并购重组DNA重组技术的基本工具

《并购重组DNA重组技术的基本工具》由会员分享，可在线阅读，更多相关《并购重组DNA重组技术的基本工具（36页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、并购重组 DNA 重组技术的基本工 具 并购重组 DNA 重组技术的基本工 具 双江县第一完全中学课堂教学设计 年级：高二学科：生物主备课教师：李燕备课时间年级：高二学科：生物主备课教师：李燕备课时间 2012 年 5 月 10 日 备课组长签名：学科长签名：学科审定专家签名：备课组长签名：学科长签名：学科审定专家签名： 课题课题人教版，选修三，专题一基因工程1.1DNA 重组技术的基本工具 课时数 教材分析教材分析 “DNA 重组技术的基本工具”这节课位于人教版高中生物选修三第一专题第一节第二课时。 基因工程是现代生物技术的核心内容，通过模拟 DNA 重组过程，将具体的操作程序有机联系 起来

2、，加深对这一程序的理解，有利于提高学生的认知水平和接受能力。 教学目标教学目标 知识目标：简述 DNA 重组技术所需三种基本工具作用。 能力目标：（1）通过对材料的观察，学会科学的观察方法，培养观察能力。 （2）通过对基本概念、基本原理、科学方法的正确理解和掌握，逐步形成比较、 判断、推理、分析、综合等思维能力，具备能运用学到的生物学知识评价 教学重点和难点教学重点和难点 1.教学重点 DNA 重组技术所需的三种基本工具的作用。 2.教学难点 基因工程载体需要具备的条件。 教学过程教学过程 教学环节教学环节 一、预学（一、预学（1、这些题要覆盖教材中所有的知识技能点 ； 2、每一个备课单位的

3、板面总量要有 2 面 A4 纸。 1、这些题要覆盖教材中所有的知识技能点 ； 2、每一个备课单位的 板面总量要有 2 面 A4 纸。） （一）学法指导（一）学法指导 通过上一节课的学习，学生们已初步掌握了“DNA 重组技术的基本工具” 有哪些， 其作用是什么。 但这些基本工具在实际应用中如何发挥作用， 是非常抽象的内容， 仅仅靠学生的想象，很难真正理解并融会贯通；同时，中学生的心理发育特点， 决定了他们更乐于通过实际动手操作来解决遇到的问题，同时对自己新发现的问 题有更加强烈的探究欲望。教学模式：探究式教学，通过创设问题情境，在分析 问题、解决问题的过程中不断生成一系列新的问题，培养学生的自学

4、能力，以及 探究和思维能力。 （二）教材助读（应涵盖所应探究的探究点内容）（二）教材助读（应涵盖所应探究的探究点内容） 专题 1 基因工程包括DNA 重组技术的基本工具 、 基因工程的基本操作程序 、 基因工程的应用 、 蛋白质工程的崛起四节，本专题的内容已经在人教版必 修 2 中涉及过，前二节内容是核心，且对学生来说抽象、微观。本专题主要增加 了基因工程诞生的理论基础和技术基础内容，目的是使学生正确认识科学与技术 的关系；同时在原有基因工程的操作步骤内容中增加了目的基因的获取方法、受 体细胞的筛选等较详细的知识。增加了基因工程的发展前景内容，体现了课程的 时代性。 DNA 重组技术的基本工具

5、这部分内容再现科学和技术融合，也是学习本专题 的基础。本节内容：主要是介绍 DNA 重组技术的三种基本工具及其作用。 本节课结合“诱思探究教学法”和“自主合作探究教学法”两教学模式， “诱思 探究教学法”：在教学过程中， “变教为诱、变学为思、以诱达思“，以全体学 生“学会、会学”为目的，让学生去“思” ，真正发挥学生的主体作用，从而最 大限度地提高教学效果。 “自主合作探究教学法”：教师创造性地运用教材，引导学生通过自主学习，主 动探究， 合作交流释疑， 从而获得独特的体验与感悟， 进而提高解决问题的能力， 形成扎实的基础学力，塑造学生优秀的个性心理品质。 （三）预习自测（应涵盖所应探究的探

