人教版《基因工程的基本操作程序》教学设计

第一篇：人教版《基因工程的基本操作程序》教学设计

“基因工程的基本操作程序”一节的教学设计 1 教材分析

《基因工程的基本操作程序》是人教版选修3专题1基因工程中第2节内容，本节是《基因工程》专题的核心，上承《DNA重组技术的基本工具》一节，下接《基因工程的应用》。对于基因工程，学生接触得很少，文字描述中会感到抽象，为此，教材中采用形象化得呈现方式简述了基因工程基本操作程序的四个步骤。例如，基因文库中把基因组文库比作国家图书馆，而把cDNA文库比作某市图书馆，这样便于学生理解和掌握。此外，在教材处理中还呈现主干，割舍枝杈，将非主干内容以《生物技术资料卡》、《拓展视野》等方式呈现，做到有主有次。【1】 2 学情分析

学生经过上一节的学习已经掌握DNA重组技术所需三种基本工具的作用及基因工程载体所需条件等知识，具备学习基因工程的基本操作程序一节的基础；而且经过一年必修教材的学习，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，应在教师引导下适时加强学生解决问题和运用概念图等生物学语言归纳结论等方面的能力。3 教学目标 3.1 知识目标

⑴简述基础理论研究和技术进步催化了基因工程 ⑵简述基因工程的原理和基本步骤 3.2 能力目标

⑴学会运用概念图总结基因工程的基本步骤及方法

⑵尝试运用基因工程原理，提出解决某一实际问题的方案 3.3 情感态度与价值观 ⑴关注基因工程的发展

⑵认同基因工程的应用促进生产力的提高 4 教学重点与难点

4.1 教学重点 基因工程基本操作程序的四个步骤 4.2 教学难点

⑴从基因文库中获取目的基因 ⑵利用PCR技术扩增目的基因 5 教学整体思路

采用从“整体-部分-整体”的教学思路，首先引用基因工程案例使学生从整体上了解基因工程的四个步骤，其次采用分步探究的形式帮助学生理解各个步骤的原理、方法和过程，最后教师引导学生用概念图将所学的知识从整体上再次整合。【2】 6 教学过程

教学环节

教师行为

学生活动

导入新课

1）出示我国有知识产权的转基因抗虫棉的培育图解 2）质疑：转基因抗虫棉培育的四个关键步骤

3）根据学生回答补充还需检测抗虫基因是否已经进入棉花植株，并由此引出基因工程的四部曲

看图并回答：首先要获得目的基因，其次将目的基因连接到Ti质粒上，再次将重组的Ti质粒导入受体细胞，最后要重建转基因植物

目的基因的获取

教学环节

目的基因的获取

1）提问转基因抗虫棉培育需要哪些工具 2）讲授目的基因的概念

3）指导学生看书并质疑：获取目的基因总的来说有哪两种方式

4）根据学生回答强调如果已知抗虫基因核苷酸序列且序列较短小，可通过DNA合成仪直接进行人工合成

5）质疑：如果对抗虫基因的碱基序列完全不知，怎样才能得到苏云金芽孢杆菌体内的抗虫基因

6）针对学生回答引出基因文库概念

7）指导学生看图并归纳构建基因文库时的操作条件、应用工具和过程

8）对学生回答给与肯定并强调构建基因组文库时应注意两点：1 每个受体菌DNA分子都包含一段不同的外源DNA片段；2 本方法适用于获取原核细胞的基因 9）指导学生看书，说出部分基因文库（cDNA）概念

