2019-2020年高中生物《基因工程的基本操作程序》教案7 新人教版選修3.doc
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2019-2020年高中生物《基因工程的基本操作程序》教案7 新人教版選修3 [教學(xué)目標(biāo)] 1、簡(jiǎn)述基因工程原理及基本操作程序。 2、嘗試設(shè)計(jì)某一轉(zhuǎn)基因生物的研制過(guò)程。 [教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)] 1、教學(xué)重點(diǎn) 基因工程基本操作程序的四個(gè)步驟。 2、教學(xué)難點(diǎn) (1)從基因文庫(kù)中獲取目的基因。 (2)利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因。 [教學(xué)過(guò)程] 一、目的基因的獲?。? 1.目的基因:符合人們需要的,編碼蛋白質(zhì)的 。 2.獲取目的基因的方法 (1)從基因文庫(kù)中獲取目的基因 ①基因文庫(kù):將含有某種生物不同基因的許多 ,導(dǎo)人受體菌的群體中 ,各個(gè)受體菌分別含有這種生物的不同基因,稱(chēng)為基因文庫(kù)。 基因組文庫(kù):含有一種生物的 基因 ②種類(lèi) cDNA文庫(kù):含有一種生物的 基因 ③目的基因的獲取 根據(jù)基因的有關(guān)信息:基因的 序列、基因在 上的位置、基因的 產(chǎn)物mRNA、基因的 產(chǎn)物蛋白質(zhì)等特性獲取目的基因。 (2)利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因。 ①PCR:是一項(xiàng)在生物體外 特定DNA片段的核酸合成技術(shù)。 ②條件:已知目的基因的 序列。 ③過(guò)程:目的基因DNA受熱形成 ,與 結(jié)合,然后在 ______的作用下進(jìn)行延伸形成DNA。 ④方式:指數(shù)擴(kuò)增=2n(n為擴(kuò)增循環(huán)的次數(shù)) (3)人工合成法:基因較小,核苷酸序列已知,可以人工合成。 例1 下列獲取目的基因的方法中需要模板鏈的是( ) ①?gòu)幕蛭膸?kù)中獲取目的基因 ②利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因 ③反轉(zhuǎn)錄法 ④通過(guò)DNA合成儀利用化學(xué)方法人工合成 A.①②③④ B.①②③ C.②③④ D.②③ 二、基因表達(dá)載體的構(gòu)建 1.表達(dá)載體的組成:目的基因+ + +標(biāo)記基因等。 2.啟動(dòng)子:位于基因的 ,它是 結(jié)合 的部位,驅(qū)動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生mRNA。 3.終止子:位于基因的 ,終止 。 4.表達(dá)載體的功能:使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在,并且 給下一代;使目的基因 ____ 和發(fā)揮作用。 5.標(biāo)記基因: 受體細(xì)胞是否含有目的基因。 6.不同的受體細(xì)胞及目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞的方法不同,基因表達(dá)載體的構(gòu)建上也會(huì)有所差別。 例2科學(xué)家在培育抗蟲(chóng)棉時(shí),經(jīng)過(guò)了許多復(fù)雜的過(guò)程和不懈的努力,才獲得成功。起初把蘇云金芽孢桿菌的抗蟲(chóng)基因插入載體質(zhì)粒中,然后導(dǎo)入棉花的受精卵中,結(jié)果抗蟲(chóng)基因在棉花體內(nèi)沒(méi)有表達(dá)。然后在插入抗蟲(chóng)基因的質(zhì)粒中插入啟動(dòng)子(抗蟲(chóng)基因首端),導(dǎo)人棉花受精卵,長(zhǎng)成的棉花植株還是沒(méi)有抗蟲(chóng)能力??