資源簡介

第2節 基因工程的基本操作程序
(一)教學目標
1.闡明基因工程的原理和基本操作程序。
2.針對人類生產或生活中的某一-需求， 選取適當的基因工程的技術和方法，嘗試設計獲得某一轉基因產品的方案。
3.嘗試進行PCR的基本操作并用電泳鑒定PCR的產物。
(二)教學重點和難點
1.教學重點
(1)基因工程基本操作程序的四個步驟。
(2) DNA片段的擴增及電泳鑒定。
2.教學難點
(1)利用PCR獲取和擴增目的基因。
(2) DNA片段的擴增及電泳鑒定。
(三)教學過程
一、創設情境，導入新課
聯系生產、生活實際，介紹抗蟲棉誕生的背景，以及我國擁有自主知識產權的轉基因抗蟲棉所產生的社會效益和經濟效益。激發學生的學習興趣。認同基因工程促進了社會生產力的提高。
提出問題：為什么傳統的雜交育種方法培育不出抗蟲棉，基因工程卻可以 轉基因抗蟲棉抗蟲的機制是什么
二、目的基因的篩選與獲取
介紹蘇云金桿菌、Bt抗蟲蛋白和Bt基因，明確蘇云金桿菌、Bt抗蟲蛋白和Bt基因三者之間的關系，以及選取Bt基因作為培育轉基因抗蟲棉的目的基因的原因。讓學生認識到篩選合適的目的基因的重要性。
獲取目的基因的方法有多種。在我國首批具有較高抗蟲活性的轉基因抗蟲棉的培育過程中，科學家人工合成了目的基因。常用PCR特異性地快速擴增目的基因。闡明PCR的原理，讓學生回顧之前學習過的DNA復制的相關知識，通過類比推出PCR反應需要的條件。推出PCR反應需要提供模板、引物、4種脫氧核苷酸、DNA聚合酶等。
播放介紹PCR反應過程的視頻，帶領學生逐步分析。學習PCR擴增的方向、Taq DNA聚合酶的特性、PCR反應每個步驟所發生的變化等內容。
三、基因表達載體的構建
讓學生聯系上節課的知識內容，識內容，合理推測基因表達載體的組成;認識到要使目的基因能夠表達，載體還需要具備些與基因表達有關的元件，如啟動子、終止子等。
展示基因表達載體的結構模式圖，引導學生觀察載體的組成，并討論各組成部分的功能。如何將Bt基因與載體連接構建基因表達載體，運用“分子工具”設計構建培育轉基因抗蟲棉所需的基因表達載體的流程。
四、將目的基因導入受體細胞
構建了含有Bt基因的表達載體后，還需要通過一定的方式將載體導入棉花細胞，才有可能使棉花植株具有抗蟲特性，那么怎樣將基因表達載體導人受體細胞呢
引導學生閱讀教材，了解花粉管通道法的原理和操作過程，以及將目的基因導入動物細胞和微生物細胞的常用方法。
五、目的基因的檢測與鑒定
只有一部分Bt基因能成功導入棉花細胞并表達Bt抗蟲蛋白，這需要檢測和鑒定才能知道，如何進行檢測和鑒定呢
讓學生結合學過的基因表達相關的知識推出檢測與鑒定目的基因的幾個水平。思考、回答，認識到可以分別從DNA、RNA和蛋白質水平進行檢測;檢測棉花是否具有抗蟲特性最直接的辦法是觀察它是否對棉鈴蟲產生了抗性，這屬于個體水平的檢測。并介紹在其他不同水平進行檢測與鑒定的方法。
六、歸納總結
引導學生一同梳理基因工程的基本操作程序，總結每一環節涉及的技術和方法，并繪制流程圖。

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