10）教师补充如想知道一种生物在个体发育不同阶段表达基因不同，应构建cDNA文库

11）指导学生看书，质疑：如何构建部分基因文库

12）引出如果已知抗虫基因的一部分，则可通过PCR技术扩增目的基因 教师行为

13）指导学生看书质疑：PCR技术扩增目的基因需要的条件 14）观看PCR过程插图，质疑：PCR扩增的过程

15）列表比较利用PCR技术扩增目的基因与细胞内DNA复制的异同 回忆旧知识并回答

看书并回答：从自然界已有的物种中分离和人工合成思考并回答：先获取苏云金芽孢杆菌的全部基因，再从中提取抗虫基因

思考并回答：操作条件：对目的基因序列未知 应用工具：限制性内切酶、DNA连接酶、载体

过程：从基因组中提取DNA→酶切、纯化→与载体连接→侵染大肠杆菌→建立基因组文库

看书并回答：只包含一种生物部分基因的文库

看书并回答：提取某种生物发育某个时期的mRNA→反转录成互补DNA→与载体连接→侵染大肠杆菌→建立部分基因文库

学生活动

看书并回答：模板、原料、引物、TaqDNA聚合酶

讨论并回答：变性：90℃—95℃高温下双链DNA解链成单链；退火：55℃—60℃引物结合到互补DNA链；延伸：72℃Taq酶从引物起始进行互补链的合成；第2轮循环

学生独立完成，教师给予指导

基因表达载体的构建

1）引出基因表达载体的构建是基因工程的核心及构建基因表达载体的意义

2）质疑：将生物的所有DNA直接导入受体细胞是否可行，如果这样做，结果怎样 3）提问：回忆载体需要具备的条件

4）根据学生回答引出基因表达载体也应具备复制原点、标记基因等条件，进一步明确基因表达载体最终要表达出人类所需的蛋白质产物

5）质疑：从cDNA文库中获取的目的基因没有启动子，如果要实现将编码序列导入受体生物中并成功表达，基因表达载体还需哪些元件

6）提问：总结基因表达载体构成，并说明各个元件的作用

思考并回答：1 该方法针对性差，完全靠运气 不方便检测，无法确定目的基因是否导入受体细胞

讨论并回答：启动子和终止子，它们分别位于目的基因的两侧

思考并回答：复制原点：控制复制起始的位点； 抗性基因：检测目的基因是否导入受体细胞； 多个限制酶切点：目的基因插入；

启动子：位于基因首端；是RNA聚合酶识别和结合位点，驱动基因转录出mRNA，最终获得蛋白质；

终止子：转录在所需地方停下来

将目的基因导入受体细胞

教学环节

将目的基因导入受体细胞

1）引出转化的概念，并强调转化的最终目的是目的基因在受体细胞维持稳定和表达 2）讲授：将目的基因导入植物细胞有三种方法，其中最常用的是农杆菌转化法 3）引导学生看书，质疑：农杆菌有何特点 教师行为

4）引导学生看插图，概述农杆菌转化法的过程

5）质疑：将目的基因导入动物细胞中的常用方法及常用的受体细胞

6）质疑：培育转基因动物时，受体细胞能否采用动物体细胞，为何采用受精卵

7）引出原核生物的特点，早期基因工程都用原核生物作受体细胞，质疑：目的基因导入微生物细胞采用的方法

8）讲授：怎样筛选含外源基因的受体细胞，主要是应用标记基因的插入失活特性，向学生展示图，并配以习题

看书并回答：1 农杆菌生活在土壤中，自然条件下能感染双子叶植物和裸子植物 农杆菌中Ti质粒上的T-DNA可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体DNA上 学生活动

