第3章基因工程章末復(fù)習(xí)課教學(xué)分析教學(xué)分析教學(xué)目標(biāo)1.通過(guò)復(fù)習(xí)基因工程的基本原理和操作流程，結(jié)合抗蟲(chóng)棉研發(fā)案例，強(qiáng)化學(xué)生的生命觀念與科學(xué)思維能力，提升對(duì)基因工程核心原理和操作邏輯的理解。（生命觀念）2.通過(guò)分析基因工程在抗蟲(chóng)棉研發(fā)中的應(yīng)用，梳理基因工程操作流程的邏輯關(guān)系，提升學(xué)生運(yùn)用科學(xué)思維解決實(shí)際問(wèn)題的能力，提升學(xué)生對(duì)基因工程原理和應(yīng)用的系統(tǒng)性理解。（科學(xué)思維）3.通過(guò)對(duì)蛋白質(zhì)工程改造抗蟲(chóng)蛋白的復(fù)習(xí)，讓學(xué)生回顧實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵步驟，提升在復(fù)習(xí)中整合知識(shí)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的能力，進(jìn)一步提升科學(xué)探究素養(yǎng)。（科學(xué)探究）4.結(jié)合基因工程和蛋白質(zhì)工程在農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)例，讓學(xué)生回顧基因工程技術(shù)和蛋白質(zhì)工程技術(shù)對(duì)社會(huì)和人類(lèi)健康的積極影響，增強(qiáng)對(duì)科學(xué)知識(shí)應(yīng)用的社會(huì)責(zé)任感。（社會(huì)責(zé)任）教學(xué)重難點(diǎn)重點(diǎn)：1.基因工程的基本工具與操作流程（包括PCR擴(kuò)增目的基因）。2.基因工程和蛋白質(zhì)工程在農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域的典型應(yīng)用。難點(diǎn)：1.限制酶和載體構(gòu)建的雙酶切策略。2.PCR擴(kuò)增過(guò)程的關(guān)鍵條件。教學(xué)方法講授法、討論法、練習(xí)法等教學(xué)方法，準(zhǔn)備PPT。課時(shí)安排1課時(shí)教學(xué)準(zhǔn)備多媒體，學(xué)案，PPT等。教學(xué)設(shè)計(jì)教學(xué)設(shè)計(jì)生產(chǎn)中進(jìn)一步發(fā)揮巨大作用。（設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)抗蟲(chóng)棉研發(fā)案例，自然引入基因工程單元的學(xué)習(xí)內(nèi)容，展示基因工程在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的重大成就，幫助學(xué)生理解其在解決實(shí)際問(wèn)題中的重要價(jià)值。通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生思考“如何通過(guò)改造Bt蛋白提升抗蟲(chóng)性能”這一問(wèn)題，串聯(lián)基因工程的工具、操作及其應(yīng)用邏輯，為后續(xù)復(fù)習(xí)任務(wù)奠定思維基礎(chǔ)。）任務(wù)一、基因工程的基本工具請(qǐng)結(jié)合教材知識(shí)，閱讀材料，完成學(xué)案內(nèi)容：【師】資料1：將從蘇云金桿菌中獲取的Bt基因轉(zhuǎn)入棉花細(xì)胞內(nèi)培育轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉的過(guò)程中，需借助多種分子工具且經(jīng)歷多個(gè)操作步驟。實(shí)驗(yàn)人員使用限制酶EcoRⅠ和NheⅠ切割質(zhì)粒。如圖表示常用的限制酶識(shí)別序列和切割位點(diǎn)以及質(zhì)粒上的限制酶切割位點(diǎn)。