1、DNA 重组技术的基本工具一、教学目标l.简述基因工程原理及基本操作程序2.尝试设计某一转基因生物的研制过程二、教学手段多媒体辅助教学三、重点难点重点:基因工程操作程序的四个步骤难点:(1)从基因文库中获取目的基因(2)利用 PCR 技术扩增目的基因四、教学过程4.1 第一学时4.1.1 教学活动活动 1【导入】1课前预习:江苏农科院开展“转基因抗虫棉”的科技攻关研究，成功地将某种能产生抗虫毒蛋白细菌的抗虫基因导入棉花细胞中，得到的棉花新品种对棉铃虫的毒杀效果高达 80%以上。分析回答:(1)抗虫基因之所以能接到植物体内去，原因是细菌和棉花 DNA 结构相同。(2)“转基因抗虫棉”具有抗害虫的
2、能力，这表明棉花体内产生了抗虫的物质毒蛋白。这个事实说明，害虫和植物共用一套遗传密码，蛋白质合成的方式是相同的。(3)“转基因抗虫棉”抗害虫的遗传信息传递过程可表示为 DNA(基因)-RNA-蛋白质。新课引入:简单介绍基因的结构包括原核基因和真核基因的结构;学生回忆基因操作的四个步骤，阅读教材相关内容，归纳知识要点:活动 2【讲授】2一.提取目的基因将需要的基因从供体中提取出来 1.目的基因:编码蛋白质的结构基因 2.获取目的基因的方法:(1)从基因文库中获取目的基因基因文库概念:将含有某种生物不同基因的许多 DNA 片段，导入受体菌的群体中，各个受体菌分别含这种生物的不同基因，称为基因文库。
3、种类:基因组文库:含一种生物的所有基因;CDNA 文库:含一种生物的部分基因。阅读 P8 求异思维;P10 基因文库的构建思考:基因组文库与 CDNA 文库的区别和联系获取方法:鸟枪法学生推测“鸟枪法”的大致步骤，教师总结(2)人工合成法反转录法从生物组织中提取 mRNADNA化学合成法即已知蛋白质氨基酸序列推出 mRNA 序列目的基因序列思考:人工合成法合成的目的基因具有何特点?(3)利用 PCR 技术扩增目的基因PCR 概念:一项在生物体外复制特定的 DNA 片段的核酸合成技术条件:已知目的基因的核苷酸序列(示 PCR 动画过程:)过程:目的基因受热形成单链DNA(94)单链 DNA 与引
4、物结合(55)在 DNA 聚合酶作用下延伸成 DNA(72活动 3【讲授】3二.基因表达载体的构建 1.表达载体的组成:目的基因+启动子+终止子+标记基因2.表达载体的功能:使目的基因在受体细胞中存在，并遗传给下一代，是目的基因表达和发挥作用。思考:启动子是否就是起始密码子?终止子是否就是终止密码子?三.将目的基因导入受体细胞 1.将目的基因导入植物细胞(1)农杆菌转化法农杆菌的特点:。易感染双子叶植物和裸子植物，对单子叶植物无感染力。农杆菌的 Ti 质粒的 T-DNA 可转移到受体细胞，并整合到受体细胞的染色体上阅读 P12 内容，思考为什么农杆菌对单子叶植物无感染力?转化:目的基因插入 T
5、i-质粒的 T-DNA进入农杆菌导入植物细胞维持稳定和表达阅读 P12-13 了解基因枪法和花粉管通道法(2)基因枪法微弹轰击法(3)花粉管通道法阅读 P13 内容，归纳相关知识点:2.将目的基因导入动物细胞(1)方法:显微注射技术(2)操作程序:目的基因表达再提提纯取卵显微注射受精卵发育新性状的动物3.将目的基因导入微生物细胞思考:为什么一般不用动物细胞做受体细胞，而常用微生物细胞做受体细胞?(1)微生物的特点:繁殖快、单细胞、遗传物质少。(2)转化:Ca2+处理细胞感受态细胞表达载体与感受态细胞混合感受态细胞吸收 DNA 分子活动 4【讲授】4学生阅读 P14 内容，归纳相关知识点:1.检
6、测:(1)方法:DNA 分子杂交技术DNA 探针抗原、抗体杂交个体水平检测演示DNA 分子杂交图解(2)内容:检测转基因生物染色体上 DNA 上的目的基因检测目的基因是否 mRNA 检测目的基因是否翻译蛋白质2.鉴定:个体生物学水平鉴定、抗病鉴定等引发思考:抗虫棉可以用何方法检测目的基因是否表达?属于何水平上的鉴定法?活动 5【练习】5典型例题:【例 l】下列关于 cDNA 文库和基因组文库的说法中，不正确的是(B)A.cDNA 文库中只含有某种生物的部分基因，基因组文库中含有某种生物的全部基因B.如果某种生物的 cDNA 文库中的某个基因与该生物的基因组文库中的某个基因控制的性状相同，则这两
7、个基因的结构也完全相同 C.cDNA 文库中的基因都没有启动子D.一种生物的 cDNA 文库可以有许多种，但基因组文库只有一种【例 2】资料显示，近 10 年 PCR 技术(聚合酶链式反应)成为分子生物学实验室的一种常规实验手段，其原理是利用 DNA 半保留复制的特性，在试管中进行 DNA 的人工复制(如图)，在很短的时间内，将 DNA 扩增几百万甚至几十亿倍，使实验所需的遗传物质不再受限于活的生物体。请据图回答:(1)加热至 94的目的是使 DNA 中的氢键断裂，这一过程在细胞内是通过解旋酶的作用来完成的。(2)当温度降低时，引物与模板末端结合，在 DNA 聚合酶的作用下，引物沿模板延伸，最终合成 2 条 DNA 分子，此过程中原料是 4 种脱氧核苷酸，遵循的原则是碱基互补配对原则。(3)请指出 PCR 技术与转录过程的三个不同之处:PCR 技术以 DNA 的两条单链为模板合成子代 DNA，转录是以 DNA 一条链为模板合成 RNA;PCR 技术的原料为脱氧核苷酸，转录的原料是核糖核苷酸;二者反应时的催化酶不同(其他答案合理合理也行)。
