3.2基因工程的基本操作程序第一课时课件-2024-2025学年高二下学期生物人教版选择性必修3

该高中生物学课件聚焦基因工程核心技术，以小组合作设计抗菌肽生产方案为导入，串联目的基因筛选（ADR基因）、PCR扩增（含视频解析）、基因改造（抗菌肽第27位氨基酸替换，配视频）及表达载体构建等知识点，通过DNA复制条件对比表、PCR循环次数思考等支架衔接前后内容。 其特色在于以任务驱动与问题链整合教学，如通过抗菌肽改造实例培养科学思维（分析碱基替换推理），结合智慧闯关题（PCR及载体构建选择题）深化理解；融入探究实践（优化引物设计任务）与态度责任教育（课后延伸讨论连接成功率），为教师提供结构化教学资源，助力学生提升实验设计能力与技术理性认知。

第3章 基因工程 第2节 基因工程的基本操作程序（第一课时） 左边放上抗菌肽的图片，右上角放校标 2 1 通过小组合作，完成基因工程生产抗菌肽的设计方案，并尝试改造抗菌肽。(科学探究) 理解掌握基因工程的基本操作程序， 提高实验设计与操作能力、信息提取与分析能力、自主学习与合作的能力，提升学生科学素养（科学思维） 了解基因工程在现实生活中的应用，理性评价基因工程的优势与潜在风险，树立正确的价值观（生命观念、社会责任） 3 改格式 01 该怎么获得A基因呢? 序列数据库（如GenBank） 一、目的基因的筛选和获取 从相关的已知结构和功能清晰的基因中筛选。 目的基因的筛选： AAGGGGCTTTGGAGTAAAATAAAAGAAGTAGGAAAAGAAGCAGCAAAAGCTGCAGCAAAAGCTGCAGGAAAAGCGGCTTTAGGTGCAGTTTCTGAGGCGGTG ADR基因 利用PCR获取和扩增A基因 一、目的基因的筛选和获取 PCR——聚合酶链式反应 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。 此处为视频1 【重温】DNA体内复制的过程及条件 合成子链 解旋 形成新DNA 条件 在DNA复制中的作用 DNA母链 4种脱氧核苷酸 解旋酶 DNA聚合酶 引物 提供DNA复制的模板 合成DNA子链的原料 打开DNA双链 催化合成DNA子链 使DNA聚合酶能够从引物的3’端开始连接脱氧核苷酸 一、目的基因的筛选和获取 高温 耐高温DNA聚合酶 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。（长度通常为20-30个核苷酸）。 此处为视频2 思考:PCR技术获取目的基因时，至少要经过几次循环才能从DNA分子中间分离出A基因？ 5’ 3’ 5’ 5’ 第一次循环 第二次循环 3’ 5’ 第三次循环 3’ 3’ 经过3次，可以产生两条单链等长的目的基因片段。 一、目的基因的筛选和获取 01 一、目的基因的筛选和获取 资料：若将抗菌肽（由34个氨基酸组成）中第27位的甘氨酸（密码子：GGG）替换为赖氨酸（密码子：AAG），则将解决该抗菌肽生物活性低等现状。 5’AAGG ┉ CGGGGAA ┉ CGTG 3’ 3’TT CC ┉ GCCCCTT ┉ GCAC 5’ 第27位 5’AAGG ┉ CGAAGAA ┉ CGTG 3’ 3’TT CC ┉ GCTTCTT ┉ GCAC 5’ 第27位 此处为视频3 01 大引物PCR 常用来研究蛋白质结构改变导致功能变化的一种定点诱变技术。该方法仅需进行两次PCR反应，第一次加突变引物和侧翼引物，第一次PCR的产物作为第二次PCR扩增的大引物，过程如右图。 任务一：请同学们仔细阅读资料，尝试利用大引物PCR技术在A基因中引入突变位点（GG替换为AA）。 要求： 1.利用准备好的材料把两次PCR的过程均展示在白板上。 红色磁片代表A基因，蓝色磁片代表引物， 绿色磁片代表延伸的子链。 2.在子链上写出对应的碱基序列，并标明5’和 3’。 02 思考：各种元件有什么作用？ 二.基因表达载体的构建(核心步骤) 11 启动子：RNA聚合酶识别和结合的部位，驱动基因转录出mRNA。 复制原点： DNA复制的起始位点 终止子：终止转录 标记基因：便于重组DNA分子的筛选 二.基因表达载体的构建(核心步骤) 目的：确保基因在受体细胞中稳定存在，并且遗传给下一代；使目的基因能够表达和发挥作用。 02 任务二：为了让改造后的A基因更好的与所选质粒连接，构建基因表达载体。请结合质粒，优化之前设计的引物。 二.基因表达载体的构建(核心步骤) 5’AAGG ┉ CGAAGAA ┉ CGTG 3’ 3’TT CC ┉ GCTTCTT ┉ GCAC 5’ 3’GCAC 5’ 5’AAGG 3’ 5’AAGCTT 转录方向 A1基因(改造后的基因）序列 GGGCCC 5’ 做一个贴合质粒的A基因放进去，最后展示一下 A　 智慧闯关 1．（单选）下列关于PCR技术的叙述正确的是（ ） A．PCR技术所用TaqDNA聚合酶能耐高温，其最适温度是95℃ B．扩增的原料会依次连接到引物的5'端 C．在第2轮循环产物中开始出现目标DNA片段 D．每次循环都需经过变性、复性和延伸 D 2. (不定项）基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建，下列关于基因表达载体的叙述，错误的是(　 　) A．基因表达载体上需要有启动子，启动子是RNA聚合酶识别并结合的位点 B．终止子位于RNA上，是转录结束的信号 C．切割目的基因和载体的酶必须是同一种限制酶 D．常利用抗生素合成基因作为标记基因 A　 智慧闯关 BCD 　 A　 课后延伸 在实际进行目的基因与质粒的连接时，是否能确保所有目的基因均与质粒成功连接？若连接过程并非 100% 成功，还可能出现哪些常见的异常情况？ $