基因工程的基本操作程序（第1課時(shí)）學(xué)習(xí)任務(wù)單 高二下學(xué)期生物人教版選擇性必修3

學(xué)習(xí)任務(wù)單

課程信息單元名稱第三單元基因工程年級(jí)高二年級(jí)學(xué)期春季教材版本生物學(xué)選擇性必修3生物技術(shù)與工程人民教育出版社（2019年版）課時(shí)題目第2節(jié)基因工程的基本操作程序（第1課時(shí)）學(xué)生信息姓名學(xué)校班級(jí)學(xué)號(hào)學(xué)習(xí)目標(biāo)1.能夠歸納出目的基因篩選與獲取的方法。2.能夠概述PCR技術(shù)的原理、基本操作、反應(yīng)條件等。3.能夠闡明基因表達(dá)載體的組成，體驗(yàn)基因表達(dá)載體的構(gòu)建過(guò)程。課前預(yù)學(xué)概念5：基因工程賦予生物新的遺傳特性。一、目的基因的篩選與獲取1.目的基因：在基因工程的設(shè)計(jì)和操作中，用于_______________或_______________等的基因。主要是指__________的基因，實(shí)例有：________________________________________。2.DNA體內(nèi)復(fù)制的條件參與的組分在DNA復(fù)制中的作用解旋酶DNA母鏈4種脫氧核苷酸DNA聚合酶引物使DNA聚合酶能夠從引物的3′端開(kāi)始連接脫氧核苷酸二、基因表達(dá)載體的構(gòu)建1.操作目的：讓目的基因在受體細(xì)胞中__________，并且____________________，同時(shí)，使目的基因能夠______________。2.基因表達(dá)載體的組成部分：______________________________________________________________________________課內(nèi)探究【驅(qū)動(dòng)任務(wù)一】目的基因的篩選與獲取1.結(jié)合教材內(nèi)容，以流程圖的形式呈現(xiàn)培育轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉的主要步驟。2.依據(jù)轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉實(shí)例，歸納篩選和獲取目的基因的方法。______________________________________________________________________________________________________________________________________________________【驅(qū)動(dòng)任務(wù)二】利用PCR獲取和擴(kuò)增目的基因1.回顧舊知，完成填空：依據(jù)體內(nèi)DNA復(fù)制過(guò)程，結(jié)合教材內(nèi)容，概述PCR進(jìn)行所需要的原理、基本操作、反應(yīng)條件等。⑴PCR：____________的縮寫(xiě)。它是一項(xiàng)根據(jù)_______________的原理，在_____提供參與DNA復(fù)制的各種組分與反應(yīng)條件，對(duì)目的基因的__________進(jìn)行大量復(fù)制的技術(shù)。⑵引物：一小段能與DNA母鏈的一段堿基序列互補(bǔ)配對(duì)的_______________。⑶PCR擴(kuò)增的過(guò)程包括：______________________________三步。2.設(shè)計(jì)引物是PCR擴(kuò)增技術(shù)關(guān)鍵步驟之一，小組合作完成以下問(wèn)題。（1）某同學(xué)設(shè)計(jì)的兩組引物(只標(biāo)注了部分堿基序列)都不合理，請(qǐng)分別說(shuō)明理由。第1組：_____________________________________________________________第2組：_____________________________________________________________（2）若像圖2那樣設(shè)計(jì)引物，能不能擴(kuò)增出目的基因片段？請(qǐng)嘗試說(shuō)明理由。理由：___________________________________________________________3.經(jīng)過(guò)n次循環(huán)后目的基因的量是多少（用數(shù)學(xué)表達(dá)式描述）？同時(shí)思考至少要經(jīng)過(guò)幾次循環(huán)才能從DNA分子中分離出目的基因？____________________4.用PCR可以擴(kuò)增mRNA嗎？______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________【驅(qū)動(dòng)任務(wù)三】基因表達(dá)載體的構(gòu)建1.