《基因工程的基本操作程序》教学设计1（2份打包）
- 资源简介：
基因工程的基本操作程序—基因表达载体的构建》教学设计+学案 （2份打包）
基因表达载体的构建自主学习任务单.doc
福建省2015年学年会教案展示人教版选修三1.2《基因基本操作程序—基因表达载体的构建》教学设计.doc
“基因表达载体的构建”教学设计
章节名称
人教版 普通高中 选修3 现代生物科技专题 专题1
1.2“基因工程的基本操作程序”
计划课时
1课时 课型 新授课
教材分析 （一）教材简析
人教版高中《生物(选修3)现代生物科技专题》专题1中的“基因表达载体的构建”，是基因工程的基本操作程序中的第二步，也是基因工程的核心，与《普通高中生物课程标准》中关于基因工程方面的具体内容标准之“简述基因工程的原理及技术”相一致。在福建省高考的《考试说明》中属于理解层次，要求学生能在较复杂的情境中综合运用其进行分析、判断和推理。
（二）教材的地位和作用
基因工程的基本操作程序专题1基因工程的重中之重，是本专题的核心，是高考和省市质检的重点和难点。而本节课“基因表达载体的构建”是基因工程的核心。该节内容上承DNA重组技术的基本工具，下接基因工程操作程序第3、4步以及基因工程的应用， 统览全册，与本节内容有关的章节很多，所以学会、学好本节内容直接关系后面的学习。
（三）教学总体目标分析
基因表达载体的构建过程，由于是DNA分子水平的操作，学生难以获得感性认识。而该内容涉及的限制酶的选择和筛选以及标记基因的作用等成为了考试的热点内容，但学生在解答过程中普遍反映难。导致学生困惑的主要原因是教师在教学过程中往往停留在基因工程的理想化的简要步骤的层面上，而重组质粒的形成、特点、表达、筛选等核心问题阐述不足。高中阶段的生物教学不是培养学科专家，而要着力于提高学生的科学素养。所以在本节课的设计中，通过一个具体的理论探究情境，基于微课的先学后教，利用纸质模型体验目的基因与运载体结合构建表达载体的过程。这样，学生的学习就不再是简单的知识记忆，而是对重要概念的构建，以期培养和发展他们的思维能力。
学情分析 课前学生已经通过微课学习了“基因表达载体的构建”的必要性。通过复习基因的表达，说明启动子与目的基因表达的方向必须一致；以抗氨苄青霉素基因为例，让学生对筛选有个感性的认识。因此，课前学生对基因表达载体的构建有了整体上的认识。通过 “DNA重组技术的基本工具”的学习和模拟了“单酶切”及“DNA连接”2种反应体系，学生对限制酶、DNA连接酶这些工具的作用有了初步的认识。基于已有的认知，学生更乐于从自己制作的模型中发现新问题，再进一步动手解决问题，完善模型，构建表达载体，化抽象为直观，真正做到知识的内化和融会贯通。
教学目标 知识与技能 1、 阐述构建基因表达载体的必要性和基本要求。
2、 根据基因表达的过程，利用恰当的工具酶，构建表达载体。
3、 运用“插入失活法”、“影印培养法”筛选含有目的基因的受体细胞。
过程与方法 1、通过动手操作、小组合作，提高自主学习及合作探究的能力。
2、运用微课相关知识铺垫，展开课堂的深入探讨，解决更深层次的问题。
情感、态度
与价值观 1、认同在基因工程的诞生和发展过程中，科学理论和技术实践密切联系。2、通过体验，学习科学家严谨的研究过程和细致的科学态度。
教学重点
阐述构建基因表达载体的必要性和基本要求。
简述解决重、难点的措施 基于微课的先学后教，有了一定的知识储备，通过课堂的师生互动、生生互动，学生运用相关知识解决更深层次的问题。
教学难点 1、 限制酶的选择。
2、 利用标记基因筛选受体细胞。
利用纸质模型体验目的基因与运载体结合形成重组质粒的过程。