6、究点内容）（三）预习自测（应涵盖所应探究的探究点内容） 一、基因工程的概念一、基因工程的概念 二、基因操作的工具二、基因操作的工具 基因工程的的别名 操作环境 操作对象 操作水平 基本过程 结果 1、 “分子手术刀”_ 来源：主要是从_来的。 作用：能够识别双链 DNA 分子的某种_，并且使每一条链中 特定部位的两个核苷酸之间的_断开。 结果：经限制酶切割产生的 DNA 片段末端通常有两种形式：_和_。 2、 、 “分子缝合针”_ 作用结果：恢复被_切开的两个核苷酸之间的_,拼接 成新的 DNA 分子。 3、 “分子运输车”_ 种类：_、_、_ 载体具备的条件 能够在受体细胞中进行_，或整合到

7、_上，随染色体 DNA 进 行同步复制。 有一个或多个_切割位点，共外源基因插入。 具有特殊的_，共重组 DNA 的鉴定和选择。 二、选点二、选点 疑难解析 1、比较有关的酶 （1） DNA 水解酶：能够将 DNA 水解成 4 种脱氧核苷酸，彻底水解成磷酸、脱氧核糖、四种碱 基. （2） DNA 解旋酶：作用的部位是氢键,结果是 DNA 双螺旋打开，形成 DNA 单链。注意：使 DNA 解成两条长链的方法除用解旋酶以外，在适当的高温（如 94） 、重金属盐的作用下，也可 使 DNA 解旋。DNA 解旋酶用于 DNA 分子的复制与杂交。 （3） DNA 聚合酶 ： 能将单个的核苷酸通过磷酸二酯键

8、连接成 DNA 长链。 用于 DNA 分子的合成。 （4）DNA 连接酶：是连接双链 DNA 的缺口 DNA 连接酶与 DNA 聚合酶作用的比较 DNA 连接酶 DNA 聚合酶 A细菌质粒 B噬菌体 C动植物病毒 D细菌核区的 DNA 三、分点三、分点 把教学的第二个环节（选点）所筛选探究点分配给不同的学习小组。原则上一个 学习小组只应分配到所有探究点中的一部分。 四、自主探究四、自主探究 （一）导入新课（一）导入新课 教学 过程 教学 内容 1.创设情境， 引入对基因 重组技术工 具的学习 师：1973 年转基因微生物转基因大肠杆菌问世；1980 年第一个转基因动物 转基因小鼠诞生；1983

9、 年第一例转基因植物转基因烟草出现，实现了 一种生物的某些性状在另一种生物中的表达。 同学们，性状的表达与我们从前学过的什么过程有关？ 生：与基因控制蛋白质的合成有关。 师 ： 假若这是一个 DNA 上的能指导合成某种药物蛋白的基因（老师用手指出纸条 上的该区段），而这是一条烟草的 DNA（老师拿出另一纸条）。同学们分析，要 实现药物基因在烟草中的表达，提前要做哪些关键工作？ 生：1.要将药物基因切割下来； 2.要将药物基因整合到烟草的 DNA 上。 师 ： 同学们说得对！但还应该实际考虑问题，这两条纸带所代表的 DNA 是在同一 个细胞中吗？ 生：不是。 师：所以这里就存在一个基因转移的实际

10、问题，谁能具体说一下？ 生：就是如何将控制合成药物的基因转入烟草细胞的问题。 师 ： 同学们思考的问题，正是科学家们思考的问题。刚才我们所探讨的工作，都 是在分子水平上进行的，切割也好，连接也好，转移也好，无一例外。中国有句 俗语叫“没有金刚钻儿，不揽瓷器活儿”。科学家们在实施基因工程之前，苦苦 求索，终于找到了实施基因工程的三种“金刚钻儿” ，使基因工程的设想成为了 现实。这三种“金刚钻儿” ，一是准确切割 DNA 的工具，“分子手术刀” 限 制酶；二是 DNA 片段的连接工具，“分子缝合针”DNA 连接酶；三是基因转 移工具，“分子运输车” 基因进入受体细胞的载体。下面我们就来学习这方 面

