高中生物選修三基因工程的操作程序說課課件

1、1人教版選修三人教版選修三1.2 基因工程的基本操作程序基因工程的基本操作程序2說說 教教 材材 基因工程的操作程序基因工程的操作程序是人教版教材生物選修三是人教版教材生物選修三專題一第專題一第2 2節(jié)內(nèi)容。在此之前，學(xué)生們已經(jīng)學(xué)習(xí)了必修節(jié)內(nèi)容。在此之前，學(xué)生們已經(jīng)學(xué)習(xí)了必修本本“基因工程基因工程”基礎(chǔ)知識；上一節(jié)課又復(fù)習(xí)了基因工程基礎(chǔ)知識；上一節(jié)課又復(fù)習(xí)了基因工程的基本工具；這為過渡到本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)起到了鋪墊的的基本工具；這為過渡到本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)起到了鋪墊的作用。作用。 基因工程是選修基因工程是選修3 3整本書的重點，它是其它幾個章整本書的重點，它是其它幾個章節(jié)的基礎(chǔ)。而其中第二節(jié)基因工程的

2、基本操作程序又是節(jié)的基礎(chǔ)。而其中第二節(jié)基因工程的基本操作程序又是該章節(jié)的重中之重，是本專題的核心，是考試的重點和該章節(jié)的重中之重，是本專題的核心，是考試的重點和難點。難點。上承上承dnadna重組技術(shù)的基本工具，下接基因工程的重組技術(shù)的基本工具，下接基因工程的應(yīng)用，難點多，內(nèi)容雜，較抽象，學(xué)生不易理解。應(yīng)用，難點多，內(nèi)容雜，較抽象，學(xué)生不易理解。課時課時設(shè)計上應(yīng)安排兩課時，第一課時補充基因的結(jié)構(gòu)，講授設(shè)計上應(yīng)安排兩課時，第一課時補充基因的結(jié)構(gòu)，講授步驟一，提取目的基因；步驟二，構(gòu)建基因表達載體。步驟一，提取目的基因；步驟二，構(gòu)建基因表達載體。第二課時講授步驟三，將目的基因?qū)胧荏w細胞；步驟第二

3、課時講授步驟三，將目的基因?qū)胧荏w細胞；步驟四，目的基因的檢測與鑒定。四，目的基因的檢測與鑒定。3教教 學(xué)學(xué) 目目 標標1.1.知識目標：知識目標： 根據(jù)大綱和課程目標，本節(jié)課內(nèi)容要求了解基因工程根據(jù)大綱和課程目標，本節(jié)課內(nèi)容要求了解基因工程原理及基本操作程序。原理及基本操作程序。2.2.情感態(tài)度目標：情感態(tài)度目標： 通過對基因工程原理及基本操作程序的理解，掌握通過對基因工程原理及基本操作程序的理解，掌握理論聯(lián)系實際的基本觀念以及對當今世界的前沿技術(shù)有更理論聯(lián)系實際的基本觀念以及對當今世界的前沿技術(shù)有更深刻的了解。深刻的了解。 通過對四步基本操作程序的具體操作技術(shù)的學(xué)習(xí)以通過對四步基本操作程序

4、的具體操作技術(shù)的學(xué)習(xí)以及各國對此技術(shù)的重視，增強學(xué)生愛科學(xué)，學(xué)科學(xué)的情感及各國對此技術(shù)的重視，增強學(xué)生愛科學(xué)，學(xué)科學(xué)的情感和建設(shè)祖國的社會責(zé)任感，并且建立起知識創(chuàng)造價值，知和建設(shè)祖國的社會責(zé)任感，并且建立起知識創(chuàng)造價值，知識為人類服務(wù)，使人類生活質(zhì)量更好的美好愿望。識為人類服務(wù)，使人類生活質(zhì)量更好的美好愿望。 3.3.能力目標：能力目標： 通過讓學(xué)生了解世界最前沿技術(shù)，追蹤社會熱點，提通過讓學(xué)生了解世界最前沿技術(shù)，追蹤社會熱點，提高學(xué)生收集處理信息能力，提高學(xué)生語言表達能力和信息高學(xué)生收集處理信息能力，提高學(xué)生語言表達能力和信息交流能力，培養(yǎng)學(xué)生的獨立動手能力和合作態(tài)度。交流能力，培養(yǎng)學(xué)生的獨