請(qǐng)思考以下問(wèn)題：(1)請(qǐng)用圖示法寫(xiě)出限制酶EcoRⅠ和NheⅠ切割后形成黏性末端的過(guò)程。(2)切割圖示中的目的基因應(yīng)選用哪類(lèi)限制酶？請(qǐng)說(shuō)明理由。(3)用兩種不同的限制酶切割目的基因的優(yōu)點(diǎn)是什么？【生】限制酶EcoRⅠ：限制酶NheⅠ：（2）用限制酶MunⅠ和SpeⅠ切割目的基因。限制酶MunⅠ和EcoRⅠ切割后形成的黏性末端相同，限制酶NheⅠ和SpeⅠ切割后形成的黏性末端相同，實(shí)驗(yàn)人員使用限制酶EcoRⅠ和NheⅠ切割質(zhì)粒，應(yīng)選用MunⅠ和SpeⅠ切割目的基因。（3）防止質(zhì)粒和目的基因的自我環(huán)化及質(zhì)粒和目的基因的反向連接?！編煛可疃人伎迹喝裟康幕騼?nèi)部存在MunⅠ酶切位點(diǎn)，應(yīng)該如何調(diào)整實(shí)驗(yàn)方案？【生】①尋找與MunI產(chǎn)生相同黏性末端的其他限制酶（同尾酶），以避免內(nèi)部切割。②重新設(shè)計(jì)引物引入新的酶切位點(diǎn)：通過(guò)PCR引物設(shè)計(jì)，在目的基因的兩端引入新的酶切位點(diǎn)，避開(kāi)MunI的切割位點(diǎn)?！編煛恳罁?jù)所學(xué)內(nèi)容，自主完成遷移拓展1和歸納總結(jié)中“限制酶的選擇”的相關(guān)內(nèi)容。【遷移拓展1】(2023·新課標(biāo)卷，6)某同學(xué)擬用限制酶(酶1、酶2、酶3和酶4)、DNA連接酶為工具，將目的基因(兩端含相應(yīng)限制酶的識(shí)別序列和切割位點(diǎn))和質(zhì)粒進(jìn)行切割、連接，以構(gòu)建重組表達(dá)載體。限制酶的切割位點(diǎn)如圖所示。下列重組表達(dá)載體構(gòu)建方案合理且效率最高的是()A.質(zhì)粒和目的基因都用酶3切割，用E.coliDNA連接酶連接B.質(zhì)粒用酶3切割、目的基因用酶1切割，用T4DNA連接酶連接C.質(zhì)粒和目的基因都用酶1和酶2切割，用T4DNA連接酶連接D.質(zhì)粒和目的基因都用酶2和酶4切割，用E.coliDNA連接酶連接【歸納總結(jié)】限制酶的選擇(1)不破壞目的基因原則：如圖甲中可選擇，而不選擇。(2)保留原則：質(zhì)粒作為載體必須具備標(biāo)記基因，所選擇的限制酶盡量不要破壞這些結(jié)構(gòu)，如圖乙中不選擇。若載體上有兩個(gè)及以上的標(biāo)記基因，則可合理對(duì)其中一些標(biāo)記基因進(jìn)行酶切破壞，從而達(dá)到比一個(gè)標(biāo)記基因更高的篩選成功率，防止只有一個(gè)標(biāo)記基因時(shí)出現(xiàn)的“假陽(yáng)性”(即未成功導(dǎo)入目的基因的載體也能正常表達(dá)標(biāo)記基因，造成無(wú)效篩選)。(3)善用“雙酶切”，注意方向性：目的基因所在序列和載體上存在多種酶切位點(diǎn)時(shí)，一般需要選擇在目的基因所在序列和載體上都存在切割位點(diǎn)的兩種不同的限制酶，對(duì)目的基因所在序列和載體進(jìn)行剪切，即“雙酶切法”。其優(yōu)點(diǎn)是即用DNA連接酶連接后形成的重組DNA分子上，目的基因和載體啟動(dòng)子的方向(或描述為“RNA聚合酶的移動(dòng)方向”)必須是相同的，否則目的基因?qū)牒鬅o(wú)法正常表達(dá)。如圖甲、乙也可選擇和兩種限制酶。(4)巧用“同尾酶”：同尾酶指來(lái)源不同，但能產(chǎn)生相同黏性末端的限制酶。當(dāng)不適合選擇某種限制酶時(shí)，可用其同尾酶替換，以獲得相同的黏性末端。【生】自主完成遷移拓展1、歸納總結(jié)中的內(nèi)容，進(jìn)行小組討論完善答案，進(jìn)行小組展示?！