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1、DNA重组技术的根本工具教案设计一、教学课题（一）教学目的和要求学问目的：（1）理解基因工程的根本概念。 （2）简述三种工具的作用（3）认同基因工程的诞生和开展离不开理论探讨和技术创新。实力目的：（1）通过对材料的视察，学会科学的视察方法，培育视察实力。 （2）通过对根本概念、根本原理、科学方法的正确理解和驾驭，逐步形成比拟、推断、推 理、 分析、综合等思维实力，具备能运用学到的生物学学问评价和解决某些实际问题的实力。 （3）通过学生动手制作重组DNA的模型，培育学生的动手实力以及合作精神。情感目的：（1）通过学习基因工程的概念，使学生相识到科学探讨的严谨，激发为祖国奋斗的精神。 （2）通过学
2、习基因操作的工具，使学生树立构造与功能相统一的辩证唯物主义观念 (二)教学重点和难点教学重点：（1）简述三种工具的作用 （2）认同基因工程的诞生和开展离不开理论探讨和技术创新教学难点：载体必需具备的条件二、教材分析DNA重组技术的根本工具为生物选修三现代生物科技专题的第一章第一节，是我们高二下学期的内容。这节课是在必修二第六章基因工程的根底上的提升，基因工程是生物科技的前沿内容，这一专题的教学首先要考虑根底性。尤其我们生活中从来没有接触到对基因进展处理的工具，较为抽象，从分子程度上的理解也更难。因此，更应当用现实生活中常见的工具来诠释，是学生很简洁理解，使学生在学问实力和情感上得到提升。DNA
3、重组技术的根本工具是一片科技性较强的文章。教学重点是DNA重组技术的根本工具所需的三种工具的作用。教学难点是载体须要具备的条件教学之前用百度在网上搜寻DNA重组技术的根本工具的相关教学材料，查阅许多教案作参考，理解到教学的重点和难点，并做了相关习题，对出现的各种题型都有所理解，确定课堂教学形式和方法。依据课堂须要，让学生更简洁理解和驾驭，利用百度搜寻找到各种图片做成PPT课堂给同学们演示，给学生视觉上的直观感受。三、教学方法DNA重组技术的根本工具是一篇科技理论性较强的文章，学生在现有的学问根底上理解起来较困难，所以用生活中小的操作、多媒体插入图片来形象化，使学生可以简洁理解。要留意的是在讲解
4、限制酶“分子手术刀”，主要是介绍限制酶的作用特点。解决方法：我们可以联络以前学习的DNA分子的构造，理解特别的构造-磷酸二酯键，及必修一酶的特点专一性的讲解。DNA连接酶DNA片段的“分子缝合针”，在这里同学们很简洁想到碱基互补配对或DNA聚合酶，这是很自然的。但只考虑到碱基互补配对原则还是不够的，我们可以从原有的学问动身，要想到限制酶切开的DNA中磷酸与脱氧核糖之间的磷酸二酯键，这个地方还没有连接起来，又是怎样连接的呢？这样自然而然地想到DNA连接酶。再以动画的形式动态展示“缝合”过程，使之形象化，简洁承受。（补充说明）关于断开的氢键是如何修复的？基因进入受体细胞的载体“分子运输车”的学习内
5、容，不能仅仅着眼于记住这几个条件，而应当反思“为什么”须要这样的条件。可以试着让学生答复，然后有老师讲解缘由。使学生记忆更深入，理解的更好 。五、教学过程、事例导入新课-基因工程师：同学们，见过可以让害虫自动死亡的棉花吗？如何培育出具有抗虫性状的抗虫棉呢？设想二：能否让微生物产生出人的胰岛素等宝贵药物？这些都属于定向改造基因的设想，能实现吗？ 通过必修二对基因工程的学习，我们知道通过基因工程我们可以获得这样的品种。那就让我们回忆一下什么是基因工程？生：基因工程是指依据人们的愿望，进展严格的设计，并通过体外DNA重组和转基因等技术，给予生物以新的遗传特性，从而创建出更符合人们须要的新的生物类型和
6、生物产品。由于基因工程是在DNA分子程度上进展设计和施工的。因此又叫做DNA重组技术。（留意黑体字的讲解）师：深化理解基因工程的概念，并引导学生答复表中内容。基因工程的别名基因拼接技术或DNA重组技术操作环境生物体外操作对象基因操作程度DNA分子程度根本过程剪切拼接导入表达结果人类须要的基因产物、学习新课-基因工程的工具师：通过以上的过程，同学们分析一下，要实现抗虫基因在棉花中表达，有哪些关键步骤？实现这一准确地操作过程的工具是什么呢？生：1.要将抗虫基因剪下来； 2.将剪下来的抗虫基因与棉花的基因连在一起。3.基因转移的问题，就是怎样将抗虫基因送入入棉花细胞4.是否送入胜利，能否胜利表达这些