茖W(xué)家又在有啟動(dòng)子、抗蟲(chóng)基因的質(zhì)粒中插入終止子(抗蟲(chóng)基因末端),導(dǎo)入棉花受精卵,結(jié)果成長(zhǎng)的植株,有了抗蟲(chóng)能力。由以上過(guò)程推知,作為目的基因的運(yùn)載體應(yīng)具備的結(jié)構(gòu)是( ) A.目的基因、啟動(dòng)子 B.目的基因、終止子 C.目的基因、啟動(dòng)子、終止子 D.目的基因、啟動(dòng)子、終止子、標(biāo)記基因 三、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞 (一)轉(zhuǎn)化:目的基因進(jìn)人受體細(xì)胞內(nèi),并在受體細(xì)胞內(nèi)維持穩(wěn)定和 的過(guò)程。 (二)方法 1.將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞 (1)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法 ①農(nóng)桿菌特點(diǎn):易感染 植物和裸子植物,對(duì)___________植物沒(méi)有感染力;Ti質(zhì)粒的 可轉(zhuǎn)移至受體細(xì)胞,并整合到受體細(xì)胞的染色體上。 ②轉(zhuǎn)化:目的基因插人 農(nóng)桿菌→導(dǎo)入植物細(xì)胞→目的基因整合到植物細(xì)胞染色體上→目的基因的遺傳特性得以穩(wěn)定維持和表達(dá)。 (2)基因槍法 基因槍法:是單子葉植物中常用的一種基因轉(zhuǎn)化方法,但是成本較高。 (3)花粉管通道法 花粉管通道法:這是我國(guó)科學(xué)家獨(dú)創(chuàng)的一種方法,是一種十分簡(jiǎn)便經(jīng)濟(jì)的方法。(我的的轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉就是用此種方法獲得的) 2.將目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞 (1)方法: 注射技術(shù)。 (2)操作程序:目的基因表達(dá)載體 →取卵(受精卵) →顯微注射→注射了目的基因的受精卵移植到____性動(dòng)物的 _________________________內(nèi)發(fā)育→新性狀動(dòng)物。 3.將目的基因?qū)宋⑸锛?xì)胞 (1)原核生物特點(diǎn):繁殖快、多為單細(xì)胞、遺傳物質(zhì)相對(duì)較少等。 (2)轉(zhuǎn)化: 處理細(xì)胞→ 細(xì)胞→表達(dá)載體與感受態(tài)細(xì)胞混合→ _________ 細(xì)胞吸收DNA分子。 例3采用基因工程的方法培育抗蟲(chóng)棉,下列導(dǎo)入目的基因的做法正確的是( ) ①將毒素蛋白注射到棉受精卵中②將編碼毒素蛋白的DNA序列,注射到棉受精卵中③將編碼毒素蛋白的DNA序列,與質(zhì)粒重組,導(dǎo)人細(xì)菌,用該細(xì)菌感染棉的體細(xì)胞,再進(jìn)行組織培養(yǎng)④將編碼毒素蛋白的DNA序列,與細(xì)菌質(zhì)粒重組,注射到棉的子房并進(jìn)入受精卵 A、①② B、②③ C、③④ D、①④ 四、目的基因的檢測(cè)與鑒定 1.檢測(cè) (1)方法:標(biāo)記了的 、抗原抗體雜交。 (2)內(nèi)容 ①檢測(cè)轉(zhuǎn)基因生物染色體的DNA是否插入 。 ②檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄 。 ③檢測(cè)目的基因是否翻譯成 。 2.鑒定: 鑒定、抗病鑒定等。 例4 下圖是將人的生長(zhǎng)激素基因?qū)思?xì)菌B細(xì)胞內(nèi)制造“工程菌”的示意圖,所用載體為質(zhì)粒A。已知細(xì)菌B細(xì)胞內(nèi)不含質(zhì)粒A,也不含質(zhì)粒A上的基因,質(zhì)粒A導(dǎo)人細(xì)菌B后,其上的基因能得到表達(dá)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題: (1)目前把重組質(zhì)粒導(dǎo)入細(xì)菌細(xì)胞時(shí),效率還不高,導(dǎo)入完成后得到的細(xì)菌,實(shí)際上有的根本沒(méi)有導(dǎo)入質(zhì)粒,有的導(dǎo)入的是普通質(zhì)粒A,只有少數(shù)導(dǎo)入的是重組質(zhì)粒。