讨论并回答：将目的基因导入Ti质粒→转入农杆菌→含重组Ti质粒的农杆菌→导入植物细胞→植物组织培养→转基因植物

看书并回答：显微注射法，受体细胞是受精卵

思考并回答：动物体细胞没有全能性，受精卵全能性高，并且营养物质丰富

看书并回答：用Ca2+处理制备感受态细胞

听讲并根据习题理解

目的基因的检测与鉴定

1）质疑：用什么方法可以知道抗虫棉赋予了植物抗虫特性

2）质疑：检测与鉴定有何不同，基因工程成功的标志（提示学生应用真核生物中心法则思考）

3）引出检测分为DNA、mRNA和蛋白质水平。强调检测转基因生物染色体的DNA上是否插入目的基因是目的基因能否在真核生物中稳定遗传的关键。

4）指导学生看书，质疑：DNA水平上的检测应用什么方法，探针是什么，如何标记，检测如何操作

5）根据学生回答，补充探针还可以用地高辛和生物素标记。质疑：DNA分子杂交原理 6）检测目的基因是否转录mRNA应用方法，依据原理

7）质疑：用什么方法检测目的基因是否翻译出蛋白质，原理是什么

8）讲授：除上述分子水平上的检测外，还可以应用个体生物学水平的鉴定，如给棉铃虫喂食抗虫棉，看虫子生活状况等

思考并回答：给棉铃虫喂食抗虫棉，看虫子生活状况；检测抗虫棉染色体DNA上是否插入目的基因

看书并回答：检测是分子水平上的，而鉴定是个体水平上的。成功标志是表达出人类所需蛋白质

思考并回答：方法：DNA分子杂交；

探针：含有目的基因的单链DNA，用放射性同位素标记；

步骤：转基因生物→提取基因组DNA和探针杂交→有杂交带→证明目的基因已插入染色体DNA中

思考并回答：碱基互补配对原则

思考并回答：转基因生物mRNA与DNA探针杂交；原理：碱基互补配对原则

思考并回答：转基因生物→提取蛋白质（用其作抗原）与抗体反应→有杂交带→目的基因已形成蛋白质产品；

原理：抗原—抗体特异性结合整体水平上归纳总结

教师引导下，学生讨论总结出基因工程的基本操作程序概念图，在整体上把握知识脉络

见图3 教学反思

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。【1】

第二篇：《基因工程的基本操作程序》的说课稿

一、说教材 ：

高中生物选修3第一章基因工程，是选修3整本书的重点，它是其它几个章节的基础。而其中基因工程的基本操作程序又是该章节的重中之重，是本专题的核心，是考试的重点和难点。上承DNA重组技术的基本工具，下接基因工程的应用，难点多，内容杂，较抽象，学生不易理解。

二、说教学目标：、知识目标：

尝试分析某一转基因生物的研制过程及基本操作程序。

2.情感态度目标：

①通过对基因工程原理及基本操作程序的理解，掌握理论联系实际的朴实观念以及对当今世界的前沿技术有更深刻的了解。

②通过对四步基本操作程序的具体操作技术的学习，增强学生爱科学，学科学的情感和建设祖国的社会责任感，并且建立起知识创造价值，知识为人类服务，使人类生活质量更好的美好愿望。

3.能力目标：

通过让学生了解世界最前沿技术，追踪社会热点，提高学生收集处理信息能力，提高学生语言表达能力和信息交流能力，培养学生的独立动手能力和合作态度。

三、说教学重点、难点：

重点：基因工程基本操作程序的四个步骤。

难点：

1、用基因工程的方法使大肠杆菌生产出人的胰岛素，如何设计。

2、目的基因与载体的结合。

四、说教法、学法 ：

教法：结合了直观教具（图片），多媒体教学，讨论式的教学方法，由此体现教师的主导地位。

学法：在整个教学过程中，重要的是让学生充分体现其自主性。让学生通过阅读课文，让学生学会收集信息的能力，增强理解力。讨论分析信息，让学生用自己的话自主表达出来，培养学生语言表达能力。在讨论、分析、综合过程中，学生主动思考并得到其所需信息，培养归纳、比较、综合能力。让学生学生动手制作重组DNA分子，让学生得到实践，培养实际动手能力和团结协作精神。

五、说教学过程：

1.导课：

提问复习上节课DNA重组技术的基本工具内容。

1、基因的剪刀是什么？其主要作用是什么？

2、基因的针线是什么？其主要作用是什么？

3、基因的运输工具是什么？

指出：利用这些专用工具，怎样完成基因工程呢？

2.引出课题：基因工程的基本操作程序

3.进入教学过程：

（1）设计问题情境，指导读书：我国拥有自主知识产权的抗软化番茄，到底是怎样获得的呢？它要通过哪些步骤才能实现呢？

学生带着问题自主阅读课文，组织讨论，得出基因工程的四点基本操作程序，通过这种学生自学和讨论来概括本文的重点内容——基因工程的基本操作程序。

这样既可以让学生增强阅读能力，并可以提高分析、归纳其所得信息能力及交流能力。

（2）利用多媒体，展示资料，依次讲授新课：

首先用多媒体展示基因工程的基本操作流程图，了解基因工程的四点基本操作程序，然后讲第一步骤：目的基因的获取。先补充何为目的基因？人工合成目的基因的办法：反转录法，化学合成的办法。