思考：要使Bt基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在，并能夠表達(dá)和發(fā)揮作用，載體需要的結(jié)構(gòu)有什么作用？（1）啟動(dòng)子：①本質(zhì)：一段有特殊序列的______________________②位置：位于基因的________，緊挨________________③功能：_________________識(shí)別和結(jié)合的部位，驅(qū)動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄出mRNA。誘導(dǎo)型啟動(dòng)子：誘導(dǎo)物存在時(shí)，可以_________或_________目的基因的表達(dá)。（2）終止子：①本質(zhì)：一段有特殊序列的______________________②位置：位于基因的________③功能：_______________________________________（3）標(biāo)記基因：便于__________的篩選；常見(jiàn)類型：__________基因、熒光蛋白基因等。（4）目的基因：能控制表達(dá)所需要的特殊性狀，如Bt基因（5）復(fù)制原點(diǎn)：DNA復(fù)制的起始位點(diǎn)，能完成自主復(fù)制。2.請(qǐng)簡(jiǎn)述基因表達(dá)載體的構(gòu)建過(guò)程并完成填空。3.探究?活動(dòng)：請(qǐng)大家嘗試用紙條模擬DNA連接酶構(gòu)建基因表達(dá)載體，并思考以下問(wèn)題：（1）用同一種限制酶切割質(zhì)粒和含有目的基因的DNA，再用DNA連接酶處理后，一定會(huì)形成符合要求的重組DNA分子嗎？如果不是，可能有哪些情況？_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________（2）如何避免上述問(wèn)題？______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________【學(xué)后反思】1.依據(jù)耐熱DNA聚合酶的發(fā)現(xiàn)來(lái)源相關(guān)資料，用進(jìn)化和適應(yīng)的觀念解釋該現(xiàn)象。根據(jù)DNA復(fù)制的原理，闡明為何要使用耐熱DNA聚合酶？2.PCR技術(shù)自從問(wèn)世以來(lái)就得到廣泛的關(guān)注和應(yīng)用，搜集資料歸納和概括該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用實(shí)例，并嘗試演繹出新的用途。課終歸納【總結(jié)目標(biāo)】1.請(qǐng)?jiān)诖嘶A(chǔ)框架上完善本課時(shí)內(nèi)容的知識(shí)梳理。2.學(xué)習(xí)感悟：效果檢測(cè)1.結(jié)合本節(jié)所學(xué)內(nèi)容，列表比較PCR技術(shù)與DNA復(fù)制過(guò)程的異同點(diǎn)。2.下列有關(guān)目的基因篩選與獲取的敘述錯(cuò)誤的是（）A．限制酶能夠特異性識(shí)別雙鏈DNA分子的特定核苷酸序列 B．構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)，只能用一種限制酶切割目的基因和載體 C．來(lái)自蘇云金桿菌的Bt基因可作為轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉的目的基因 D．從相關(guān)的已知結(jié)構(gòu)和功能清晰的基因中進(jìn)行篩選是獲取目的基因較為有效的方法之一3.下列關(guān)于PCR技術(shù)的敘述，正確的是（）A．PCR技術(shù)建立在對(duì)擴(kuò)增的目的基因序列完全已知的基礎(chǔ)上 B．該技術(shù)需要解旋酶和耐高溫的DNA聚合酶 C．該技術(shù)需要一對(duì)特異性的引物，要求一對(duì)引物的序列是互補(bǔ)的 D．該技術(shù)利用DNA半保留復(fù)制原理，可在體外對(duì)目的基因進(jìn)行大量復(fù)制4.以下關(guān)于基因表達(dá)載體組成的說(shuō)法正確的是（）A．基因表達(dá)載體通常采用抗生素合成基因作為標(biāo)記基因 B．基因表達(dá)載體中只有啟動(dòng)子才能驅(qū)動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄出mRNA C．終止子在基因的上游，它控制著轉(zhuǎn)錄的結(jié)束 D．基因表達(dá)載體的組成應(yīng)包括目的基因、啟動(dòng)子、終止密碼子、標(biāo)記基因等5.使用PCR儀具體實(shí)驗(yàn)操作順序應(yīng)為（）①設(shè)計(jì)好PCR儀的循環(huán)程序②按配方準(zhǔn)備好各組分③用微量移液器在微量離心管中依次加入各組分④進(jìn)行PCR反應(yīng)⑤離心使反應(yīng)液集中在離心管底部．A．②③⑤④①B．①⑤③②④ C．②③⑤①④