5、立動手能力和合作態(tài)度。 4重重 點、難點、難 點點重點：重點： 基因工程基本操作程序的四個步驟（知識重點）?；蚬こ袒静僮鞒绦虻乃膫€步驟（知識重點）。這個知識點是建立理論聯(lián)系實際的理論基礎(chǔ)。這個知識點是建立理論聯(lián)系實際的理論基礎(chǔ)。 如何利用科學(xué)技術(shù)為人類服務(wù)（情感重點）。此如何利用科學(xué)技術(shù)為人類服務(wù)（情感重點）。此是本文的情感重點，社會不斷進步，科學(xué)不斷發(fā)展，做是本文的情感重點，社會不斷進步，科學(xué)不斷發(fā)展，做為祖國未來的接班人，只有趁現(xiàn)在年少，認真學(xué)習(xí)，掌為祖國未來的接班人，只有趁現(xiàn)在年少，認真學(xué)習(xí)，掌握最新的科學(xué)知識，才能利用所學(xué)知識，為人類服務(wù)。握最新的科學(xué)知識，才能利用所學(xué)知識，為人類

6、服務(wù)。增強學(xué)生社會責(zé)任感。增強學(xué)生社會責(zé)任感。 難點：難點： 從基因文庫中獲取目的基因。以及利用從基因文庫中獲取目的基因。以及利用pcrpcr技術(shù)擴技術(shù)擴增目的基因。增目的基因。 基因表達載體的構(gòu)建。因為沒有實際可見的東西，基因表達載體的構(gòu)建。因為沒有實際可見的東西，而且無法用具體的感性材料來幫助學(xué)生的理解，比較抽而且無法用具體的感性材料來幫助學(xué)生的理解，比較抽象，要發(fā)揮學(xué)生的想象力，故將其列為難點。象，要發(fā)揮學(xué)生的想象力，故將其列為難點。 5說說 教教 法法1 1、直觀演示法：、直觀演示法： 利用圖片的投影等手段進行直觀演示，激發(fā)學(xué)生的利用圖片的投影等手段進行直觀演示，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，活

7、躍課堂氣氛，促進學(xué)生對知識的掌握。學(xué)習(xí)興趣，活躍課堂氣氛，促進學(xué)生對知識的掌握。2 2、活動探究法、活動探究法 引導(dǎo)學(xué)生通過創(chuàng)設(shè)情景等活動形式獲取知識，以學(xué)引導(dǎo)學(xué)生通過創(chuàng)設(shè)情景等活動形式獲取知識，以學(xué)生為主體，使學(xué)生的獨立探索性得到了充分的發(fā)揮，培生為主體，使學(xué)生的獨立探索性得到了充分的發(fā)揮，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力、思維能力、活動組織能力。養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力、思維能力、活動組織能力。3 3、集體討論法、集體討論法 針對學(xué)生提出的問題，組織學(xué)生進行集體和分組討針對學(xué)生提出的問題，組織學(xué)生進行集體和分組討論，促使學(xué)生在學(xué)習(xí)中解決問題，培養(yǎng)學(xué)生的團結(jié)協(xié)作論，促使學(xué)生在學(xué)習(xí)中解決問題，培養(yǎng)學(xué)生的團結(jié)協(xié)作的精

8、神。的精神。6說說 學(xué)學(xué) 法法讓學(xué)生讀讓學(xué)生讀 通過閱讀課文，讓學(xué)生學(xué)會收集信息的能力，增通過閱讀課文，讓學(xué)生學(xué)會收集信息的能力，增強理解力。強理解力。 讓學(xué)生講讓學(xué)生講 討論分析信息，讓學(xué)生用自己的話自主表達出來，討論分析信息，讓學(xué)生用自己的話自主表達出來，培養(yǎng)學(xué)生語言表達能力。培養(yǎng)學(xué)生語言表達能力。 讓學(xué)生想讓學(xué)生想 在討論、分析、綜合過程中，學(xué)生主動思考并得在討論、分析、綜合過程中，學(xué)生主動思考并得到其所需信息，培養(yǎng)歸納、比較、綜合能力。到其所需信息，培養(yǎng)歸納、比較、綜合能力。 讓學(xué)生做讓學(xué)生做 課前布置學(xué)生動手制作重組課前布置學(xué)生動手制作重組dnadna分子，讓學(xué)生得分子，讓學(xué)生得到實

