片喂棉 铃虫， 铃虫，如虫吃后不出现中 毒症状，说明未摄入目的 毒症状， 基因或摄入目的基因未表 如虫吃后中毒死亡， 达。如虫吃后中毒死亡， 则说明摄入了抗虫基因并 得到表达。 得到表达。
高中生物专题1基因工程1.2第2课时将目的基因导入受体细胞和目的基因的检测与鉴定教案高二生物教案
第2课时 将目的基因导入受体细胞和目的基因的检测与鉴定[学习目标] 1.熟悉目的基因导入受体细胞的方法。
2.了解农杆菌转化法。
3.画出DNA 分子杂交示意图。
4.目的基因的检测方法的比较。
知识点一 将目的基因导入受体细胞知识梳理1.转化的含义：目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内□01维持稳定和表达的过程。
2．将目的基因导入植物细胞(1)□01农杆菌转化法：将目的基因导入□02双子叶植物和裸子植物最常用的方法 ①农杆菌特点：当植物体受到损伤时，伤口处的细胞会分泌大量的□03酚类化合物，吸引农杆菌移向这些细胞，这时农杆菌中的□04Ti 质料上的T －DNA(可转移的DNA)可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的□05DNA 上。
②受体细胞：植物□06体细胞或受精卵。
③操作过程：将目的基因插入到□07Ti 质粒的TDNA 上―→转入□08农杆菌―→导入□09植物细胞―→目的基因整合到□10受体细胞染色体的DNA 上―→目的基因表达。
(2)基因枪法：适用于□11单子叶植物，成本较高。
是利用压缩气体产生的动力，将包裹在金属颗粒表面的□12表达载体DNA 打入受体细胞中，使目的基因与其整合并□13表达的方法。
(3)花粉管通道法：我国科学家独创的方法花粉管通道法，就是在植物受粉后，花粉形成的花粉管还未愈合前，剪去□14柱头；然后，滴加□15DNA(含目的基因)，使目的基因借助□16花粉管通道进入受体细胞。
该方法十分简单经济。
我国的转基因抗虫棉就是用此种方法获得的。
3．将目的基因导入动物细胞(1)方法：□01显微注射技术，采用最多、最有效的方法。
(2)受体细胞：动物的□02受精卵。
(3)操作过程：将含有□03目的基因的表达载体提纯―→取卵(□04受精卵)―→□05显微注射―→受精卵经胚胎早期培养后，□06移植到雌性动物的□07输卵管或子宫内―→获得□08新性状的动物。
4．将目的基因导入微生物细胞(1)方法01Ca2＋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①用□胞称为□02感受态细胞)。
《基因工程》教案
第一节基因工程【教学目标】1.知识与技能（1）举例说出基因工程的原理，并说明“工程菌”的培育过程。
（2）举例说出基因工程在工农业生产和医疗方面的应用。
（3）能正确认识转基因生物的安全性。
2.过程与方法通过调查活动和动画演示等方法探究基因工程在生产生活中的应用，提高信息整合能力。
3.情感态度和价值观通过学习基因生物技术及产品安全性对人类的影响，培养学生辩证看待生物技术的态度。
【教学重点】（1）“工程菌”的培育过程。
（2）基因工程的应用。
（3）转基因生物的安全性。
【教学难点】（1）基因工程的原理及大致操作过程。
（2）转基因技术和产品的安全性。
【课前准备】多媒体课件【课时安排】1课时【教学过程】一、导入新课播放视频：《美国科学家培育出首批转基因婴儿》据国外媒体报道：美国科学家成功培育出了世界首批转基因婴儿，这些健康宝宝在出生前都经历过一系列基因科学实验。
该事件在美国甚至在全球都激起了关于伦理的激烈争论，一方面体现了科学家希望通过改变人类生殖细胞基因培养出正常、健康的婴儿，另一方面有悖人类的伦理观。
关于转基因技术，你们都有哪些了解呢？这节课，我们就来学习基因工程及其应用。
二、新课学习在美国马里兰州有个小女孩，她体内的某个基因与正常人不同，无法合成有分解氨基毒素功能的酶，导致其免疫功能严重低下，只能生活在无菌的隔离帐内。
1990 年，当小女孩4 岁时，医生们用基因治疗的方法使她的病情大为缓解，由此她成为世界上接受基因治疗的第一人。
基因治疗是基因工程研究的一个重要方面，虽然目前还处于试验阶段，但它已经为我们展现了生物工程的美好前景。
视频：《基因工程与医学》（一）基因工程的原理基因工程的原理：各种生物的DNA 在组成方式上是相同的，基因蕴含的遗传信息在动物、植物和微生物之间也是相通的，一种生物的基因在另一种生物体内同样可以得到表达。
相关链接：质粒有些细菌除核区固有的遗传物质以外，其细胞质中还存在一种相对独立的环状DNA 分子，我们称之为质粒。
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④无害
序列、功能、位置、转 录产物mRNA、表达产 物蛋白质等
如何利用PCR技术扩增目冲液 模板 两种引物 热稳定DNA聚合酶
变性： 加热至90―95℃ 复性： 冷却至55―60℃ 延伸： 加热至70―75℃
四、应用 植物 抗性植物（抗虫、病、逆性等）
改良品质（番茄延熟、提高营养、控制花色等）
动物 改善品质（提高生长速率、营养成分等） 生产药物（乳腺生物反应器等） 作为器官移植的供体
基因治疗：
五、蛋白质工程 根据人们对蛋白质功能的特定需求， 以蛋白质分子的结构规律与生物功能的关系为基础， 通过基因修饰或基因合成， 对现有蛋白质进行改造或制造一种新的蛋白质的过程。
4种脱氧核苷酸
2、构建基因表达载体（核心）
3、将目的基因导入受体细胞 农杆菌转化法 双子叶植物和裸子植物
植物细胞 基因枪法
单子叶植物
花粉管通道法 我国独创
动物细胞 显微注射法（受精卵） 微生物细胞 Ca 2+ 处理法
4、目的基因的检测与鉴定 ①分子水平 DNA分子杂交技术 DNA 、mRNA
抗原―抗体杂交技术 ②个体水平
预期蛋白质的功能
设计蛋白质的结构
推测其氨基酸序列
推测其脱氧核苷酸序列（基因、DNA）
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专题1基因工程
2、DNA连接酶
来源
E•coli DNA连接酶 粘性末端
T4 DNA连接酶
粘性末端和平末端
与DNA聚合酶、热稳定DNA聚合酶有什么异同？
3、载体 种类：质粒、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等
条件：
组成：
①能在细胞中稳定存在并复制
目的基因、标记基因
②1―多个限制酶切位点
启动子、终止子
③标记基因