具w移拓展1】C【歸納總結(jié)】（1）PstⅠSmaⅠ（2）標(biāo)記基因、啟動(dòng)子、終止子、復(fù)制原點(diǎn)SmaⅠ（3）①防止目的基因環(huán)化；②避免目的基因與載體反向連接PstⅠEcoRⅠ評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)：根據(jù)學(xué)生遷移拓展1的作答情況及歸納總結(jié)的完成情況，通過(guò)學(xué)生互評(píng)、教師點(diǎn)評(píng)檢測(cè)學(xué)生對(duì)基因工程的基本工具這部分內(nèi)容的掌握情況。評(píng)價(jià)要素等級(jí)A等級(jí)B等級(jí)C學(xué)生互評(píng)教師評(píng)價(jià)內(nèi)容要求能正確分析遷移拓展1的各個(gè)選項(xiàng)并能準(zhǔn)確總結(jié)選擇限制酶的標(biāo)準(zhǔn)能得出遷移拓展1的準(zhǔn)確答案并大致準(zhǔn)確總結(jié)選擇限制酶的標(biāo)準(zhǔn)不能得出遷移拓展1的準(zhǔn)確答案、不能準(zhǔn)確總結(jié)選擇限制酶的標(biāo)準(zhǔn)（設(shè)計(jì)意圖：鞏固基礎(chǔ)知識(shí)，通過(guò)限制酶切割和黏性末端的圖示，幫助學(xué)生復(fù)習(xí)和鞏固基因工程基本工具的使用。培養(yǎng)分析能力，通過(guò)選擇限制酶和調(diào)整實(shí)驗(yàn)方案，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，提升科學(xué)探究能力。）任務(wù)二、基因工程的基本操作程序【師】活動(dòng)一：利用PCR技術(shù)擴(kuò)增Bt基因資料2：Bt抗蟲(chóng)蛋白基因(簡(jiǎn)稱(chēng)Bt基因)是培育轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉較為合適的目的基因，篩選Bt基因后可以利用PCR技術(shù)對(duì)其進(jìn)行大量擴(kuò)增。回答下列問(wèn)題：(1)什么是引物？DNA復(fù)制時(shí)為什么需要引物？(2)PCR擴(kuò)增Bt基因需要知道Bt基因的全部核苷酸序列嗎？(3)為檢測(cè)Bt基因在轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉細(xì)胞中是否轉(zhuǎn)錄，科研人員提取棉花細(xì)胞中的總RNA，經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄過(guò)程獲得總cDNA，通過(guò)PCR技術(shù)可在總cDNA中專(zhuān)一性地?cái)U(kuò)增出Bt基因的cDNA，原因是什么？(4)PCR擴(kuò)增過(guò)程中的循環(huán)圖示與規(guī)律如圖所示，若一個(gè)Bt基因在PCR中經(jīng)過(guò)n輪循環(huán)，理論上得到多少個(gè)DNA分子？含引物的DNA分子多少個(gè)？含其中一種引物的DNA分子多少個(gè)？同時(shí)含兩種引物的DNA分子多少個(gè)？共需要消耗多少個(gè)引物？含不等長(zhǎng)脫氧核苷酸鏈的DNA分子多少個(gè)？含等長(zhǎng)脫氧核苷酸鏈的DNA分子多少個(gè)？(5)PCR擴(kuò)增Bt基因的過(guò)程中需要解旋酶嗎？并說(shuō)明理由。所需要的DNA聚合酶應(yīng)具有什么特點(diǎn)？【生】結(jié)合所學(xué)知識(shí)回答相關(guān)問(wèn)題（1）引物是指一小段能與DNA母鏈的一段堿基序列互補(bǔ)配對(duì)的短單鏈核酸。在DNA擴(kuò)增時(shí)，DNA聚合酶不能從頭開(kāi)始合成DNA，只能從引物的3′端延伸DNA鏈，因此復(fù)制DNA時(shí)應(yīng)加入兩種引物。（2）不需要，只要知道Bt基因兩端的部分核苷酸序列即可(以便根據(jù)這部分序列合成兩種引物)。（3）引物是依據(jù)Bt基因的一段已知序列設(shè)計(jì)合成的(或引物能與Bt基因的cDNA特異性結(jié)合)。（4）經(jīng)過(guò)n輪循環(huán)，得到2n個(gè)DNA分子，含引物的DNA分子2n個(gè)，含其中一種引物的DNA分子數(shù)(2n－1)個(gè)，同時(shí)含兩種引物的DNA分子(2n－2)個(gè)，共需要消耗(2n＋1－2)個(gè)引物。