9、踐，培養(yǎng)實際動手能力和團結(jié)協(xié)作精神。到實踐，培養(yǎng)實際動手能力和團結(jié)協(xié)作精神。 7教教 學(xué)學(xué) 設(shè)設(shè) 計計 思思 路路教學(xué)內(nèi)容教學(xué)內(nèi)容基本策略基本策略復(fù)習(xí)提問，學(xué)生討復(fù)習(xí)提問，學(xué)生討論，教師總結(jié)論，教師總結(jié)引導(dǎo)學(xué)生閱引導(dǎo)學(xué)生閱讀，分析、讀，分析、討論，教師討論，教師總結(jié)，了解總結(jié)，了解基因工程操基因工程操作程序具體作程序具體步驟及原理。步驟及原理。目的基因的獲取目的基因的獲取基因表達載體的構(gòu)建（核心）基因表達載體的構(gòu)建（核心）回憶概念，回憶概念，導(dǎo)入新課導(dǎo)入新課學(xué)生回憶必修部分學(xué)生回憶必修部分“基因工程基因工程”知識；通知識；通過圖過圖1-6來幫助學(xué)生建構(gòu)基因工程基本操作來幫助學(xué)生建構(gòu)基因工程基本

10、操作程序的整體框架。程序的整體框架。教授新課：教授新課：基因工程操基因工程操作程序作程序?qū)⒛康幕驅(qū)雽⒛康幕驅(qū)胧荏w細胞受體細胞目的基因的檢測目的基因的檢測和鑒定和鑒定理解應(yīng)用理解應(yīng)用嘗試設(shè)計某一轉(zhuǎn)基因生物的研制過程。嘗試設(shè)計某一轉(zhuǎn)基因生物的研制過程。從基因文庫中獲取目的基因從基因文庫中獲取目的基因利用利用pcr技術(shù)擴增目的基因技術(shù)擴增目的基因植物植物土壤農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法土壤農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法基因槍法基因槍法花粉管通道法花粉管通道法動動 物：顯微注射技術(shù)物：顯微注射技術(shù)微生物：微生物：ca2+處理，感受態(tài)細胞處理，感受態(tài)細胞檢測是否插入目的基因；檢測是否插入目的基因；檢測是否轉(zhuǎn)錄出了檢測是否轉(zhuǎn)錄出了

11、mrnamrna；檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)；檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)；個體水平的鑒定。個體水平的鑒定。8教教 學(xué)學(xué) 過過 程程1 1、導(dǎo)入、導(dǎo)入限制性內(nèi)切酶只能從原核生物中提取嗎？限制性內(nèi)切酶只能從原核生物中提取嗎？dnadna連接酶連接在什么部位？連接酶連接在什么部位？大腸桿菌的質(zhì)粒是最常用的載體，它有大腸桿菌的質(zhì)粒是最常用的載體，它有什么特點能充當載體？直接提取出來就可什么特點能充當載體？直接提取出來就可以充當載體嗎？以充當載體嗎？9教教 學(xué)學(xué) 過過 程程2 2、講授新課、講授新課 要清楚目的基要清楚目的基因的獲取方式的區(qū)因的獲取方式的區(qū)別，有必要補充基別，有必要補充基因的結(jié)構(gòu)。因