其次：基因表达载体的构建。讲这点之前，让学生模拟制作重组DNA分子，展示自己制作的重组DNA分子，各有几个切割位点？露出几个黏性末端？如何拼接上去？通过学生自己动手，模拟拼接，加深学生对基因表达载体的构建的认识。最后，我再总结指出：基因表达载体的构建过程，首先要用同一种限制性内切酶切割质粒和目的基因，再用DNA连接酶把互补的黏性末端连接。一个完整的基因表达载体由四个部分组成：启动子，终止子，目的基因，标记基因。

最后在讲目的基因导入受体细胞是只讲方法（借鉴细菌或病毒侵入细胞的途径）和过程（运载体为质粒，受体细胞为细菌等）。目的基因的检测和表达主要讲检测（通过检测标记基因的有无来判断目的基因是否导入）和表达（通过特定性状的产生与否来确定目的基因是否表达）。

六、说教学反思（略）

第三篇：《基因工程的基本操作程序》教案

专题一1.2 基因工程的基本操作程序

一、教材分析

《基因工程的基本操作程序》是专题1《基因工程》的第二节，也是《基因工程》的核心，上承《DNA重组技术的基本工具》，下接《基因工程的应用》。本节课主要介绍了基因工程的基本操作程序的四个步骤，教学内容多，难点多，最好化整为零、各个击破。

二、教学目标

1．知识目标：

简述基因工程原理及基本操作程序。2．能力目标：

尝试设计某一转基因生物的研制过程。

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。

三、教学重点和难点

1、教学重点

基因工程基本操作程序的四个步骤。

2、教学难点

（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

四、学情分析

本节课内容较多，难点较多，学生学习起来有一定困难，所以之前应该要求学生做好预习，尽量采用化整为零、各个击破的教学策略。

五、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

六、课前准备

1．学生的学习准备：预习《基因工程的基本操作程序》，初步把握基因工程原理及基本操作程序。

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：2课时

八、教学过程

（一）预习检查、总结疑惑

检查学生落实预习的情况并了解学生的疑惑，使教学具有针对性。

（二）情境导入、展示目标 教师首先提问：

（1）什么是基因工程？（基因工程的概念）

（2）DNA重组技术的基本工具有哪些？（限制酶、DNA连接酶、载体）

（3）运载体需要具备哪些条件？（有一个或多个限制酶切割位点；有标记基因；能在受体细胞中稳定存在并自我复制或者整合到受体细胞染色体DNA上随染色体DNA的复制而同步复制）

上节课我们学习了DNA重组技术的基本工具，本节课我们将继续学习《基因工程》的核心内容——基因工程的基本操作程序。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

