基因工程專題開設本專題的想法：在高三生命科學拓展課本中，生物工程是非常重要的一大章節，而其中的基因工程更是生物工程的核心內容?；蚬こ痰难该桶l展，依賴于現代生物學技術的成熟和發展，圍繞基因工程這根主線，對現代生物學技術進行相對系統性的介紹和梳理，這對高三生物選修班的學生是非常必要的；同時，基因工程的課本內容呈現在高中生物課本的第二冊，對于高三選修班學生而言，簡單掌握其基本過程，已明顯跟不上時代和高考對他們的要求；特別是近幾年來，基因工程高考試卷中所占的比例不斷加大，其考查的內容也從識記轉向了能力的考查。本專題旨在以基因工程為核心，并通過對現有的生物學技術的介紹，讓學生對基因工程有一個更全面和深入認識的同時，激發學生對生命科學的求知欲和探索欲。本專題的內容：基因工程發展的技術前提：各種現代生物學技術介紹（DNA電泳技術、DNA分子雜交、DNA芯片技術、PCR技術）基因工程的工具酶與操作過程工具酶的介紹、載體的選擇、重組DNA的篩選（本節課的內容為第2部分）本課的教學設計：課前學生準備：本學期學生已經進行了基因工程相關題目的測試或練習，故對本節課的內容并不陌生；但由于上課內容本身偏難，故課前已先下發相關練習，給學生以充分的時間自己學習和思考。利用雙酶切法可產生不同黏性末端，其DNA分子的相互連接較為抽象，故在課前先讓學生通過紙張的拼接了解DNA的連接過程。教學目標：通過基因工程工具酶的學習，讓學生掌握不同末端的DNA分子的不同連接，借助于單酶切和雙酶切比較學習，掌握篩選重組DNA的方法；同時利用質粒上的抗性基因，學會利用培養基成分的變化，篩選含重組質粒的受體細胞。教學重點及難點：1）限制性核酸內切酶的酶切末端比較（粘性末端、平末端比較）；2）單酶切、雙酶切重組DNA比較；2）載體的特性及重組DNA的篩選。3、教學過程：教學環節：教師活動：學生活動：引入：直接導入課題，明確本節課的三個核心內容：工具酶的介紹、載體的選擇、重組DNA的篩選一、工具酶1、限制性核酸內切酶1、作用：DNA分子片段化1）酶切產物片段數量計算：2、識別序列——回文結構的介紹3、黏性末端和平末端的介紹特例說明：同尾酶（酶的識別位點不同，但能產生相同的黏性末端）1）課后練習的反饋思考：對黏性末端和平末端DNA分子連接時的要求一樣嗎？2、DNA連接酶1、作用部位：磷酸二酯鍵2、結果：DNA重組3、連接類型：（重點）具平末端的片段的連接特點分析及規律總結：a.特異性不強：無論限制酶是否相同，只要產生的都是平末端，則可進行連接；b.酶切位點可能改變。具黏性末端的片段連接特點分析及規律總結：特異性強——用相同的限制性內切酶，可產生相同的黏性末端，方能進行DNA的連接。特例說明：不同的限制酶如產生相同的黏性末端，則可進行DNA連接。具黏性末端的DNA連接的單酶切和雙酶切比較：單酶切:形成三種重組DNA,需要進行重組DNA篩選雙酶切法：形成的重組質粒只有一種，避免了篩選。思考：1）平末端的片段的連接一定要用相同的限制酶酶切嗎？2）用相同或不同的限制酶酶切得到的重組DNA有差異嗎？練習：1、08江蘇生物32題：（5）練習：5、（普陀11.4.）58)題二、載體的選擇及重組DNA的篩選1、載體必須具備的條件2、兩種常見質粒比較分析：1）含一個抗性基因的質粒重組DNA的篩選：2）含一個抗性基因的質粒重組DNA的篩選：引導學生完成問題的思考：a.目的基因的插入位點：b.導入的受體細胞（如大腸桿菌）是否應含抗性基因？c.如何進行重組DNA的篩選？學生能在教師的引導下理解質粒含抗性基因與進行重組質粒篩選的關系，并能通過練習，熟練掌握篩選技巧?？偨Y回顧本節課的重點內容，幫學生進行知識梳理。四、本課涉及的相關題目：1、（08江蘇生物32題）將動物致病菌的抗原基因導入馬鈴薯制成植物疫苗，飼喂轉基因馬鈴薯可使動物獲得免疫力。以下是與植物疫苗制備過程相關的圖和表。請根據以上圖表回答下列問題。（1）在采用常規PCR方法擴增目的基因的過程中，使用的DNA聚合酶不同于一般生物體內的DNA聚合酶，其最主要的特點是。（2）PCR過程中退火（復性）溫度必須根據引物的堿基數量和種類來設定。表1為根據模板設計的兩對引物序列，圖2為引物對與模板結合示意圖。請判斷哪一對引物可采用較高的退火溫度？__________。（3）圖1步驟③所用的DNA連接酶對所連接的DNA兩端堿基序列是否有專一性要求？。（4）為將外源基因轉入馬鈴薯，圖1步驟⑥轉基因所用的細菌B通常為。（5）對符合設計要求的重組質粒T進行酶切，假設所用的酶均可將識別位點完全切開，請根據圖1中標示的酶切位點和表2所列的識別序列，對以下酶切結果作出判斷。①采用EcoRⅠ和PstⅠ酶切，得到_________種DNA片斷。②采用EcoRⅠ和SmaⅠ酶切，得到_________種DNA片斷。2、（普陀11.4）下表中列出了幾種限制酶識別序列及其切割位點。下圖是轉基因抗病香蕉的培育過程，含目的基因的DNA和質粒上的箭頭表示相關限制酶的酶切位點。請回答下列問題：57）用圖中的質粒和目的基因構建重組質粒，不能使用Sma I酶切割，原因是_____________58）在構建含目的基因的重組質粒A時，如果使用EcoRⅠ進行酶切，則含目的基因的外源DNA片段和質粒在DNA連接酶的作用下，至少可形成種環狀產物，因此為防止含目的基因的外源DNA片段自身環化，應選用____________(限制）酶進行切割。59）在構建重組質粒時，應注意到不能影響質粒的 _____________________。60）香蕉組織細胞具有________________性，因此，可以利用組織培養技術將導入目的(抗病)基因的香蕉組織細胞培育成完整植株。圖中④、⑤依次表示組織培養過程中香蕉組織細胞的_________、____________。61）培養皿中的培養基除添加營養物質外，還需要添加____________________等植物激素，其目的是誘導外植體完成④、⑤生理過程，培養成完整的植物體。62）如何檢測目的基因是否成功導入香蕉？____________________________。3、現有一長度為1000堿