含不等長(zhǎng)脫氧核苷酸鏈的DNA分子2n個(gè)，含等長(zhǎng)脫氧核苷酸鏈的DNA分子(2n－2n)個(gè)。（5）不需要解旋酶，因?yàn)镻CR過(guò)程中，DNA雙鏈在高溫下即可完成解旋。由于PCR過(guò)程溫度較高，故所需要的DNA聚合酶應(yīng)具有耐高溫的特點(diǎn)。【師】活動(dòng)二：利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)換法培育抗蟲(chóng)棉（1）農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法中的兩次拼接和兩次導(dǎo)入的目的分別是什么？（2）為了保證目的基因在受體細(xì)胞中能正確表達(dá)，對(duì)目的基因在質(zhì)粒中的插入位點(diǎn)有什么要求？（3）該實(shí)例中，導(dǎo)入目的基因的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法。為什么目的基因可以整合到染色體的DNA上？【生】（1）第一次拼接是將目的基因拼接到Ti質(zhì)粒的T－DNA上，第二次拼接(非人工操作)是指插入目的基因的T－DNA拼接到受體細(xì)胞的染色體DNA上；第一次導(dǎo)入是將含目的基因的Ti質(zhì)粒導(dǎo)入農(nóng)桿菌，第二次導(dǎo)入(非人工操作)是指含目的基因的T－DNA導(dǎo)入受體細(xì)胞。（2）目的基因應(yīng)插入啟動(dòng)子與終止子之間。（3）由于Ti質(zhì)粒上的T－DNA可轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞且能整合到受體細(xì)胞的染色體DNA上，而目的基因又插入T－DNA，所以目的基因可以整合到受體細(xì)胞的染色體DNA上?！編煛可疃人伎迹?）在抗蟲(chóng)棉培育過(guò)程中，為了防止花粉隨意傳播導(dǎo)致的“基因污染”，可以采取什么措施？（2）為了優(yōu)化Bt基因的表達(dá)，提高轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉的抗蟲(chóng)效果，科研工作者選擇不同的啟動(dòng)子開(kāi)展實(shí)驗(yàn)，啟動(dòng)子的作用是什么？如何檢測(cè)效果情況？【生】深度思考（1）①葉綠體轉(zhuǎn)基因技術(shù)：將目的基因轉(zhuǎn)入作物的葉綠體基因組中。由于植物的花粉一般只含有核基因組，而不含葉綠體基因組，因此通過(guò)該技術(shù)獲得的轉(zhuǎn)基因植物花粉本身不含轉(zhuǎn)基因，從而限制了轉(zhuǎn)基因通過(guò)花粉傳播。②雄性不育技術(shù)：利用雄性不育植株，將抗蟲(chóng)基因?qū)脒@些植株中。雄性不育植株的花粉無(wú)法正常發(fā)育或傳播，從而限制了基因通過(guò)花粉的傳播。（2）啟動(dòng)子的作用：?jiǎn)?dòng)子是基因表達(dá)調(diào)控的重要元件，位于基因的上游，是RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的部位，驅(qū)動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄出mRNA。檢測(cè)方法：①抗原—抗體雜交法：通過(guò)特異性抗體檢測(cè)Bt蛋白在轉(zhuǎn)基因棉花中的表達(dá)水平。②個(gè)體性狀檢測(cè)：將棉鈴蟲(chóng)幼蟲(chóng)放置在轉(zhuǎn)基因棉花葉片上，觀察其生長(zhǎng)發(fā)育情況和死亡率，評(píng)估抗蟲(chóng)效果?！編煛恳罁?jù)所學(xué)內(nèi)容，自主完成遷移拓展2和歸納總結(jié)中“啟動(dòng)子、起始密碼子、終止子、終止密碼子的區(qū)別”的相關(guān)內(nèi)容。A.①②B.②③C.①④D.