2023届高三生物一轮复习教案基因工程的基本操作程序

3.2 基因工程的基本操作程序教学设计 单位：容县杨梅中学 姓名：梁非 一、复习目标 1.掌握基因工程的原理； 2.掌握基因工程的基本操作程序； 3.说出PCR反应所需的条件和PCR反应的过程； 4.掌握引物的概念与作用。 二、教学重点和难点 1.教学重点 （1）基因工程基本操作程序的四个步骤； （2）引物的概念与作用。 2.教学难点 （1）利用PCR获取和扩增目的基因。 三、复习方法及手段 1.讲练结合 2.小组讨论 3.学生代表分析 4.教师总结 四、复习过程 1.课程导入 （1）以课本中拟南芥和抗冻番茄的培育作为导入案例，结合上节课的内容，让学生迅速进入到课堂中。 （教师提问问题，学生思考分析，小组讨论问题，代表回答总结） （2）时间：3-5分钟 2.本节课问题思考 有研究小组想通过甲流病毒基因组的特定基因研究核酸检测，如何筛选和获取目的基因呢？ 3. 目的基因的筛选与获取 （一）目的基因的筛选 筛选方法：从相关的已知结构和功能清晰的基因中进行筛选 ①序列数据库 ②序列对比工具（如BLAST) （二）目的基因的获取 （1）.人工合成目的基因 （2）.利用PCR获取和扩增目的基因 4. 利用PCR获取和扩增目的基因 （1）. PCR的概念：PCR是聚合酶链式反应的缩写。它是一项根据DNA半保留复制的原理，在体外提供参与DNA复制的各种组分与反应条件，对目的基因的核苷酸序列进行大量复制的技术。 （2）.体内DNA复制的过程 （学生上台完成填空） 5.PCR反应过程（重点讲解部分） （1）.变性 原理：当温度上升到90℃以上时，氢键断裂，双链DNA解聚为两条单链DNA。 知识点：变性温度范围90-95℃，变性的温度取决于DNA双链之间的氢键数量。 （2）.复性 原理：当温度下降到50℃左右时，两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合。 知识点：引物的定义——引物是一小段能与DNA母链的一段碱基序列互补配对的短单链核酸。 （3）.延伸 原理：当温度上升到72℃左右时，溶液中的4种脱氧核苷酸在耐高温的DNA聚合酶的作用下，根据碱基互补配对原则合成新的DNA链。 （开展小组讨论问题，3-5分钟） 思考1：为什么温度要上升至72℃？ 思考2：Taq酶结合在引物的3’还是5’端？ Taq酶：耐高温的DNA聚合酶 知识点： ①72℃是Taq酶的最适温度； ②Taq酶结合在引物的3’端。 （4）播放视频展示PCR反应过程 ①学生观看视频 ②结合课本与视频，讲解PCR的具体工作原理 6. 比较PCR反应与体内DNA复制所需的基本条件 7.拓展知识点——引物 （1）.概念：引物是一小段能与DNA母链的一段碱基序列互补配对的短单链核酸。 （2）.作用：引物能使耐高温的DNA聚合酶从引物的3’端开始连接脱氧核苷酸。 （3）.结合部位：引物结合在模板链的3’端。 （4）. PCR扩增时至少需要2种引物，原因是DNA的两条链是反向平行的，用2种引物才能保证DNA的两条链同时被扩增。 （5）.设计引物的要求： ①同种引物之间不能发生碱基互补配对，原因是：防止引物自身折叠。 ②2种引物之间不能发生碱基互补配对，原因是：防止引物之间配对，导致引物 不能与模板链结合。 8.课堂练习讲解 （以复习书的例题进行讲解分析，总结知识点） 五、板书设计 1.PCR扩增过程（模板） 2. 比较PCR反应与体内DNA复制所需的基本条件 1 学科网（北京）股份有限公司 $