3.2 基因工程的基本操作程序（第1课时）（导学案）-【上好课】高二生物同步备课系列（人教版2019选择性必修3）

第三章 基因工程 第2节 第1课时 目的基因的筛选与获取、基因表达载体的构建 （课前+课中+课后，三案一体） 课前案 【预习新知】 一、目的基因的筛选与获取 1.目的基因的概念 在基因工程的设计和操作中，用于 或获得 等的基因就是目的基因。根据不同的需要，目的基因不同，主要指 的基因。 2.筛选合适的目的基因 从相关的已知 和 清晰的基因中筛选。 3.利用PCR获取和扩增目的基因 （1）PCR的含义： 的缩写，是一项根据 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 进行大量复制的技术。 （2）条件： 、DNA模板、 、4种脱氧核苷酸等。 （3）扩增过程：目的基因DNA 后分解为单链， 与单链结合；然后以 为模板，在 的作用下 ，即将4种脱氧核苷酸加入到引物的3’端，如此循环多次。每次循环一般可分为 、 和延伸三步。 二、基因表达载体的构建 1.目的：使目的基因在受体细胞中 ，并且遗传给下一代，并使目的基因能够 和发挥作用。 2.基因表达载体的构建过程 3.基因表达载体的组成及作用 【预习自测】 1.Taq酶是用PCR仪对DNA分子扩增过程中常用的一种耐高温的DNA连接酶。（ ） 2.PCR技术中，DNA模板链上的碱基G和C的比例越高，DNA变性解链的温度就越高。（ ） 3.PCR技术扩增目的基因时需用解旋酶将DNA双链打开。（ ） 第1课时 目的基因的筛选与获取、基因表达载体的构建 课中案 【导】 1997年，我国政府首次批准商业化种植转基因抗虫棉。到2015年，我国已育成转基因抗虫棉新品种100多个，减少农药用量40万吨，增收节支社会经济效益450亿元。你知道转基因抗虫棉抗虫的机制是什么吗?培育转基因抗虫棉一般需要哪些步骤? 【思】 1.基因工程的基本操作程序主要包括那几个步骤？ 2.基因工程操作的每一步涉及的技术和方法有哪些？ 【议】 1.基因工程操作过程中，哪些步骤中具有碱基互补配对现象？ 2.基因工程过程中的关键是什么？ 3.PCR技术的原理是什么？ 4.PCR反应过程 【展】学生展示讨论结果 【评】 对比PCR与DNA复制过程 PCR技术 DNA复制 相同点 原则 碱基互补配对 原料 四种脱氧核苷酸 条件 模板、酶、能量 不同点 解旋方式 DNA在高温下变性解旋 解旋酶催化 场所 体外复制 细胞内（主要在细胞核内） 酶 耐高温的DNA聚合酶 解旋酶、DNA聚合酶 结果 大量的DNA片段 形成整个DNA分子 【检】引导学生总结本节课内容 【练】完成课后案 第1课时 目的基因的筛选与获取、基因表达载体的构建 课后案 1．下图为DNA分子在不同酶的作用下所发生的变化，图中依次表示限制性内切核酸酶、DNA聚合酶、DNA连接酶、解旋酶作用的正确顺序是（    ） A．①②③④ B．①②④③ C．①④②③ D．①④③② 2．科学家常用PCR特异性地快速扩增目的基因，PCR反应需要在一定的缓冲液中进行，需要提供DNA母链、4种脱氧核苷酸、耐高温的DNA 聚合酶和2种引物。下列相关叙述错误的是（    ） A．DNA母链：提供DNA 复制的模板 B．4 种脱氧核苷酸：合成DNA 子链的原料 C．耐高温的 DNA 聚合酶：打开 DNA 双链并延伸DNA子链 D．2种引物：使DNA 聚合酶能够从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸 3．基因表达载体的构建是基因工程的核心步骤，是成功的关键，下列相关说法不正确的是（　　） A．构建基因表达载体的目的包括使目的基因在受体细胞中能稳定存在且遗传给下一代 B．基因工程中使用的标记基因有许多种，有的标记基因是质粒上固有的 C．一个基因表达载体一般包括目的基因、标记基因、起始密码和终止密码等结构 D．基因表达载体中的复制原点是质粒DNA的复制的起点 4．将外源基因送入细胞通常是利用质粒作为载体。下列有关质粒的叙述，正确的是（　　） A．质粒从细胞中提取出来后即可以直接使用，无须人工改造 B．质粒上常有特殊的标记基因，以便于重组DNA分子的筛选 C．质粒是具有自我复制能力的DNA分子，只存在于原核生物中 D．质粒一般只有一个限制酶切制位点，以便于目的基因插入 5．科研人员以抗四环素基因为标记基因，通过基因工程的方法让大肠杆菌生产鼠的β-