以下步驟可鑒別得到的細(xì)菌是否導(dǎo)人了質(zhì)粒A或重組質(zhì)粒:將得到的細(xì)菌涂布在一個(gè)含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上,能夠生長(zhǎng)的就導(dǎo)人了質(zhì)粒A或重組質(zhì)粒,反之則沒(méi)有。使用這種方法鑒別的原因是 ______________________________________________ 。 ______________________________________________ 。 (2)若把通過(guò)鑒定證明導(dǎo)人了普通質(zhì)粒A或重組質(zhì)粒的細(xì)菌放在含有四環(huán)素的培養(yǎng)基上培養(yǎng),會(huì)發(fā)生的現(xiàn)象是 _______________________________ 。 原因是:______________________________________ (3)導(dǎo)人細(xì)菌B細(xì)胞中的目的基因成功表達(dá)的標(biāo)志是什么? ________________________________________________________________________________ 課堂鞏固: 一、選擇題: 1、下列屬于獲取目的基因的方法的是( ) ①利用mRNA反轉(zhuǎn)錄形成 ②從基因組文庫(kù)中提取 ③從受體細(xì)胞中提取 ④利用PCR技術(shù) ⑤利用DNA轉(zhuǎn)錄 ⑥人工合成 A.①②③⑤ B.①②⑤⑥ C.①②③④ D.①②④⑥ 2、不屬于目的基因與運(yùn)載體結(jié)合過(guò)程的是( ) A.用一定的限制酶切割質(zhì)粒,露出黏性末端B.用同種限制酶切割目的基因,露出黏性末端 C.將切下的目的基因插入到質(zhì)粒的切口處 D.將重組DNA引入到受體細(xì)胞中進(jìn)行擴(kuò)增 3、分辨基因工程是否成功是通過(guò)( ) A.提取目的基因 B.基因表達(dá)載體的構(gòu)建 C.目的基因?qū)耸荏w細(xì)胞 D.目的基因的檢測(cè)與鑒定 4.下列不屬于獲取目的基因的方法的是( ) A.利用DNA連接酶復(fù)制目的基因 B.利用DNA聚合酶復(fù)制目的基因 C.從基因文庫(kù)中獲取目的基因 D.利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因 5.哪項(xiàng)不是基因表達(dá)載體的組成部分( ) A.啟動(dòng)子 B.終止密碼 C.標(biāo)記基因 D.目的基因 6.在胰島素的基因與質(zhì)粒形成重組DNA分子的過(guò)程中,下列哪組是所需要的( ) ①同一種限制酶切割兩者;②不需同一種限制酶切割兩者;③加入適量的DNA連接酶;④不需加DNA連接酶 A.①③ B.①④ C.②④ D.②③ 7.下列說(shuō)法中正確的是( ) A.基因表達(dá)載體的構(gòu)建方法是一致的 B.標(biāo)記基因也叫做抗生素基因 C.顯微注射技術(shù)是最為有效的一種將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞的方法 D.大腸桿菌是常用的微生物受體 8、下列哪項(xiàng)不是將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞的方法( ) A.基因槍法 B.顯微注射法 C.農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法 D.花粉管通道法 9.基因工程中常用的受體細(xì)胞不包括( ) A.人體細(xì)胞 B.動(dòng)物細(xì)胞 C.植物細(xì)胞 D.微生物細(xì)胞 10.基因工程中科學(xué)家常采用細(xì)菌、酵母菌等微生物作為受體細(xì)胞。下列不屬于這樣做的原因的是( ) A.