"该高中生物学导学案聚焦基因工程基本操作程序，涵盖目的基因导入受体细胞的方法、检测与鉴定及DNA片段扩增与电泳鉴定。通过课前知识梳理（如导入方法分类、检测水平表格）搭建基础，课中探究案例（SRY基因性别鉴定、CHS基因导入苦荞）衔接深化，形成预习-探究-巩固的学习支架。\n以真实情境案例驱动探究，结合PCR步骤解析、电泳结果分析等实验操作，培养科学思维与探究实践能力。习题设计注重知识应用（如基因表达载体构建、PCR技术应用），帮助学生构建生命观念，提升解决实际生物学问题的能力。"

高中生物导学案 制作人： 2025—2026学年高二下学期生物 人教版 选择性必修3 第 3.2课 基因工程的基本操作程序 导学案 【课前预习案】 【学习目标】 1.简述将目的基因导入受体细胞的方法 2.说明目的基因的检测与鉴定 3.探究DNA片段的扩增及电泳鉴定 【学习重难点】 重点：目的基因的检测与鉴定 难点：目的基因的检测与鉴定 【知识梳理】 一、将目的基因导入受体细胞 1.导入植物细胞 (1)花粉管通道法 ①方式一:用微量注射器将含有目的基因的DNA溶液直接注入 中。 ②方式二:在植物受粉后的一定时间内,剪去柱头,将DNA溶液滴加在 上,使目的基因借助 进入胚囊。 (2)农杆菌转化法 2.导入动物细胞 (1)方法: 。 (2)受体细胞: 。 3.导入微生物细胞 一般用 处理大肠杆菌细胞,使细胞处于一种 的生理状态,然后再将重组的基因表达载体导入其中。 二、目的基因的检测与鉴定 检测水平 检测方法 分子水平 (1)通过 等技术检测受体细胞的染色体DNA上是否插入了目的基因或检测目的基因是否 出了mRNA (2)从转基因生物中提取 ,用相应的抗体进行 ,检测目的基因是否翻译出蛋白质 个体水平 如通过抗病、抗虫的接种实验确定是否出现目的基因对应的性状 【体系建构】 【课中探究案】 【探究一】 SRY基因又称雄性性别决定基因，只位于Y染色体上，长度约1.1 kb。某兴趣小组利用PCR技术进行人类性别鉴定实验。请回答下列问题： (1)本实验中PCR所需模板来自 的口腔上皮细胞。 (2)PCR反应的步骤可分为三步，“高温变性”的目的是 ，“退火复性”的温度约为 ，“延伸”阶段需要用到的酶是 。 (3)PCR技术成功的关键因素是设计引物，根据引物的特点，最简便的方法是根据SRY基因设计 种引物。引物的作用是 。如果需要设计相应的酶切位点，只能在引物的 端添加相应序列，原因是 。 (4)下图所示是四个小组的电泳结果，为排除实验操作本身对实验结果的影响， PCR体系中加入β -actin基因（细胞骨架蛋白基因），分析图中各条带可以得出的实验结果是 。   【探究二】 苦荞是一种有名的经济植物，其含有的黄酮类化合物具有降血糖、降血脂等功效。CHS是合成黄酮类化合物的关键酶，有人把经修饰的CHS基因导入苦荞细胞中，培育高产黄酮苦荞品系。据图回答下列问题。 (1)过程①中将修饰后的CHS基因与Ti质粒连接成重组Ti质粒的酶称为______________。这种酶主要有两类，一类是从T4噬菌体中分离得到的，另一类是从大肠杆菌中分离得到的，称为______________。这两类酶都能恢复被限制酶切开的两个脱氧核苷酸之间的____________键。 (2)图中将修饰后的CHS基因导入苦荞体细胞的方法称为____________________，除此外还可以利用的方法有__________________。 (3)检测转基因苦荞培育是否成功，不能用抗原—抗体杂交技术进行检测的原因是__________________________________________________________，可以比较转基因苦荞与普通苦荞的______________含量或测定细胞中CHS含量进行鉴定。 【课后巩固案】 1、 选择题 1.基因表达载体的构建是基因工程的核心步骤。下列关于基因表达载体及其构建的叙述,正确的是(　　) A.用一种限制酶分别切割目的基因和质粒构建表达载体,比用两种限制酶效果更好 B.用两种限制酶切割目的基因和质粒之后,也要用两种酶即DNA连接酶、DNA聚合酶进行连接 C.