11、的内容。 （二）学始于疑（二）学始于疑 1 限制性内切酶“分子手术刀”1 限制性内切酶“分子手术刀” 11 学生自学 课件展示：自学任务 （1）限制酶切割的什么键？ （2）什么是黏性末端？限制酶切割 DNA 后一定会形成黏性末端吗？ （3）限制酶从哪里来？ 学生活动：自学教材，分组讨论、交流、完成任务。（这部分内容可以通过自学和小组合作 来完成，以此来培养学生的自学能力，提高交流合作意识。） 12 教师引领 师生互动，生生互动，检查学生完成任务情况，并评价。 课件演示：DNA 平面结构。播放动画：限制酶切割 DNA，着重展示限制酶切割位点和切割后 产生的单链末端。 教师继续设问：那是不是所有的

12、限制酶切割 DNA 后都会形成黏性末端呢？请大家画出学案上 几种 DNA 片段被对应的限制酶切割后的结果。 课件演示： 限制酶的种类识别序列切割位点 SmaGGGCCCGC BamHGGATCCGG Sau3AGATCGATC HindAAGCTTAA GATCGGATCC CTAGCCTAGG GGGCCCAAGCTT CCCGGGTTCGAA 学生活动：分组讨论完成任务。 教师：大家认真观察几个 DNA 片段被对应限制酶切割后的结构，你能从中得到怎样的结论？ 学生活动：观察，小组讨论，得出以下结论： （1）不同限制酶的识别序列和切割位点不同。 教师继续设问：这一点体现出酶的什么特性？ 学生

13、回答：酶的专一性。 （2）限制酶切割 DNA 片段后，可能形成两种结果：黏性末端和平末端。 教师继续设问：怎样切割会形成黏性末端，怎样切割会形成平末端呢？ 学生讨论回答：限制酶在识别序列的中轴线两侧切割则形成黏性末端，延中轴线切割则形成 平末端。 （3）不同限制酶切割 DNA 可能形成相同的黏性末端。（教师提示：比较和） （设计意图：限制性内切酶是本节内容的重点。通过以上的课堂练习，加强学生对限制酶功 能特点的理解，训练了学生的分析和概括能力。） 13 思维递进 教师设问：限制酶在基因工程中是很重要的工具，那么它从何而来呢？ 学生：从原核生物中分离、提纯而来。 教师设问：你还记得噬菌体侵染大肠

14、杆菌的知识吗？从中你能推测限制酶存在对大肠杆菌等 原核生物中的作用是什么吗？ 学生讨论回答：限制酶应该是原核生物用来抵御外源 DNA 入侵的一种武器。 教师：很好，那这种武器随身携带是不是很危险呢？这些酶会不会把原核细胞自身分解掉？ 你能猜测其原因吗？ 学生讨论回答：这种防御机制是在漫长进化过程中形成的，经过了时间的检验，已经很完善 了，所以限制酶不会切割原核生物自身的 DNA，原因可能与酶的专一性有关。 教师评价：大家很爱动脑筋，问题回答的很好。 （设计意图：激活噬菌体侵染大肠杆菌等原有知识，引导学生从进化的角度深入思考限制酶 对原核生物的意义，培养思维能力。） 2 基因进入受体细胞的载体“

15、分子运输车”2 基因进入受体细胞的载体“分子运输车” 教师设问：我们研究到这里，你又能提出怎样的问题呢？ 学生回答：目的基因如何进入受体细胞呢？ 课件展示：两则材料 （1）噬菌体侵染大肠杆菌时，能将其 DNA 注入大肠杆菌。 （2）土壤农杆菌侵染植物时，能将其质粒带入到宿主细胞。 学生讨论回答：可以借鉴病毒或者细菌侵染细胞的过程，利用病毒 DNA 或者细菌的质粒将目 的基因带入到受体细胞中。 教师：很好，病毒 DNA 和细菌质粒就像一种运输车一样可以将目的基因运到受体细胞中，我 们将之形象的称为“分子运输车”，接下来我们研究基因工程的第二种工具基因载体。 （通过合理的设问，引导学生“像科学家一样思考问题”，培养学生自己提出问题的能力， 以及从材料获取信息并提出合理解决方案的能力。） 21 学生自学 课件展示：自学任务 （1）什么是质粒？ （2）从质粒的结构特点中，你能概括出作为基因载体必须具备哪些条件吗？ 学生活动：自学教材，分组讨论、交流、完成任务。 2.2 教师引领 课件展示：质粒的结构模式图。 教