③④【歸納總結(jié)】啟動(dòng)子、起始密碼子、終止子、終止密碼子的區(qū)別項(xiàng)目啟動(dòng)子終止子起始密碼子終止密碼子本質(zhì)位置功能【生】自主完成遷移拓展2、歸納總結(jié)中的內(nèi)容，進(jìn)行小組討論完善答案，進(jìn)行小組展示?！具w移拓展2】D【解析】題干中給定的條件為“在反應(yīng)管中只含大腸桿菌DNA聚合酶、擴(kuò)增緩沖液、H2O和4種脫氧核苷酸”，其中缺少引物和模板，所以加入的單鏈DNA既要提供模板，又要同時(shí)作為引物。分析給定的四組DNA，均可以形成雙鏈DNA，且②④兩組的引物還可以自身折疊，結(jié)合題干信息“本實(shí)驗(yàn)的溫度條件下不能產(chǎn)生小于9個(gè)連續(xù)堿基對(duì)的雙鏈DNA區(qū)”可知自身折疊部分無(wú)法形成，所以給定引物均可以?xún)蓛山Y(jié)合形成雙鏈DNA區(qū)作為模板和引物進(jìn)行延伸，需要注意的是提供的原料中只有dATP的堿基被熒光標(biāo)記，故要想得到帶有熒光標(biāo)記的DNA探針，擴(kuò)增的模板鏈中應(yīng)含堿基T。分析反應(yīng)管①～④中加入的單鏈DNA，看哪種情況下可得到符合要求的雙鏈DNA，即帶有熒光標(biāo)記的DNA探針，如表所示：【歸納總結(jié)】啟動(dòng)子、起始密碼子、終止子、終止密碼子的區(qū)別項(xiàng)目啟動(dòng)子終止子起始密碼子終止密碼子本質(zhì)DNADNAmRNAmRNA位置目的基因上游目的基因下游mRNA首端mRNA尾端功能RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的部位，驅(qū)動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄出mRNA使轉(zhuǎn)錄在所需要的地方停下來(lái)翻譯的起始信號(hào)(編碼氨基酸)翻譯的結(jié)束信號(hào)(正常情況下,不編碼氨基酸)評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)：根據(jù)學(xué)生遷移拓展2的作答情況及歸納總結(jié)的完成情況，通過(guò)學(xué)生互評(píng)、教師點(diǎn)評(píng)檢測(cè)學(xué)生對(duì)基因工程的基本操作程序這部分內(nèi)容的掌握情況。評(píng)價(jià)要素等級(jí)A等級(jí)B等級(jí)C學(xué)生互評(píng)教師評(píng)價(jià)內(nèi)容要求能正確分析遷移拓展2的各個(gè)選項(xiàng)并能準(zhǔn)確總結(jié)啟動(dòng)子、起始密碼子、終止子、終止密碼子的區(qū)別能得出遷移拓展2的準(zhǔn)確答案并大致準(zhǔn)確總結(jié)啟動(dòng)子、起始密碼子、終止子、終止密碼子的區(qū)別不能得出遷移拓展的2準(zhǔn)確答案、不能準(zhǔn)確總結(jié)啟動(dòng)子、起始密碼子、終止子、終止密碼子的區(qū)別（設(shè)計(jì)意圖：針對(duì)近幾年山東卷的重點(diǎn)考查內(nèi)容，通過(guò)具體任務(wù)和問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)基因工程的基本操作程序，包括PCR技術(shù)和農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法。通過(guò)活動(dòng)一和活動(dòng)二的問(wèn)題設(shè)置，幫助學(xué)生理解PCR擴(kuò)增、目的基因轉(zhuǎn)錄檢測(cè)、農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法的原理和操作步驟，以及啟動(dòng)子、終止子等基因元件的作用。同時(shí)，通過(guò)深度思考和遷移拓展，培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，提升科學(xué)思維和探究素養(yǎng)。）