构建基因表达载体时,插入目的基因不能破坏标记基因、启动子、终止子等结构的完整性 D.基因表达载体包括起始密码子、终止密码子、复制原点、标记基因、目的基因等组成部分 2.PCR技术在生物工程中应用广泛，PCR的产物一般通过琼脂糖凝胶电泳来鉴定。下列有关叙述正确的是（    ） A．PCR过程中用到了缓冲液，缓冲液中一般要添加Mg2+用于激活RNA聚合酶 B．PCR反应体系中须加入耐高温的DNA聚合酶，该酶可在复性过程起作用 C．限制酶切割质粒前后，质粒的长度不变，故无法通过电泳检测质粒是否被切开 D．若采用PCR技术对一个双链目的基因进行扩增，则第n代复制共需要引物2n个 2、 材料分析题 PCR技术应用非常广泛，可用于扩增目的基因、制作探针、引入定点突变、定量检测DNA等。完成下列有关PCR技术和相关应用的问题： （1）PCR技术可用于基因工程四个基本步骤中的　　　　　　　和　　　　　　　步骤。 （2）在影响扩增反应的各种因素中，引物的设计最为重要，引物的3′端应采用简并密码子较少的氨基酸的对应核苷酸序列，否则会导致扩增的非特异性序列数量　　　　。 （3）在正常变性和退火之后研究某TaqDNA聚合酶的催化效率，得到了下列表格： 22℃ 37℃ 55℃ 70℃ 78℃ 83℃ 子链延伸速率（个核 苷酸·秒－1·酶分子－1） 0.25 1.5 22 60 250 0 83℃下没有产物的原因是　　　　　　　　　　　　　　　。 （4）PCR反应后期，由于　　　　　　　　　　　　　　　　等原因，反应速率会降低。 （5）PCR过程中，温度的控制至关重要，变性温度过低会因为　　　　　　　，最终导致反应效率降低。复性温度过高则会因　　　　　　　　导致目标产物的量　　　　。 （6）不对称PCR是利用不等量的一对引物来产生大量单链DNA的方法。这两种引物分别称为限制性引物与非限制性引物，其最佳比例一般为1∶50～1∶100，在PCR反应的最初10～15个循环中，其扩增产物最初主要是双链DNA，但当限制性引物消耗完后，非限制性引物引导的PCR就会产生大量的单链DNA。假设反应体系中原来有a个模板DNA，最初10个循环扩增产生双链DNA，后20个循环均只扩增一条链，则需要限制性引物　　　　个。因为双链DNA和单链DNA的　　　　不同，可通过　　　　将其分离。 【答案解析】 【课中探究案】 探究一：(1)男性和女性 (2) 使双链DNA解聚为单链 50℃ Taq酶（或答“耐高温的DNA聚合酶”，1分） (3) 2 使DNA聚合酶能够从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸 5' 在5'端酶切不会破坏目的基因；在3'端酶切会破坏目的基因，不能正常复制 (4)各组操作均无误，1、2组为男性模板扩增结果，3、4组为女性模板扩增结果（或写1、2组提供模板的是男生，3、4组提供模板的是女生） 探究二：(1)DNA连接酶　E．coliDNA连接酶　磷酸二酯　(2)农杆菌转化法　花粉管通道法　(3)转基因苦荞植株与普通苦荞植株都能产生黄酮类化合物　黄酮类化合物 【课后巩固案】 1、 选择题 1.C　与用一种限制酶分别切割目的基因和质粒构建基因表达载体相比,用两种限制酶分别切割目的基因和质粒会避免出现质粒自身环化、目的基因自身环化、目的基因与质粒反向连接(常考点)等情况,A错误;连接切割后的质粒和目的基因的酶是DNA连接酶,B错误;构建基因表达载体时,目的基因插入标记基因、启动子、终止子内部,会使标记基因、启动子、终止子遭到破坏而失去作用,C正确;基因表达载体(本质为DNA)包括启动子、终止子、复制原点、标记基因、目的基因等组成部分,而起始密码子和终止密码子位于mRNA上(易错点),D错误。 2.D 2、 材料分析题 (1)目的基因的筛选与获取　目的基因的检测与鉴定　(2)增多　(3)温度过高，TaqDNA聚合酶失活　(4)酶活性降低、引物和dNTP浓度降低、生成物增多　(5)双链不能充分解聚　引物不能与模板充分结合配对　减少 (6)(210－1)a　相对分子量(碱基数量 )　凝胶电泳技术 ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $