1、【优化设计】2015-2016 学年高中生物 1.2 基因工程的基本操作程 序教案 新人教版选修 3 教学建议 本节教学难点多,内容抽象,学生学起来具有一定的困难,因此建议采取化整为零、各个击破 的教学策略。例如,可以先解决 为什么要分四个步骤的问题,再解决每一步骤的技术方法问 题。 在突破每个难点、重点时,要注意加强教学媒体的运用,图文结合,使一些抽象的知识点 “形象化” 。例如,在讲授利用 PCR 技术扩增目的基因时,可以先展示 PCR 反应原理的 动态 过程,让学生有个直观的认识,便于更好地理解。同时在必修教材中学习过的一些知识可作 为学习新知识的铺垫,所以在讲授 新课之前可以先布置学生
2、预习相关的内容 。比如说,目的 基因的检测就与必修 2 中 DNA 指导蛋 白质合成的过程相关联。通过复习相关内容,学生就 比较容易理解为什么要在三个层次上进行检测;而学习基因组文库时,若能联 系必修 2 中人 类基因组计划的内容,就可以让学生获得一些感性认识;还有在学习 PCR 扩增技术时,涉及了 必修 2 中 DNA 复制的内容。 在课堂小结 环节,建议通过安排学生设计某一转基因生物,将基因工程的操作程序有机 地串联起来,从而加深对这一程序的认识。例如,烟草是人类健康的“杀手” 。如果让它生产 出人类需要的药物蛋白,应如何操 作?通过这一实例引导学生结合目的基 因从何而来,基因 表达载体如
3、何构建,如何导入烟草,如何检测药物蛋白产生与否等问题完成设计,可加深学生 对基因工程原理的理解。 参考资料 分子杂交技术 分子杂交技术是基因工程中使用频 率很高的一项技术,主要用于检测和鉴 定,可以分为 核酸分子之间的杂交和蛋白质分子之间的杂 交。常用的技术有下列三种。 1.Southern 杂交DNA 和 DNA 分子之间的杂交。目的基因是否整合到受 体生物的染 色体 DNA 中,这在真核生物中是目的基因可否稳定存在和遗传的关键。如何证明这一点,就 需要通过 Southern 杂交技术。基本做法:第一步,将受体生物 DNA 提取出来,经 过适当的酶 切后,走琼脂糖凝胶电泳,将不同 大小的片段
4、分开;第二步 ,将凝胶上的 DNA 片段转移到硝酸 纤维素膜上;第 三步,用标记了放射性同位素(或生物素)的目的 DNA 片段作为探针与硝酸纤 维素膜上的 DNA 进行杂交;第四步,将 X 光底片压在硝酸纤维素膜上,在暗处使底片感光;第 五步,将 X 光底片冲洗,如果 在底片上出现黑色条带,则表明受体植物染色 体 DNA 上有目的 基因。 2.Northern 杂交DNA 和 RNA 分子之间的杂交。它是检测目的基因是否转录出 mRNA 的方法,具体做法与 Southern 杂交相同,只是第一步从受体生物中提取的是 mRNA 而不是 DNA,杂交带的显现也与 Southern 杂交相同。 3.
5、Western 杂交蛋白质分子(抗原抗体)之间的杂交。它是检测目的基因是否表 达出蛋白质的一种方法。具体做法:第一步,目的 基因在大肠杆菌中表达出蛋白质;第二步, 将表达出的蛋白质注射入动物体内进行免疫,产生相应的抗体,并提取出抗体(一抗);第三步,从 转基因生物中提取蛋白质,凝胶电泳;第四步,将凝胶中的蛋白转移到硝酸纤维素膜上;第五 步,将抗体( 一抗 )与硝酸纤维素膜上的蛋白杂交,这时抗体 (一抗)与目的基因表达的蛋白 (抗原)会特异性结 合。由于 这种抗原抗体的结合显示不 出条带,所以加入一种称为二抗 的抗体,它可以与一抗结合,二 抗抗体上带有特殊的标 记。如果目的基因 表达出了蛋白质, 则结果为阳性。