12、的結(jié)構(gòu)。10補補 充充 知知 識識非編碼區(qū)非編碼區(qū)非編碼區(qū)非編碼區(qū)編碼區(qū)編碼區(qū)與與rnarna聚合酶結(jié)合位點聚合酶結(jié)合位點啟動子啟動子終止子終止子原核細胞的基因結(jié)構(gòu)原核細胞的基因結(jié)構(gòu)真核細胞的基因結(jié)構(gòu)真核細胞的基因結(jié)構(gòu)編碼區(qū)編碼區(qū)非編碼區(qū)非編碼區(qū)非編碼區(qū)非編碼區(qū) 內(nèi)含子內(nèi)含子 外顯子外顯子 啟動子啟動子終止子終止子與與rnarna聚合酶結(jié)合位點聚合酶結(jié)合位點11步步 驟驟 一一 學(xué)生帶著問題閱讀教材學(xué)生帶著問題閱讀教材 教師展示幻燈片，用打比方等手教師展示幻燈片，用打比方等手段幫助學(xué)生理解概念段幫助學(xué)生理解概念 學(xué)生推測出由學(xué)生推測出由mrnamrna反轉(zhuǎn)錄形成反轉(zhuǎn)錄形成cdnacdna的過程

13、的過程12步步 驟驟 一一先讓學(xué)生帶著問題閱讀教材先讓學(xué)生帶著問題閱讀教材p9-10p9-10，思考：，思考： 從基因文庫中獲取目的基因的辦法：從基因文庫中獲取目的基因的辦法：基因組文庫、部分基因文庫的區(qū)別；基因組文庫、部分基因文庫的區(qū)別； pcrpcr擴增技術(shù)：概念，原理，前提條件，擴增技術(shù)：概念，原理，前提條件，過程；過程； 人工合成目的基因的辦法：反轉(zhuǎn)錄法，人工合成目的基因的辦法：反轉(zhuǎn)錄法，化學(xué)合成的辦法。化學(xué)合成的辦法。13步步 驟驟 一一限制酶限制酶基因重組基因重組轉(zhuǎn)化細菌轉(zhuǎn)化細菌體外包裝體外包裝基因組基因組dnadna基因重組基因重組反轉(zhuǎn)錄酶反轉(zhuǎn)錄酶cdnacdnamrnamrna

14、cdnacdna文庫文庫14步步 驟驟 一一基因文庫的構(gòu)建方法基因文庫的構(gòu)建方法直接分離法直接分離法供體細胞中的供體細胞中的dnadna許多許多dnadna片段片段運載體運載體限制酶限制酶受體細胞受體細胞產(chǎn)生特定性狀產(chǎn)生特定性狀導(dǎo)入導(dǎo)入外源外源dnadna擴增擴增目的基因目的基因分離分離( (鳥槍法鳥槍法) )多用于原核生物多用于原核生物15步步 驟驟 一一逆轉(zhuǎn)錄法逆轉(zhuǎn)錄法目的基因的信使目的基因的信使rnarna目的基因目的基因化學(xué)合成法化學(xué)合成法肽鏈氨基酸序列肽鏈氨基酸序列信使信使rnarna序列序列基因的核苷酸序列基因的核苷酸序列目的基因目的基因合成合成逆轉(zhuǎn)錄逆轉(zhuǎn)錄人工合成法（人工合成法（

15、真核生物真核生物）推測推測推測推測單鏈單鏈dnadna合成合成161 1、過程：、過程：利用利用pcr擴增目的基因擴增目的基因172 2、條件：、條件：已知基因的核苷酸序列、已知基因的核苷酸序列、 四種脫氧核苷酸、四種脫氧核苷酸、引物引物taqtaqdnadna聚合酶聚合酶使目的基因的片段在短時間內(nèi)成百萬倍地擴增使目的基因的片段在短時間內(nèi)成百萬倍地擴增4 4、結(jié)果：、結(jié)果：耐高溫耐高溫3 3、方式：、方式：以以指數(shù)指數(shù)方式擴增，即方式擴增，即_（n n為擴增循環(huán)的次數(shù)）為擴增循環(huán)的次數(shù)）2 2n n適宜的溫度和適宜的溫度和phph值值18步步 驟驟 二二展示學(xué)生作業(yè)展示學(xué)生作業(yè) “重組重組dn