学生每两人为一组（可以是同桌），结合教材，思考并回答学案上的问题。

1、目的基因的获取（想一想，为什么要有这一步？）

思考并回答：

（1）目的基因的获取方法有哪些？

（2）为什么要建立基因文库？怎么建立的？

（3）如何从基因文库中获取目的基因？

（4）为什么要建立cDNA文库？如何获取cDNA？

（补充真核生物基因与原核生物基因比较）

（5）PCR技术的原理是什么？

（6）如何获取引物？

（7）PCR技术扩增的过程是？

2、基因表达载体的构建

（1）为什么要构建基因表达载体？单独的DNA片段能不能稳定遗传？

（2）基因表达载体的构成包括哪些元件？

（绘制基因表达载体的模式图）

（3）什么是启动子、终止子？他们位于哪里？有什么作用？

（4）为什么要有标记基因？它的作用是？

3、将目的基因导入受体细胞

（想一想，为什么要导入受体细胞？在外界能不能维持稳定和表达？）

（1）什么是转化？

（2）将目的基因导入植物细胞的方法有哪些？最常用的方法是？哪些细胞可以作为受体细胞？（结合示意图，了解农杆菌转化法的基本过程）

（3）将目的基因导入动物细胞的基本操作程序是？要用到什么技术？哪些细胞可以作为受体细胞？

（4）早期的基因工程为什么选择原核生物作为受体细胞？

（5）大肠杆菌细胞最常用的转化方法是？

4、目的基因的检测与鉴定（为什么要检测和鉴定？）

（1）目的基因的检测与鉴定可以从什么水平来做？

（2）核酸杂交技术基本过程是？ 什么是探针？

（3）如何检测目的基因是否翻译出蛋白质？

（4）如何从个体生物学水平鉴定转基因抗虫棉？

（四）反思总结、当堂检测（参考导学案）

教师组织学生反思总结本节课的主要内容，并进行当堂检测。

（五）发导学案、布置预习

我们已经学习了基因工程的基本操作程序，课下大家做一下本节课的课后练习。下一节课，我们将学习基因工程的应用，大家做好预习。

九、板书设计

基因工程的基本操作程序

一、目的基因的获取 获取方法：

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

3、通过DNA合成仪用化学方法直接人工合成

二、基因表达载体的构建 基因表达载体的模式图

三、将目的基因导入受体细胞

1、转化

2、导入植物细胞

3、导入动物细胞

4、导入微生物细胞

四、目的基因的检测与鉴定

1、分子水平

2、个体生物学水平

十、教学反思

第四篇：高中生物 专题一《基因工程的基本操作程序》教学设计 新人教版选修31

《基因工程的基本操作程序》

教学目标

1.简述基因工程原理及基本操作程序。2.尝试设计某一转基因生物的研制过程。3.培养学生探索科学的严谨态度 教学重难点 【教学重点】

基因工程基本操作程序的四个步骤。【教学难点】

（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。教学工具 多媒体 教学过程 复习提问：

1.DNA重组技术的基本工具有那些，各自的作用和特点是什么？ 2.我们所学过的育种方法有那些？其中基因工程育种有那些优点？

导入：通过基因工程的概念我们可知,我们能够应用DNA重组技术和转基因技术赋予生物以新的遗传特征，但是无论是DNA重组技术还是转基因技术都需要找到对我们有利的目的基因，我们该如何去寻找目的基因哪，目的基因又将如何连接到载体上哪，以及如何将载体导入受体？这些都是我们所要共同探究的问题!现在让我们共同学习一下1.2基因工程的基本操作。

思考1.我们在前面提到的苏云芽孢杆菌中的抗虫基因、胰岛素基因、干扰素基因等都可以作目 的基因。可是要在浩瀚的“基因海洋”中，找到特定的目的基因可以用什么样的方法和途径呢？

2、基因工程的基本操作程序主要包括：、、新课教学：

基因工程的基本操作步骤主要包括：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。一．目的基因的获取

1．目的基因：主要是指编码蛋白质的结构基因。2．目的基因的获取方法：

（1）从基因文库中获取

基因文库：将含有某种生物不同基因的许多DNA片段，导入受体菌的群体储存，各个受体菌分别含有这种生物的不同的基因。

构建基因文库的目的：为了在不知目的基因序列的情况下，便于获得所需的目的基因。基因组文库：含有一种生物的所有基因。

部分基因文库（如cDNA文库）：含部分基因，可由mRNA反转录而来。（2）利用PCR技术扩增目的基因

PCR：是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。原理：DNA双链复制

原料：模板DNA；RNA引物；四种脱氧核苷酸；热稳定DNA聚合酶（Taq酶）；离子 方法：DNA受热变性解旋为单链、冷却后RNA引物与单链相应互补序列结合、DNA聚合酶作用下延伸合成互补链。特点：指数形式扩增 二．基因表达载体的构建

1．目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在；可以遗传给下一代；使目的基因能够表达和发挥作用。

