近距離操作基因工程
——基因工程的基本操作過程演示板的設(shè)計(jì)制作

文江西省新余市第二中學(xué) 余新平

一、項(xiàng)目背景

在人教版高中生物必修2第六章第2節(jié)的“基因工程及其應(yīng)用”和人教版高中生物選修3第一章第2節(jié)“基因工程的基本操作程序”的教學(xué)中，基因工程操作程序既是這兩本書的重點(diǎn)和難點(diǎn)，又是高中生物的重點(diǎn)和難點(diǎn)。為幫助學(xué)生更好地理解這部分內(nèi)容，我制作了基因工程的基本操作過程演示板。

二、制作原理

基因工程的基本操作過程演示板使用三合板制作基因工程中的各種模型，再利用磁鐵的性能固定模型，通過拼圖游戲的形式把基因工程操作過程中的四個(gè)步驟展示出來。

三、制作材料

規(guī)格為 60cm×90cm的黑色鐵皮板 1塊，66cm×100cm×3cm的木框架1個(gè)，小磁鐵數(shù)塊，三合板邊角料數(shù)塊，紅色、綠色、黃色、紫色、白色貼紙數(shù)塊，小剪刀1把，直徑為0.2cm、長為15cm的細(xì)鐵棒1根。

四、制作過程

1.取60cm×90cm的黑色鐵皮板1塊，其邊框用紫色木框架裝好，在一端用細(xì)鐵絲做一個(gè)提手，方便攜帶。

2.取3塊三合板，分別把它們剪成長直徑為20cm的橢圓形，做成1個(gè)細(xì)菌和2個(gè)真核細(xì)胞的模型，在模型中分別畫好細(xì)菌和真核細(xì)胞的結(jié)構(gòu)。細(xì)菌模型內(nèi)有1個(gè)能活動的質(zhì)粒模型，一個(gè)真核細(xì)胞的模型內(nèi)有1條能活動的DNA模型，代表提供目的基因的細(xì)胞，另一個(gè)真核細(xì)胞的模型代表受體細(xì)胞。

3.用剪刀作為限制性核酸內(nèi)切酶的模型，用來剪切質(zhì)粒模型和DNA模型上的目的基因模型。

4.在質(zhì)粒模型上用綠色標(biāo)記好限制性核酸內(nèi)切酶能識別剪切的基因模型，用黃色貼紙代表質(zhì)粒模型上的標(biāo)記基因，用紫色貼紙代表啟動子，白色貼紙代表終止子，紅色貼紙代表所需要的目的基因。

5.將細(xì)鐵棒做成基因工程中的DNA連接模型。

6.在做好的細(xì)菌模型、真核細(xì)胞模型、質(zhì)粒模型、DNA模型、目的基因模型上裝2塊到3塊小磁鐵。

7.用三合板做成目的基因的產(chǎn)物模型。

五、使用方法

1.先介紹細(xì)菌模型和真核細(xì)胞模型的結(jié)構(gòu)，使學(xué)生進(jìn)一步掌握原核細(xì)胞和真核細(xì)胞的區(qū)別，說明細(xì)菌在基因工程中具有提供運(yùn)載體質(zhì)粒的作用以及在真核細(xì)胞的DNA中能提供目的基因。

2.用手從細(xì)菌模型內(nèi)取出能活動的質(zhì)粒，并用剪刀（限制性核酸內(nèi)切酶模型）把質(zhì)粒模型剪成黏性末端，并把黏性末端打開。

3.從真核細(xì)胞模型內(nèi)取出DNA，并用剪刀（限制性核酸內(nèi)切酶模型）把DNA模型上的目的基因模型剪下來。

4.用細(xì)鐵棒（DNA連接酶）把目的基因與質(zhì)粒連接。

5.把連接好的目的基因的質(zhì)粒模型置于另一個(gè)受體細(xì)胞中。

6.把做好的目的基因產(chǎn)物模型放入受體細(xì)胞，若檢測到受體細(xì)胞中有目的基因的產(chǎn)物，就說明目的基因?qū)氤晒?。把目的基因產(chǎn)物模型拿出，說明受體細(xì)胞中無目的基因的產(chǎn)物，即基因工程過程操作失敗。

六、使用效果

1.用基因工程的基本操作過程演示板演示時(shí)，能突出基因工程操作中“目的基因獲取，基因表達(dá)載體的構(gòu)建，將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞，目的基因的檢測與鑒定”的過程，直觀形象。

2.能復(fù)習(xí)鞏固原核細(xì)胞（細(xì)菌）與真核細(xì)胞結(jié)構(gòu)的區(qū)別，一舉多得。

七、創(chuàng)新點(diǎn)

1.用廢舊的三合板邊角料、鐵皮板和小磁鐵作為原材料，成本低，易取材。

2.采用拼圖游戲的形式演示基因工程的基本操作過程，趣味性更強(qiáng)。

3.基因工程的基本操作過程演示板易操作，實(shí)用性強(qiáng)，演示效果好。