【预习检查】检查学生自主学习情况,督促学生充分利用课外时间先入为主,实现先学后教,为课堂进行探究性学习留下足够的时间。
为什么基因能工程要有四个步骤?
【自主学习】对学习一般性的概念、性质和定理及其直接的应用性问题,引导学生自主学习、自主消化,教师引导、巡查,对自主学习有困难的学生进行帮助或指定学生帮助。
基因工程的基本操作程序
第一步: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等。
2.目的基因的获取方法:
从供体细胞直接提取——主要是原核生物基因
从基因文库中获取
利用mRNA反转录形成
利用PCR扩增技术
人工化学法合成
3.PCR技术扩增目的基因
(1)原理:DNA复制
(2)过程:加热至90~95℃DNA解链→冷却到55~60℃,引物结合到互补DNA链→加热至70~75℃,热稳定DNA聚合酶从引物起始互补链的合成。
第二步:基因表达载体的构建
1.构成:目的基因+启动子+终止子+标记基因
(1)启动子:是一段有特殊结构的DNA片段,位于基因的首端,是RNA聚合酶 识别和结合的部位,能启动基因转录出mRNA,最终获得所需的蛋白质。
(2)终止子:也是一段有特殊结构的DNA片段 ,位于基因的尾端,终止基因的转录。
(3)标记基因:一段特殊的基因序列,主要是为了鉴定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,常用的标记基因是抗生素基因。
2.构建:以质粒作载体 为例
【合作学习】对学生不能自主掌握的重要概念、性质和定理,不能独立完成实验操作;不能独立解决的问题组织学生合作学习,教师帮助小组长组织合作学习,对合作的结果,根据教师提问,小组长回答,小组成员补充展示,及时加分奖励。
1、目的基因只是指编码蛋白质的结构基因吗?请举例说明。
2、怎样根据目的基因的有关信息从基因文库中得到我们所需的目的基因呢?请举例说明。
3、为什么要建立基因文库?直接从含目的基因的生物体内提取不行吗?
4、设计图示从一个DNA分子上,通过PCR技术扩增获得某基因的四轮过程,看看有什么规律现象。
5、用同种限制内切酶切割的质粒和目的基因,用连接酶连接,会产生几种重组质粒?
6、目的基因的结构必须要求有启动子和终止子吗?
7、为了保证正确转录,是否需要在目的基因的的恰当部位连接上启动子和终止子?
【探究延伸】对技能方法要求高、综合性大的问题鼓励学生进行探究性学习,探究的途径可为解题方法探究,问题变式探究,发散类比探究等加大对学生创新意识和创新能力的培养,教师要求A组学生独立完成,鼓励B、C组学生进行探究,在探究的过程中教师要及时指导,避免学生走弯路,用时过长,探究的结果由A组学生展示,对展示的结果教师要做深度评价
1、原核细胞基因结构如何?真核细胞基因结构如何?
(提示:编码区,非编码区,启动子,终止子,内含子,外显子等)
2、阅读“拓展视野”---历史不能忘记中国科学家对PCR的贡献。
【反馈训练】对课堂教学效果及时检测,测验题目难易程度要适当,对检测的结果教师限时抢答,形式多样,对A组学生抢答的问题加分与其他学生相同。
1、将动物致病菌的抗原基因导入马铃薯制成植物疫苗,饲喂转基因马铃薯可使动物获得免疫力。以下是与植物疫苗制备过程相关的图和表。
请根据以上图表回答下列问题。
(1)在采用常规PCR方法扩增目的基因的过程中,使用的DNA聚合酶不同于一般生物体内的DNA聚合酶,其最主要的特点是 。
(2)PCR过程中退火(复性)温度必须根据引物的碱基数量和种类来设定。表1为根据模板设计的两对引物序列,图2为引物对与模板结合示意图。请判断哪一对引物可采用较高的退火温度? 。
(3)图1步骤③所用的DNA连接酶对所连接的DNA两端碱基序列是否有专一性要求? 。
(4)为将外源基因转入马铃薯,图1步骤⑥转基因所用的细菌B通常为 。
(5)对符合设计要求的重组质粒T进行酶切,。假设所用的酶均可将识别位点完全切开,请根据图1中标示的酶切位点和表2所列的识别序列,对以下酶切结果作出判断。
①采用EcoRⅠ和PstⅠ酶切,得到 种DNA片断。
②采用EcoRⅠ和SmaⅠ酶切,得到 种DNA片断。
【答案】⑴耐高温 ⑵引物对B ⑶否 ⑷农杆菌 ⑸① 2 ② 1
2、PCR技术的原理是什么?需要不需要解旋酶?PCR技术中的聚合酶有什么特点?PCR技术过程中能量由什么物质提供?引物是DNA还是RNA?
3、PCR技术过程中,几轮循环后就会出现单链等长的分子?
4、什么是部分基因组文库?什么是cDNA文库?部分基因组文库就是指cDNA文库吗?列表比较基因组文库和部分基因组文库。
【引导预习】对下节课的学习内容编拟成恰当的问题,要求学生当堂在问题的引导下预习,避免课后预习流于形式,督促学生养成自主学习的良好习惯。
了解将目的基因导入受体细胞的方法。
了解如何对目的基因进行检测与鉴定。
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