【正文】 這樣做既可以調動學生學習的積極性，也增強了他們分析和處理信息的能力。如果本節(jié)只作為成果的學習，那么就顯得思維力度不足了。二、教學重點和難點基因工程在農業(yè)和醫(yī)療等方面的應用。（4）培養(yǎng)進入了β珠蛋白基因的大腸桿菌，收集菌體，破碎后從中提取β珠蛋白。假如讓你用基因工程的方法，使大腸桿菌生產出鼠的β珠蛋白，想一想，應如何進行設計？〖生思考討論回答，師提示〗：基本操作如下：（1）從小鼠中克隆出β珠蛋白基因的編碼序列（cDNA）。如果目的基因表達出了蛋白質，則結果為陽性。Western雜交──蛋白質分子（抗原—抗體）之間的雜交。如何證明這一點，就需要通過Southern雜交技術。此法目前爭議頗多，嚴格來講不算基因工程?！紝じ鶈柕住剑恐苯訌暮心康幕虻纳矬w內提取不行嗎？〖生思考討論回答，師提示〗：構建基因文庫是獲取目的基因的方法之一，并不是惟一的方式。酚類物質和糖類物質既可以作為根瘤農桿菌的趨化物，又可以作為農桿菌中Ti質粒上Vir區(qū)（毒性區(qū)）基因的誘導物，使Vir區(qū)基因活化，導致TDNA的加工和轉移，從而侵染植物細胞。根瘤農桿菌侵染植物是一個非常復雜的過程。據不完全統(tǒng)計，約有93屬643種雙子葉植物對根瘤農桿菌敏感。如果希望基因在生物的某個組織表達，如只在植物種子中表達，就要選擇種子中特異表達的啟動子。（1）基因的特點：如果一個來自動物的目的基因含有內含子，就不能用于轉基因植物，因為動物中內含子的剪接系統(tǒng)與植物的不同，植物不能將動物基因的內含子剪切掉，只能用該基因的cDNA。二、基因表達載體的構建﹙核心﹚〖思考與探究〗，只需含有目的基因就可以完成任務嗎？為什么？〖生思考討論回答，師提示〗：不可以。第二步，將基因文庫中的所有菌落轉移至硝酸纖維膜上（也可以用其他類型的膜），然后，通過處理溶解消化掉細菌中的蛋白質，并使DNA固定在膜上。PCR的反應過程都是在PCR擴增儀中完成的。第一步：將反應體系（包括雙鏈模板、引物、耐高溫的DNA聚合酶、四種脫氧核糖核苷酸以及酶促反應所需的離子等）加熱至90～95 ℃，使雙鏈DNA模板兩條鏈之間的氫鍵打開，變成單鏈DNA，作為互補鏈聚合反應的模板。第二步，核酸酶H使RNADNA雜交分子中的RNA鏈降解，使之變成單鏈的DNA?！嫁D折〗每一程序的有什么技術和方法的學習？ 一、目的基因的獲取〖問題引入〗“目的基因的獲取”有什么方法呢？〖求異思維〗你能推測出由mRNA反轉錄形成cDNA的過程大致分為哪些步驟嗎？〖生思考討論回答，師提示〗1970年，特明（. Temin）和巴爾的摩（D. Baltimore）證實了RNA病毒中含有一種能將RNA轉錄成DNA的酶，這種酶被稱為依賴RNA的DNA聚合酶，由于與中心法則中的從DNA到RNA的轉錄是反向的，所以稱為反轉錄酶（reverse transcriptase）。2．為什么要有“表達載體的構建”這一步？〖學生思考討論回答，師提示〗單獨的DNA片段──目的基因是不能穩(wěn)定遺傳的。﹚1．為什么要有“目的基因的獲取”這一步？〖學生思考討論回答，師提示〗引導學生看本專題題圖中基因工程的概念：“基因工程是指按照人們的愿望，進行嚴格的設計，通過體外DNA重組和轉基因等技術，賦予生物以新的遺傳特性，創(chuàng)造出更符合人們需要的新的生物類型和生物產品。二、 教學重點和難點基因工程基本操作程序的四個步驟。2. 如果你操作失誤，堿基不能配對。（5） 載體DNA分子大小應適合，以便提取和在體外進行操作，太大就不便操作。這些供目的基因插入的限制酶的切點所處的位置，還必須是在質粒本身需要的基因片段之外，這樣才不至于因目的基因的插入而失活?！季W上查詢〗？〖生思考討論回答，師提示〗：迄今為止，所發(fā)現的DNA連接酶都不具有連接單鏈DNA的能力，至于原因，現在還不清楚，也許將來會發(fā)現可以連接單鏈DNA的酶。DNA連接酶和DNA聚合酶都是形成磷酸二酯鍵（在相鄰核苷酸的3位碳原子上的羥基與5位碳原子上所連磷酸基團的羥基之間形成），那么，二者的差別主要表現在什么地方呢？（1）DNA聚合酶只能將單個核苷酸加到已有的核酸片段的3′末端的羥基上，形成磷酸二酯鍵；而DNA連接酶是在兩個DNA片段之間形成磷酸二酯鍵，不是在單個核苷酸與DNA片段之間形成磷酸二酯鍵。