任務(wù)三、基因工程與蛋白質(zhì)工程的應(yīng)用【師】呈現(xiàn)資料，提出問(wèn)題：資料3：近年來(lái)，科學(xué)家們通過(guò)引入雙價(jià)抗蟲(chóng)基因，進(jìn)一步提高了抗蟲(chóng)棉的抗蟲(chóng)效果。雙價(jià)抗蟲(chóng)基因是指將兩個(gè)具有不同殺蟲(chóng)機(jī)制的基因（如Bt基因和CpTI基因）共同轉(zhuǎn)入棉花。Bt基因編碼的Bt毒素能夠殺死或抑制害蟲(chóng)的生長(zhǎng)和繁殖，而CpTI基因編碼的蛋白酶抑制劑可以抑制害蟲(chóng)消化道中的蛋白酶，阻止其消化功能，從而增強(qiáng)抗蟲(chóng)效果。（1）上述抗蟲(chóng)棉能抗病毒、細(xì)菌、真菌嗎？為什么？（2）從環(huán)境保護(hù)和抗蟲(chóng)效果角度出發(fā)，分析雙價(jià)抗蟲(chóng)棉與單基因轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉、普通棉相比在害蟲(chóng)防治方面的優(yōu)越性有哪些。（1）不能?？瓜x(chóng)基因具有專(zhuān)一性，體內(nèi)未導(dǎo)入抗病毒、細(xì)菌和真菌的基因。（2）與單基因抗蟲(chóng)棉相比，增強(qiáng)了對(duì)害蟲(chóng)的殺傷力，還延緩了害蟲(chóng)對(duì)單一抗蟲(chóng)基因產(chǎn)生抗性的速度。與普通棉相比，減少了化學(xué)農(nóng)藥的使用量，降低了環(huán)境污染。（3）評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)：評(píng)價(jià)要素等級(jí)A等級(jí)B等級(jí)C等級(jí)D教師評(píng)價(jià)內(nèi)容要求(1)如果僅將基因用限制酶從DNA片段中切割下來(lái)，沒(méi)有經(jīng)過(guò)對(duì)編碼蛋白序列進(jìn)行修飾、加工，或僅對(duì)其調(diào)控序列進(jìn)行加工，則屬于基因工程；如果將目的基因經(jīng)過(guò)了一些實(shí)質(zhì)性的改造，如對(duì)編碼蛋白序列進(jìn)行了堿基替換、增添或缺失某幾個(gè)堿基，則屬于蛋白質(zhì)工程。(2)如果合成的蛋白質(zhì)是自然界中已存在的蛋白質(zhì)(天然蛋白質(zhì))，則是基因工程；如果合成的蛋白質(zhì)與天然蛋白質(zhì)有差異，甚至是自然界中所沒(méi)有的，則為蛋白質(zhì)工程。評(píng)價(jià)反饋評(píng)價(jià)反饋完成學(xué)案中的素養(yǎng)專(zhuān)練課堂小結(jié)課堂小結(jié)布置作業(yè)布置作業(yè)完成課后作業(yè)（30分鐘）。教學(xué)反思教學(xué)反思在基因工程章末復(fù)習(xí)課中，以抗蟲(chóng)棉的培育和改良為大情境，整體教學(xué)效果較為理想，但也暴露出一些需要改進(jìn)的地方。結(jié)合抗蟲(chóng)棉對(duì)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)作用以及我國(guó)在該領(lǐng)域的成就，增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)科學(xué)知識(shí)應(yīng)用的社會(huì)責(zé)任感和民族自豪感，實(shí)現(xiàn)了知識(shí)與情感態(tài)度的雙重教育目標(biāo)。知識(shí)整合與應(yīng)用：通過(guò)抗蟲(chóng)棉案例，學(xué)生能夠?qū)⒒蚬こ痰幕竟ぞ?、操作步驟與實(shí)際應(yīng)用緊密結(jié)合，提升了對(duì)知識(shí)的整體把握和系統(tǒng)性理解，有助于學(xué)生構(gòu)建知識(shí)體系。思維能力培養(yǎng)：設(shè)計(jì)的深度思考和遷移拓展問(wèn)題，有效鍛煉了學(xué)生的分析和解決問(wèn)題的能力，培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)思維和創(chuàng)新意識(shí)，使學(xué)生能夠從不同角度思考問(wèn)題。