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,多為單細(xì)胞 B.繁殖速度快 C.遺傳物質(zhì)含量少 D.性狀穩(wěn)定,變異少 11.要檢測(cè)目的基因是否成功的插入了受體DNA中,需要用基因探針,基因探針是指( ) A.用于檢測(cè)疾病的醫(yī)療器械 B.用放射性同位素或熒光分子等標(biāo)記的DNA分子 C.合成一球蛋白的DNA D.合成苯丙羥化酶的DNA片段 12.基因工程的正確操作步驟是( ) ①構(gòu)建基因表達(dá)載體 ②將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞 ③檢測(cè)目的基因的表達(dá)是否符合特定性狀要求 ④取目的基因 A.③②④① B.②④①③ C.④①②③ D.③④①② 13.下列有關(guān)基因工程技術(shù)的敘述,正確的是( ) A.重組DNA技術(shù)所用的工具酶是限制酶、DNA連接酶和基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體 B.所有的限制酶都只能識(shí)別同一種特定的核苷酸序列 C.選用細(xì)菌作為重組質(zhì)粒的受體細(xì)胞主要是因?yàn)榧?xì)菌繁殖快、遺傳物質(zhì)少 D.只要目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞就能成功實(shí)現(xiàn)表達(dá) 14.基因工程中不會(huì)出現(xiàn)( ) A.DNA連接酶將黏性末端的堿基連接起來(lái) B.限制性?xún)?nèi)切酶可用于目的基因的獲取 C.目的基因必須有載體導(dǎo)入受體細(xì)胞 D.人工合成目的基因不用限制性核酸內(nèi)切酶 15、下列哪項(xiàng)不是基因工程技術(shù)( ) A.基因轉(zhuǎn)移 B.基因擴(kuò)增 C.基因檢測(cè) D.基因表達(dá) (二)填空題: 16..人體受病毒刺激后,可以產(chǎn)生干擾素,干擾素分為、、三類(lèi),1980年,生物學(xué)家成功破譯了干擾素的全部遺傳信息,并運(yùn)用插入質(zhì)粒的方法,用大腸桿菌生產(chǎn)得到干擾素可以用于治療肝炎和腫瘤,回答下列問(wèn)題: (1)上述材料中涉及的現(xiàn)代生物技術(shù)有 。 (2)在利用大腸桿菌生產(chǎn)干擾過(guò)程中,目的基因是 ,所用載體是 。表達(dá)載體的結(jié)構(gòu)組成包括 ____ 、 ____ 、 _____、_ __ ___。 (3)目的基因在大腸桿菌中表達(dá)時(shí),必須經(jīng)過(guò) 和 過(guò)程。 1.2 基因工程的基本操作程序 例1 D.例2 D例3 C例4 答案:(1) 普通質(zhì)粒A和重組質(zhì)粒都含有抗氨芐青霉素基因 (2)有的能生長(zhǎng),有的不能生長(zhǎng)期 導(dǎo)入普通質(zhì)粒A的的細(xì)菌能生長(zhǎng),因?yàn)槠胀ㄙ|(zhì)粒A上有抗四環(huán)素基因;導(dǎo)入重組質(zhì)粒的細(xì)菌不能生長(zhǎng),因?yàn)槟康幕虿逶谒沫h(huán)素基因中,抗四環(huán)素基因中,抗四環(huán)素基因的結(jié)構(gòu)被破壞 (3)活動(dòng) 是受體細(xì)胞通過(guò)轉(zhuǎn)錄、翻譯合成相應(yīng)的蛋白質(zhì),即人的生長(zhǎng)激素。 課堂鞏固: 題號(hào) 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 D D D A B A D B 題號(hào) 9 10 11 12 13 14 15 答案 A D B C C A D 16、基因工程 干擾素基因 質(zhì)粒 目的基因 啟動(dòng)子 終止子 標(biāo)記基因 轉(zhuǎn)錄 翻譯- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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