基因工程中所用的連接酶有兩種：一種是從大腸桿菌中分離得到的，稱之為E另一種是從T4噬菌體中分離得到，稱為T4連接酶。 2和7能連接形成…ACGT… 4和8能連接形成…GAATTC… …GG… (5) (2) …AC⑶結果①黏性末端②平末端〖問題〗？〖生思考討論回答，師提示〗限制酶所識別的序列，無論是6個堿基還是4個堿基，都可以找到一條中心軸線（如右圖），中軸線兩側的雙鏈DNA上的堿基是反向對稱重復排列的?！紗栴}〗，想一想，為什么細菌中限制酶不剪切細菌本身的DNA？〖生思考討論回答，師提示〗迄今為止，基因工程中使用的限制酶絕大部分都是從細菌或霉菌中提取出來的，它們各自可以識別和切斷DNA上特定的堿基序列。鏈內的核苷酸第5位上的磷酸已形成二酯鍵，第3位上的羥基也已參與二酯鍵的形成，故稱核苷酸殘基。在核酸中一個核苷酸核糖上第3位的羥基與下一個核苷酸核糖上第5位的磷酸羥基脫水縮合成酯鍵，該酯鍵稱3,5磷酸二酯鍵。二、 教學重點和難點DNA重組技術所需的三種基本工具的作用。認同基因工程的誕生和發(fā)展離不開理論研究和技術創(chuàng)新?！币弧⑾拗菩院怂醿惹忻浮胺肿邮中g刀”⑴來源⑵作用〖問題〗？〖生思考討論回答，師提示〗3,5磷酸二酯鍵是核酸中核苷酸的連接方式，組成了核酸的一級結構。另一端核苷酸上第3位的羥基是自由的，所以此核苷酸稱為3′羥基末端或3′端。所以，限制酶在原核生物中主要起到切割外源DNA、使之失效，從而達到保護自身的目的。這樣，盡管細菌中含有某種限制酶也不會使自身的DNA被切斷，并且可以防止外源DNA的入侵。 (3) GC… （4） …G …TG …CG(7) GT… G…你是否能用DNA連接酶將它們連接起來？〖生思考討論回答，師提示〗答：任何一種限制酶都只識別和切斷特定的核苷酸序列，這是由限制酶的性質所決定的。coli連接酶。〖問題〗7. DNA連接酶與DNA聚合酶是一回事嗎？為什么？答：不是一回事。這兩種連接酶催化反應基本相同，都是連接雙鏈DNA的缺口（nick），而不能連接單鏈DNA。此外，二者雖然都是由蛋白質構成的酶，但組成和性質各不相同。（1） 載體DNA必需有一個或多個限制酶的切割位點，以便目的基因可以插入到載體上去。（4） 載體DNA必需是安全的，不會對受體細胞有害，或不能進入到除受體細胞外的其他生物細胞中去。因為一般基因有上千個堿基對。嘗試設計某一轉基因生物的研制過程。三、教學方法講授法、對話法四、教學課時2五、教學過程〖對話〗﹙先解決為什么要分四個步驟的問題，然后解決每一步驟的技術方法問題。有了目的基因，我們才能賦予一種生物以另一種生物的遺傳特性?！澳康幕虻臋z測與鑒定”這一步？〖學生思考討論回答，師提示〗這是因為目的基因是否真正插入受體細胞的DNA中，是否能夠在受體細胞中穩(wěn)定遺傳和正確表達，只有通過檢測、鑒定才能得知。圖13 由mRNA反轉錄形成cDNA的過程cDNA合成過程是：第一步，反轉錄酶以RNA為模板合成一條與RNA互補的DNA單鏈，形成RNADNA雜交分子。PCR的擴增反應過程包括以下幾個主要過程。上述三步反應完成后，一個DNA分子就變成了兩個DNA分子，隨著重復次數的增多，DNA分子就以2n的形式增加。第一步，通過PCR方法將目的基因已知的部分核苷酸序列擴增出來，進行放射性同位素標記（也可以用別的標記方法進行，如生物素、熒光素等），即用標記了放射性同位素的目的DNA片段作為探針，與擴增出來的DNA雜交。第五步，從該菌落中再提取目的基因?！贾v授〗？道理何在？主要考慮以下幾方面的因素。啟動子有強有弱，選擇強啟動子可以增加轉錄活性，使基因產物量增多。根瘤農桿菌廣泛存在于雙子葉植物中。近年來，也有報道該菌對單子葉植物也有侵染能力。近年來還發(fā)現一些中性糖，如L阿拉伯糖、D木糖等也有誘導作用。如果想將一個抗病毒基因轉入小麥，也可以用農桿菌，但要注意兩點：①要選擇合適的農桿菌菌株，因為不是所有的農桿菌菌株都可以侵染單子葉植物；②要加趨化和誘導的物質，一般為乙酰丁香酮等，目的是使農桿菌向植物組織的受傷部位靠攏（趨化性）和激活農桿菌的Vir區(qū)（誘導）的基因，使TDNA轉移并插入到染色體DNA上?！紝じ鶈柕住?？如果這么做，結果會怎樣？