人教版 (2019)选择性必修3基因工程的基本操作程序表格教案设计

这是一份人教版 (2019)选择性必修3基因工程的基本操作程序表格教案设计，共3页。教案主要包含了目的基因的获取，基因表达载体的构建，目的基因导入受体细胞——棉花，目的基因的检测与鉴定等内容，欢迎下载使用。
教学目标
1. 基于已学的原理并能用结构与功能观解释获取目的基因几种途径的原因、特点以及基因表达载体的组成部分以及目的基因检测与鉴定的方法。
2. 能运用流程图的形式概括出基因工程的基本操作程序。
3. 基于基因工程原理和操作程序，尝试提出某一转基因植物的方案并就其中的操作程序展开探究。
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. 目的基因检测与鉴定的方法。
教学过程
教学环节
主要教学活动
设置意图
引入新课
培育转基因抗虫棉的步骤
小结
教师创设转基因抗虫棉的产生背景和推广应用情况的情境，并利用这一情境，提出问题：“转基因抗虫棉是怎么获得的？培育转基因抗虫棉一般需要哪些步骤？”引发学生思考。
一、目的基因的获取
介绍抗虫基因Bt的来源。提出问题：“Bt基因怎样获得的？”学生思考，根据已有知识能说出PCR、人工合成等方法。教师加以引导并介绍其他方法。
二、基因表达载体的构建
问题：怎样将Bt基因转入棉花？能否直接导入？引导学生说出已制备的目的基因，如果没有合适载体的协助，是很难进入受体细胞的，即使能进入，往往也不能进行复制和表达。
如果不能直接导入棉花，那下一步应该怎么做？
观察基因表达载体的构成元件，用已有知识分析每一个元件的功能。构建重组质粒需用哪些工具酶 ？利用已学DNA重组技术的基本工具设计。
重组表达载体的筛选
目的基因导入受体细胞——大肠杆菌
问题：连接混合物能直接导入棉花受体细胞吗？如何改进？
虽然体外构建表达载体，解决了目的基因的导入、复制和表达问题，但是连接产物仍然是混合物，如果直接导入棉花受体细胞，转化率低，需要筛选大量转化植株。为了提高转化率，可以先导入到大肠杆菌中，筛选正确的重组表达载体。导入大肠杆菌，需要先用CaCl2处理大肠杆菌，使之成为感受态细胞，再将体外重组混合物分子（包含着重组质粒、质粒自身环化物、目的基因自身环化物等）溶于缓冲液中与感受态细胞混合，42℃短暂热激处理，完成转化过程。
目的基因的检测与鉴定——重组表达载体的筛选
问题：如何筛选正确的重组表达载体？学生应用所学提出一些方法，如“PCR法”、“酶切法”、“标记基因法”等。教师引导，并完善。鉴定完成后，提取重组表达载体DNA导入棉花细胞。
三、目的基因导入受体细胞——棉花
问题：怎样将Bt表达载体导入到棉花细胞？
用我国科学家的做法，依次介绍目的基因导入植物细胞的方法：
1.花粉管通道法：我国科学家独创的方法，也是Bt转基因抗虫棉选用的方法。重组表达载体DNA借助花粉管通道进入受体细胞。
2.农杆菌转化法：科研人员尝试用农杆菌转化法获得Bt转基因抗虫棉，也获得了成功。
原理：农杆菌中的Ti质粒的T-DNA（transfer DNA,转移DNA）可转移至植物细胞并整合到其染色体上。
优点：转化频率高、成本低、操作相对简单。在植物转基因技术中，占据主导地位，主要用于双子叶植物的转基因。
3.基因枪法：又称微弹轰击法，利用压缩气体产生的动力，将包裹在金属颗粒表面的重组表达载体DNA打入受体细胞。成本较高，常用于单子叶植物。
四、目的基因的检测与鉴定
问题：在棉花细胞中，重组表达载体是否导入成功？
是否可以稳定维持并表达出Bt蛋白？
表达出的Bt蛋白是否具有杀虫的功效？
分子水平的检测：检测是否插入目的基因
检测目的基因是否转录
检测目的基因是否翻译
引导学生将已学的PCR等技术应用到目的基因的检测中。补充分子杂交实验方法和转Bt基因抗虫棉真实实验数据，促进学生理解分子杂交技术。
个体生物学水平鉴定：转Bt基因抗虫棉抗性的检测。
用概念图总结基因工程的基本操作程序的四部曲。
转基因抗虫棉是我国科学家自主取得的重大科技成果，了解相关知识背景能增强学生的民族自豪感和自信心，教师提出的问题又可以启迪学生
思维，激发他们的求知欲。
提出问题，让学生根据已有知识进行思考回答。
系列问题驱动学生思维活动逐步深入。
利用所学，进行基因表达载体构建的设计。
引发学生思考，激发学生的思辨能力。
引导学生利用所学解决问题。
用科学家真实实践过程的情境，逐步引出目的基因导入植物细胞的方法，促进学生的理解。
调动学生运用基因表达的知识，深化对 “中心法则”这一重要概念的理解。引导学生将所学的技术应用到实践中。
归纳总结本节课的知识和方法。