板書(shū)設(shè)計(jì)板書(shū)設(shè)計(jì)發(fā)酵工程章末復(fù)習(xí)一、基因工程的基本工具限制酶的合理選擇二、基因工程的基本操作流程1.PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因的操作流程2.構(gòu)建抗蟲(chóng)棉的基因表達(dá)載體3.利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法導(dǎo)入受體細(xì)胞4.目的基因的檢測(cè)與鑒定三、基因工程和蛋白質(zhì)工程的應(yīng)用1.基因工程方法提升抗蟲(chóng)棉抗蟲(chóng)效果2.蛋白質(zhì)工程方法提升抗蟲(chóng)棉抗蟲(chóng)效果備課資源備課資源一.發(fā)酵工程近五年考題分布2020年山東卷第5題，2020年山東卷第15題，2020年山東卷第25題，2021年山東卷第13題，2021年山東卷第25題，2022年山東卷第13題，2022年山東卷第25題，2023年山東卷第25題，2024年山東卷第13題。通常以具體情境，考查基因工程的原理、工具和基本操作程序，啟動(dòng)子的含義和功能，PCR技術(shù)的原理，限制酶的作用、基因表達(dá)載體的組成、啟動(dòng)子的作用等，題目難度系數(shù)大；其中啟動(dòng)子的插入位點(diǎn)和插入方向、報(bào)告基因的表達(dá)等都需要學(xué)生有很強(qiáng)的理解信息、獲取信息的能力、以及綜合運(yùn)用知識(shí)解決問(wèn)題的科學(xué)思維和科學(xué)探究能力，通過(guò)基因工程考查學(xué)生的結(jié)構(gòu)與功能觀。二.相關(guān)高考題1.（2020山東高考）雙脫氧核苷三磷酸（ddNTP）與脫氧核苷三磷酸（dNTP）的結(jié)構(gòu)如圖所示。已知ddNTP按堿基互補(bǔ)配對(duì)的方式加到正在復(fù)制的子鏈中后，子鏈的延伸立即終止。某同學(xué)要通過(guò)PCR技術(shù)獲得被32P標(biāo)記且以堿基“C”為末端的、不同長(zhǎng)度的子鏈DNA片段。在反應(yīng)管中已經(jīng)有單鏈模板、引物、DNA聚合酶和相應(yīng)的緩沖液等，還需要加入下列哪些原料？（）dGTP，dATP，dTTP，dCTP②dGTP，dATP，dTTP③α位32P標(biāo)記的ddCTP④γ位32P標(biāo)記的ddCTPA.①③ B.①④ C.②③ D.②④【答案】A【解析】PCR擴(kuò)增DNA時(shí)，需要dGTP、dATP、dTTP、dCTP作為原料，而脫氧核苷三磷酸（dNTP）連接到子鏈上時(shí)，會(huì)斷掉2個(gè)高能磷酸鍵，為了獲得被32P標(biāo)記且以堿基“C”為末端的、不同長(zhǎng)度的DNA片段，32P標(biāo)記應(yīng)位于ddCTP的α位，加入ddCTP后會(huì)終止子鏈的延伸，獲得不同長(zhǎng)度的子鏈DNA片段，故需要①③，A正確。2.（2023山東高考）科研人員構(gòu)建了可表達(dá)JV5融合蛋白的重組質(zhì)粒并進(jìn)行了檢測(cè)，該質(zhì)粒的部分結(jié)構(gòu)如圖甲所示，其中V5編碼序列表達(dá)標(biāo)簽短肽V5。（1）與圖甲中啟動(dòng)子結(jié)合的酶是____________。除圖甲中標(biāo)出的結(jié)構(gòu)外，作為載體，質(zhì)粒還需具備的結(jié)構(gòu)有________________（答出2個(gè)結(jié)構(gòu)即可）。（2）構(gòu)建重組質(zhì)粒后，為了確定J基因連接到質(zhì)粒中且插入方向正確，需進(jìn)行PCR檢測(cè)，若僅用一對(duì)引物，應(yīng)選擇圖甲中的引物___________。已知J基因轉(zhuǎn)錄的模板鏈位于b鏈，由此可知引物F1與圖甲中J基因的_____________（