教学环境
智慧教室环境
教学
方法 模拟探究教学法
问题生成法
教学过程
学生自主学习任务单
课程名称
选修③专题1 1.2“基因工程的基本操作程序” ——“基因表达载体的构建” 教师 刘萍
学习指南 解题
提示 （1）不同的限制酶切割后可能产生相同的黏性末端。
（2）用不同的限制酶切割获得的平末端，在DNA连接酶的作用下均可以连接上。但用不同的限制酶切割获得的黏性末端，必须黏性末端能够碱基互补配对才能连接上。
课堂形
式预告 在自主测试的解析过程中，结合交流平台收集到的，同学们在自学过程中提出的困惑，以及拓展延伸问题，展开师生与生生互动，讨论解决问题。
学习任务 达成
目标 “基因表达载体的构建”在《普通高中生物课程标准》属于“简述”层次的知识性目标，在福建省高考的《考试说明》中属于理解层次，要求学生能在较复杂的情境中综合运用其进行分析、判断和推理。
本微课自主学习的具体任务是：简述构建基因表达载体的必要性和基本要求；简述启动子、终止子的化学本质和功能；理解标记基因在筛选含目的基因的重组质粒中的应用。
导学
问题 1. 基因表达载体构建的意义是什么？
2. 基因表达载体是由哪几个部分组成的？ 它们的作用各是什么？
3. 启动子的方向和目的基因的表达方向是一致的，如果方向相反，还会转录、翻译出我们所需的蛋白质吗？
4. 怎样利用标记基因进行重组DNA的筛选？
5、如果基因表达载体中只有1个标记基因，则在选择限制酶的时候，酶切位点能不能在标记基因内部，为什么？如果有2个标记基因，切割时应注意什么？（可结合自主测试第2题思考）
自主
测试 1、如图为表达载体的模式图，若结构X是表达载体所必需的，则X最可能是( )
A．荧光蛋白基因 B．启动子
C．限制酶 D．DNA连接酶
2、基因工程中，需使用特定的限制酶切割目的基因和质粒，便于重组和筛选。已知限制酶Ⅰ的识别序列和切点是-G↓GATCC-，限制酶Ⅱ的识别序列和切点是-↓GATC-。根据图示判断下列操作,正确的是（ ）
A．质粒用限制酶Ⅰ切割，目的基因用限制酶Ⅱ切割
B．目的基因和质粒均用限制酶Ⅰ切割
C．质粒用限制酶Ⅱ切割，目的基因用限制酶Ⅰ切割
D．目的基因和质粒均用限制酶Ⅱ切割
3、将PVY病毒外壳蛋白基因(PVY-CP)导人马铃薯，并使之表达即可获得抗PVY病毒马铃薯。图示是获得抗病毒马铃薯的部分操作，PVY-CP可以从质粒A中获取；质粒B是选用的运载体，另已知部分限制酶识别序列和切割位点：
BamH I Hind Ⅲ Bgl II Sma I
G↓GATCC
CCTAG↑G A↓AGCTT
TTCGA↑A A↓GATCT
TCTAG↑A CCC↓GGG
GGG↑CCC
请结合图像，运用所学知识回答问题：
(1)步骤①中Hind III酶处理后得到的是 末端，该末端的碱基序列是 。步骤②中Klenow酶的作用是将此末端补平成 ，因此，Klenow酶最可能是 酶。
（2）步骤③经BamHI酶处理后，得到的 就是 基因片段，该片段左侧的黏性末端的碱基序列是 。该基因的表达方向是“→”还是“←”请在该片段中表示出来。
（3）认真观察质粒B上的该片段，含3种限制酶的识别序列，Bgl II和BamH I识别的序列虽然 ，但酶切后的
相同，只有Sma I酶切后产生的是 末端。
（4）为了让PVY-CP 基因与酶切后的质粒B能连接上，并能使PVY-CP正确表达（即启动子的方向必须和基因表达方向 ），则步骤4应该用 酶和 酶处理质粒B。
自学困惑
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