目的基因：

2．基因表达 启动子：位于基因首端，RNA聚合酶识别和结合的部位，驱动转录基因

载体的组成 终止子：位于基因尾端，使转录在所需要的地方停下来

标记基因：鉴别受体细胞中是否含有目的基因

3．方法：同种限制酶分别切割载体和目的基因，再用DNA连接酶把两者连接。目的基因与运载体结合（以质粒为运载体）4．条件：同种限制酶、DNA连接酶、ATP（目的基因、启动子、终止子、标记基因）三．将目的基因导入受体细胞

转化：目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。

① 导入植物细胞：农杆菌转化法（表达载体导入农杆菌，再让农杆菌感染植物细胞）将目的基因导入受体细胞

②导入动物细胞：显微注射法（将基因表达载体提纯，用显微仪注射到受精卵中）③导入微生物细胞：Ca2＋处理受体细胞成为感受态细胞，再进行混合。

提示：农杆菌转化法的原理是利用农杆菌（胞内寄生菌）对植物的感染而把目的基因导入受体细胞。

四．目的基因的检测和鉴定

①检测是否插入目的基因，利用DNA分子杂交技术，目的基因DNA一条 链（作探针）与受体细胞中提取的DNA杂交，看是否有杂交带。

②检测是否转录出了mRNA，利用DNA分子杂交技术，目的基因DNA一条链（作探针）与受体细胞中提取的mRNA杂交，看是否有杂交带。

③检测目的基因是否翻译成蛋白质。抗体与蛋白质进行抗原－抗体杂交，看是否有杂交带。④还可以进行个体水平的鉴定，根据其性状。

提示：①DNA分子杂交技术首先提取受体细胞中的DNA，然后高温解成单链，再与同位素标记的DNA探针杂交；②抗原－抗体杂交所用到的抗体是用表达出的蛋白质注射动物进行免疫，产生相应的抗体，并提取出而来的。将目的基因导入受体细胞 课后小结

本节学习的基因工程的基本操作程序和方法是对转基因植物、动物、微生物的概括。如果在本课将要结束时，做个练习，带领学生结合设计某一转基因生物的具体过程，可将基因工程操作程序有机地串起来，从而加深对这一程序的认识。例如，烟草是人类健康的“杀手”。如果让它生产出人类需要的药物蛋白，应如何操作？通过这一实例引导学生结合目的基因从何而来，表达载体如何构建，如何导入烟草，如何检测药物蛋白产生与否等问题加以设计。可加深学生对基因工程原理的理解。不同学生会有不同的方法，让学生通过相互比较，相互借鉴，达到相互学习的目的。学生在课下还可查阅《科学》杂志等参考读物，了解科学家成功的做法。课后习题 1．基因工程的正确操作步骤是()①使目的基因与载体相结合 ②将目的基因导入受体细胞

③验证目的基因的表达是否符合特定性状要求 ④提取目的基因

A．③②④①

B．②④①③ C．④①②③ D．③④①②

解析：选C。在基因工程操作中，首先要提取目的基因，然后使目的基因与载体结合，再将目的基因导入受体细胞，最后是目的基因的检测与表达。2．下列获取目的基因的方法中需要模板的是()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 ③反转录法 ④通过DNA合成仪利用化学方法人工合成DNA A．①②③④ B．①②③ C．②③④ D．②③

解析：选D。PCR技术利用的是DNA双链复制原理。即将DNA双链之间的氢键打开，变成单链DNA，作为聚合反应的模板。反转录法是以目的基因转录成的信使RNA为模板，在逆转录酶的作用下，先反转录形成互补的单链DNA，再合成双链DNA。①④则均不需要模板。3．聚合酶链式反应(PCR)是一种体外迅速扩增DNA片段的技术。PCR过程一般经历下述30多次循环：95℃下使模板DNA变性、解链→55 ℃下复性(引物与DNA模板链结合)→72℃下引物链延伸(形成新的脱氧核苷酸链)。下列有关PCR过程的叙述中不正确的是()A．变性过程中破坏的是DNA分子内碱基对之间的氢键，也可利用解旋酶实现 B．复性过程中引物与DNA模板链的结合是依靠碱基互补配对原则完成 C．延伸过程中需要DNA聚合酶、ATP、四种核糖核苷酸 D．PCR与细胞内DNA复制相比所需酶的最适温度较高