16、adna分子分子”模型模型教師總結(jié)教師總結(jié)明確明確“基因表達載體基因表達載體”的組成的組成19步步 驟驟 二二學(xué)生作品學(xué)生作品重組重組“dnadna分子分子 ”20步步 驟驟 二二21步步 驟驟 三三 設(shè)問設(shè)問“基因表達載體構(gòu)建完成后，如何將目的基因基因表達載體構(gòu)建完成后，如何將目的基因?qū)胧荏w細胞呢？導(dǎo)入受體細胞呢？” 指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材p12p12，思考：農(nóng)桿菌有什么樣的特，思考：農(nóng)桿菌有什么樣的特點，使其可以幫助目的基因進入受體細胞的呢？點，使其可以幫助目的基因進入受體細胞的呢？ 同學(xué)們結(jié)合多媒體，嘗試著描述農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法的導(dǎo)同學(xué)們結(jié)合多媒體，嘗試著描述農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法的導(dǎo)入過程

17、。入過程。 學(xué)生閱讀資料卡片，了解其他植物基因工程導(dǎo)入方學(xué)生閱讀資料卡片，了解其他植物基因工程導(dǎo)入方法（基因槍法和花粉管通道法）。法（基因槍法和花粉管通道法）。 指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材，理解將目的基因?qū)雱游锛毎笇?dǎo)學(xué)生閱讀教材，理解將目的基因?qū)雱游锛毎臀⑸锛毎牟煌椒?。和微生物細胞的不同方法?22步步 驟驟 三三（質(zhì)粒本存在于細菌，植物中不允許質(zhì)粒（質(zhì)粒本存在于細菌，植物中不允許質(zhì)粒存在，質(zhì)?？纱嬖谟谵r(nóng)桿菌，而農(nóng)桿菌又存在，質(zhì)粒可存在于農(nóng)桿菌，而農(nóng)桿菌又能感染植物。）能感染植物。）重組質(zhì)粒重組質(zhì)粒 鋼鋼 筆筆 農(nóng)農(nóng) 桿桿 菌菌 文具盒文具盒植植 物物 書書 包包類比推理類比推理231 1

18、、導(dǎo)入植物細胞、導(dǎo)入植物細胞農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法：農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法：表達載體導(dǎo)入農(nóng)桿菌，再讓農(nóng)桿菌感染表達載體導(dǎo)入農(nóng)桿菌，再讓農(nóng)桿菌感染植物細胞植物細胞基因槍法：基因槍法：花粉管通道法：花粉管通道法：242 2、導(dǎo)入動物細胞、導(dǎo)入動物細胞顯微注射法：將基因表達載體提純，用顯微儀注射到受精卵中顯微注射法：將基因表達載體提純，用顯微儀注射到受精卵中253 3、導(dǎo)入微生物細胞、導(dǎo)入微生物細胞原核生物特點：原核生物特點： 繁殖快、單細胞、遺傳繁殖快、單細胞、遺傳物質(zhì)少。物質(zhì)少。ca2+處理細胞處理細胞 感受態(tài)細胞感受態(tài)細胞 表達載體與感受表達載體與感受態(tài)細胞混合態(tài)細胞混合 感受態(tài)細胞吸收感受態(tài)細胞吸收dna分子分子方法：方法：26步步 驟驟 四四帶著問題帶著問題閱讀教材閱讀教材歸納，理歸納，理解，升華解，升華認識不同環(huán)節(jié)認識不同環(huán)節(jié)的檢測方法的檢測方法27步步 驟驟 四四指導(dǎo)學(xué)生帶著問題閱讀教材指導(dǎo)學(xué)生帶著問題閱讀教材1414頁，思考：頁，思考：1 1、基因在細胞中表達需要經(jīng)過哪些階段，每、基因在細胞中表達需要經(jīng)過哪些階段，每階段的產(chǎn)物是什么？階段的產(chǎn)物是什么？2 2、目的基因?qū)爰毎螅男┉h(huán)節(jié)必需進行、目的基因?qū)爰毎螅男┉h(huán)節(jié)必需進行檢測，檢測的方法各是什么？檢測，檢測的方法各是什么？28檢測是否插入目的基因檢測是否插入目的基因檢測是否轉(zhuǎn)錄出檢測是否轉(zhuǎn)錄出mrnam