【高效备课】高二生物下册人教2019版选择性必修3同步优选：3.2 基因工程的基本操作程序（第2课时）（教案）.docx

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3.2基因工程的基本操作程序（第2课时）

教案

一、教学目标

1.阐明基因工程的原理和基本操作程序。

2.针对人类生产或生活中的某一需求，选取适当的基因工程的技术和方法，尝试设计获得某转基因产品的方案。

3.尝试进行PCR的基本操作并用电泳鉴定PCR的产物。

二、教学重难点

1.教学重点

（1）基因工程基本操作程序的四个步骤。

（2）DNA片段的扩增及电泳鉴定。

2.教学难点

（1）利用PCR获取和扩增目的基因。

（2）DNA片段的扩增及电泳鉴定。

三、教学过程

【本节聚焦】

1基因工程的基本操作程序主要包括哪几个步骤？

2.基因工程操作的每一步涉及的技术和方法有哪些？

【三、将目的基因导入受体细胞】

1.转化

转化是指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。基因工程中不同生物转化方法不同。

2.转化的受体细胞（详见课件）

将目的基因导入植物细胞：花粉管通道法、农杆菌转化法

将目的基因导入动物细胞：显微注射法

将目的基因导入微生物细胞：Ca2+处理法（一般用Ca2+处理使大肠杆菌处于一种易于吸收周围环境中DNA分子的生理状态（感受态），然后将重组的基因表达载体导入其中。）

（1）导入植物细胞（植物细胞转化方法）：

花粉通道法

农杆菌转化法

（2）导入动物细胞（动物细胞转化方法）：常用显微注射法将目的基因注入受精卵

（3）导入细菌（细菌转化方法）

一般用Ca2+处理使大肠杆菌处于一种易于吸收周围环境中DNA分子的生理状态（感受态），然后将重组的基因表达载体导入其中。

【四、目的基因的检测与鉴定】

1.目的：检测目的基因进入受体细胞后，是否稳定维持和表达其遗传特性。

2.检测内容及方法

分子水平的检测：①基因是否插入染色体DNA（存在）；②基因是否转录；③基因是否翻译为蛋白质。

个体生物学水平的鉴定：接种棉铃虫观察性状表现，或采摘抗虫棉的叶子饲喂棉铃虫，观察抗虫效果。

（一）分子水平的检测

1.基因是否插入染色体DNA（存在）

2.基因是否转录

3.基因是否翻译为蛋白质

（二）个体生物学水平的鉴定

接种棉铃虫观察性状表现，或采摘抗虫棉的叶子饲喂棉铃虫，观察抗虫效果。

总结：目的基因的检测与鉴定

总结：基因工程的基本操作程序

【到社会中去】

转基因抗虫棉在世界范围被广泛种植，有效控制了棉铃虫的种群数量，显著减少了农药的用量。面对棉铃虫的危害，有了抗虫棉是否就可以一劳永逸、高枕无忧呢？根据棉铃虫对传统农药产生抗性的发展历史，科研人员推测棉铃虫中存在对Bt抗虫蛋白产生抗性的可能。请你查阅资料，了解以下问题：

1．在实际种植过程中，棉铃虫是否对转Bt基因的抗虫棉产生了严重的抗性？证据是什么？

2．科研工作者在发现棉铃虫出现抗性之前，就应该想办法应对。他们想出的延缓棉铃虫对Bt抗虫蛋白产生抗性的措施有哪些？这些措施的原理是什么？有效吗？

学生课后自行讨论解答

{探究·实践}DNA片段的扩增及电泳鉴定

实验原理

（1）DNA片段的扩增

①利用PCR可以在体外进行DNA片段的扩增。

②PCR利用了DNA的热变性原理，通过调节温度来控制DNA双链的解聚与结合。

③PCR仪实质上就是一台能够自动调控温度的仪器。一次PCR一般要经历30次循环。

（2）DNA片段的电泳鉴定

①DNA分子具有可解离的基团，在一定的pH下，这些基团可以带上正电荷或负电荷。在电场的作用下，这些带电分子会向着与它所带电荷相反的电极移动，这个过程就是电泳。

②PCR的产物一般通过琼脂糖凝胶电泳来鉴定。在凝胶中DNA分子的迁移速率与凝胶的浓度、DNA分子的大小和构象等有关。凝胶中的DNA分子通过染色（EB染色），可以在波长为300nm的紫外灯下被检测出来。

材料用具

（1）仪器：PCR仪、微量离心管、微量移液器、一次性吸液枪头、电泳装置（包括电泳仪电泳槽等）

（2）用具：4种脱氧核苷酸的等量混合液、2种引物、DNA聚合酶、模板DNA、扩增缓冲液、无菌水、电泳缓冲液、凝胶载样缓冲液、琼脂糖和核酸染料等

方法步骤

1．PCR加样操作

按照下表，用微量移液器依次将各组分加入微量离心管中。（注意：酶和缓冲液要在冰块上缓慢融化，用后置于-20℃冰箱中保存。酶和缓冲液一般分装成小份，避免反复融化导致活性降低甚至失活）

2．离心

盖严离心管，离心10s，使反应液集中在离心管底部。

3．PCR

参照下表设置PCR循环程序。

4．制备凝胶

根据DNA片段大小，用电泳缓冲液配制适合浓度的琼脂糖溶液（一般为0.8%～1.2%）。琼脂糖用沸水浴或微波炉熔化，稍冷却加入适量核酸染料混匀。将琼脂糖溶液倒入模具，并插入大小合适的梳子（用以形成加样孔）。待凝胶凝固后，将梳子拔出。

5．电泳加样

将凝胶放入