解析：选C。本题考查PCR扩增过程。解题的关键是要全面理解PCR扩增过程。DNA分子被破坏是指DNA分子被解旋成两条长链，破坏的部位是连接两条长链之间的氢键，方法有多种，用解旋酶、高温等都可使DNA解旋。B项中引物有两种，分别与模板DNA链3′端的互补序列互补配对。C项中的原料不正确，合成DNA的原料是四种脱氧核苷酸。PCR技术中DNA合成过程中的温度在70～75℃。板书 1.2 基因工程的基本操作程序

一、目的基因的获取

二、基因表达载体的构建（基因工程的核心）

三、将目的基因导入受体细胞

四、目的基因的检测和鉴定

第五篇：高二生物选修三1.2基因工程的基本操作程序知识点

基因工程的工具

一．基因工程

1.基因工程的别名：基因拼接技术或DNA重组技术

2.操作对象：基因

3.操作水平:DNA分子水平

4.原理：基因重组

5.不同生物DNA能拼接的原因：DNA规则的双螺旋结构

6.一种生物的基因可以在另一种生物体内表达的原因：生物共用一套遗传密码子

二．DNA重组的基本工具

三种工具

限制酶

两种工具酶

DNA连接酶

载体

1.限制酶（限制性核酸内切酶）

（1）来源：主要来自原核细胞

（2）作用：识别和切割特定DNA序列

（不能识别切割RNA和单链DNA）

（3）限制酶作用与磷酸二脂键，不作用氢键。

（4）限制酶是一类酶而不是一种酶，不同限制酶识别不同的DNA序列，限制酶具有特异性。

（4）末端：

平末端

粘性末端

（5）单酶切缺点：使目的基因和载体自身环化

使目的基因反向插入载体中

（6）双酶切的优点：防止目的基因和载体自身环化

使目的基因和载体正确连接

（7）用同种酶处理载体和目的基因的原因：

切割后获得的（粘性）末端相同。

2.DNA连接酶

（1）DNA连接酶连接的是磷酸二脂键，但不连接氢键。

（2）不具有特异性

（3）分类

E．coli

DNA连接酶（存在于大肠杆菌中）：

只连接粘性末端

T4DNA连接酶（存在T4噬菌体中）：

连接粘性末端和平末端，但连接平末端的效率低

3.载体

（1）载体的作用：

作为运输工具将目的基因导入受体细胞

携带目的基因在受体细胞内大量复制

（3）具备条件

1)能在受体细胞中复制并稳定存在2)有一个或多个限制酶切割位点，供外源DNA片段插入

3)具有标记基因，供重组DNA的选择与鉴定

基因工程的基本操作程序

基因工程的基本操作程序主要包括四个步骤：

目的基因的获取

基因表达载体的构建（关键步骤）

将目的基因导入受体细胞

目的基因的检测与鉴定

一.目的基因的获取

1.获取目的基因常用的方法

（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

（3）人工合成2.从基因文库中获取目的基因

基因组文库

（1）基因文库

部分基因文库（如：cDNA文库）

（2）基因组文库与cDNA文库的比较

基因组文库中有启动子，终止子，内含子

cDNA文库中没有启动子，终止子，内含子

3.利用PCR技术扩增目的基因

（1）原理：DNA双链复制

（2）条件：

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）原料：模板DNA，Taq酶，引物，三磷酸脱氧核苷酸（dNTP）

（4）过程：

变性：加热至90～95℃，DNA解链；

退火：冷却到55～60℃，引物结合到互补DNA链；

延伸：加热至70～75℃，热稳定DNA聚合酶从引物起始互补链的合成。

（5）注意

引物需要满足条件：

引物1和引物2结构上不能互补，单个引物不能自身互补

引物GC含量高，则退火温度高

三磷酸脱氧核苷酸转变为脱氧核苷酸过程中，脱去磷酸基团释放高能磷酸键中能量。

二．基因表达载体的构建

（基因表达载体的构建是基因工程的核心）

1.目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传至下一代，使目的基因能够表达和发挥作用。

2.组成：目的基因+启动子+终止子+标记基因

目的基因：插入启动子和终止子之间

启动子

位置：基因的首端

功能：是RNA聚合酶识别和结合的部位，能驱动基因转录出mRNA

终止子

位置:基因的尾端

功能：终止转录

标记基因的作用：是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因

复制原点：起始复制

三．将目的基因导入受体细胞

1.转化的概念：

是目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。

2.受体细胞的选择

动物：受精卵

受精卵具有全能性，能发育成完整的个体

植物：体细胞

植物的体细胞具有全能性，能发育成完整的个体

微生物：

原核（大肠杆菌）：繁殖快，多为单细胞，遗传物质相对较少

真核（酵母菌）：真核细胞具有内质网高尔基体，能对蛋白质进行加工修饰

3.常用的转化方法：

（1）将目的基因导入植物细胞：

农杆菌转化法（用于双子叶植物，裸子植物）植物细胞最常用的方法

基因枪法（常用于单子叶植物）

花粉管通道法

（2）

将目的基因导入动物细胞：最常用的方法是显微注射技术

（3）

将目的基因导入微生物细胞：Ca离子处理

用Ca离子处理细胞的目的：

使大肠杆菌成为感受态细胞，更容易吸收重组DNA分子

4．注意

（1）受体细胞是植物细胞，需要经过植物组织培养技术

（2）受体细胞是动物细胞，需要经过早期胚胎培养和胚胎移植

显微注射技术

早期胚胎培养

目的基因

受精卵

早期胚胎

胚胎移植

雌性动物的子宫

发育成具有新性状的动物

5.重组细胞导入受体细胞后，筛选含有基因表达载体受体细胞的依据是标记基因是否表达。

6.农杆菌转化法

四．目的基因的检测与鉴定

（1）分子水平鉴定

1.检测

转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因

方法是采用

DNA分子杂交技术。

2.检测

目的基因是否转录出了mRNA

方法是采用核酸分子杂交技术

3.检测

目的基因是否翻译成蛋白质

方法是采用抗原－抗体杂交技术

DNA分子杂交技术，核酸分子杂交技术原理为碱基互补配对原则，探针为放射性同位素标记的目的基因。判断依据：是否出现杂交带。

抗原抗体杂交技术原理为抗原抗体特异性结合，例如检测受体细胞是否表达出胰岛素，用胰岛素抗体检测

（2）个体生物学水平的鉴定

转基因生物

检测方法

观察指标

抗虫植物

接种害虫

害虫是否死亡

抗病植物

接种病毒（菌）

是否出现病斑

抗盐植物

盐水浇灌

是否正常生长

抗除草剂植物

喷洒除草剂

是否正常生长

获取目的基因产物的转基因生物

提取细胞产物与天然产品进行功能活性比较

细胞产物功能活性是否正常

一植物基因工程

1.抗病转基因植物所采用的目的基因：

病毒外壳蛋白基因，病毒的复制酶基因，2.抗真菌转基因植物所采用的目的基因：

几丁质酶基因，抗毒素合成基因

二．动物基因工程

1.将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组，获得的转基因牛能表达出肠乳糖酶，肠乳糖酶能将乳糖分解成半乳糖，从而降低牛奶中的乳糖含量。

2．乳腺生物反应器

显微注射

早期胚胎培养

药用蛋白基因+乳腺蛋白基因的启动子

受精卵

早期胚胎

胚胎移植

泌乳期

子宫

转基因动物

分泌乳汁

提取药物

（2）药用蛋白基因前插入乳腺蛋白基因的启动子，目的是使药用蛋白基因只在乳腺组织细胞中表达

（3）膀胱生物反应器的优点

不受性别限制

不受个体发育时期的限制

3.器官移植

器官移植的两大难题：器官短缺和免疫排斥

从供体角度降低免疫排斥：

1）向器官供体基因组中导入某种调节因子，以抑制抗原决定基因的表达

2）设法除去抗原决定基因

4.基因治疗

基因治疗是把正常基因导入有基因缺陷的细胞中，使正常基因的表达产物发挥作用，原来的缺陷基因仍然存在。