7、都须要鉴定。师： 特别好，这几个问题就是我们在基因工程中急需解决的，可是大家都知道，基因是有遗传效应的DNA片段。DNA特别小，无论切割也好，连接也好，转移也好，无一例外这些操作都必需在分子程度上进展，就必需有精细的工具。科学家在施行基因工程之前，苦苦求索，最终找到了施行基因工程的三种工具：精准确割DNA的工具（“分子手术刀”） 限制酶，DNA片段的连接工具“分子缝合针” DNA连接酶基因转移工具“分子运输车”基因进入受体细胞的载体。 我们先看一下第一种：一、“分子手术刀”又叫基因剪刀限制性内切酶（限制酶）师：在自然界中有一些生物的DNA可能进入另一种生物的细胞中。我们有没有学过相关的 实例？
8、-T4噬菌体侵染大肠杆菌 那么这类生物为什么没有在长期的进化过程中被外源DNA的入侵而灭亡，它们有何爱护机制？ 原核生物简洁受到自然界外源DNA的入侵，但是，生物在长期进化过程中形成了一套完好的防卫机制，以防止外来病原体的损害。限制酶就是细菌的一种防卫工具，当外源DNA侵入时，会用限制酶将外源DNA切割掉，以保证自身的平安。所以，限制酶在原核生物中主要起到切割外源DNA、使之失效，从而到达爱护自身的目的。 迄今为止，基因工程中运用的限制酶绝大局部都是从细菌或霉菌中提取出来的，它们各自可以识别和切断DNA上特定的碱基序列。思索：名称的由来：当外源DNA侵入时，会用限制酶将外源DNA切割掉，以保证
9、自身的平安。（限制性）由于这种切割作用是在DNA分子内部进展的，故名限制性核酸内切酶（简称限制酶 限制酶从哪提取出来的？限制酶的作用是什么？生：分布：主要在微生物中 作用：可以识别双链DNA分子中的某种特定核苷酸序列（专一性），并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸间的磷酸二酯键断开.（黑体字重点讲解）师：重点讲解专一性（即一种限制酶只能切割特定的核苷酸序列） 磷酸二酯键：（图示并带着学生简要复习下DNA分子的构造，并且明确磷酸二酯键的位置）师：动态展示:“限制性内切酶作用过程” 讲解“什么叫黏性末端？”什么叫平末端？ 举例：大肠杆菌的一种限制酶（EcoR)能识别GAATTC序列，并在G和A之间
10、切开形成黏性末端。 Sma能识别CCCGGG序列，并在C和G之间切割形成平末端 。2. 由此引出DNA连接酶3. “分子缝合针”又叫基因针线DNA连接酶师：1.种类：依据来源的不同一类是从大肠杆菌中获得的DNA连接酶（EcoliDNA连接酶）只能连接具有互补配对粘性末端的双链。另一类是从T4噬菌体中分别出来的（T4DNA连接酶）：即可缝合粘性末端，又可缝合平末端。但是连接平末端的效率比拟低。（缘由可选择性的补充，）2.连接部位：磷酸二酯键。3.结果：两个一样的末端的连接。（板书）这局部学生自然联想到的是我们学过的DNA聚合酶，所以要作以区分：由于时间的限制可以当做作业让学生以如下表格作一区分：
11、 三、“分子运输车”又叫基因的运输工具基因进入受体细胞的载体师：要让一个从甲生物细胞内取出来的基因在乙生物体内进展表达，首先得将这个基因送到乙生物的细胞内去！能将外源基因送入受体细胞的工具就是运载体。作为基因工程的载体须要怎样的条件呢？思索探讨下列问题： 1、从化学组成来看，载体应含有什么成分？2、能否用SARS病毒作为基因载体？3、作为载体，若没有切割位点将怎样？4、携带目的基因的载体是否进入了受体细胞，如何鉴定？5、假设目的基因导入受体细胞后不能复制，将怎样？总结：作为载体的必要条件： 1.能自我复制-能进入受体生物细胞并在受体生物细胞内复制并表达； 2.有一个至多个限制酶切位点-能与目的
12、基因结合 3.有遗传标记基因-便于视察 4.对受体细胞无害、易分别-平安、比拟简洁得到图片展示：相识常用的载体质粒 质粒是基因工程常用的载体，一种袒露的、构造简洁、独立于染色体或细菌拟核之外，能自我复制的小型环状双链DNA分子，对宿主细胞没有影响，主要存在于细菌和酵母菌体内。其中最常用的是大肠杆菌质粒。提问：质粒作为运载体的条件？ 1、能自我复制 2、具有一个或多个限制酶切点 3、具有遗传标记基因 4、对受体细胞无害、易分别 5、大小合适，便于操作学问稳固：1.在基因工程中，切割运载体和含有目的基因的DNA片段，需运用（ A ）A.同种限制酶 B. 两种限制酶C.同种连接酶 D. 两种连接酶2
13、.不属于质粒被选为基因运载体的理由是 （ D ） A、能复制 B、有多个限制酶切点 C、具有标记基因 D、它是环状DNA3) 基因工程是在DNA分子程度上进展设计施工的。在基因操作的根本步骤中，不进展碱基互补配对的步骤是 （ C ） A、人工合成目的基因 B、目的基因与运载体结合 C、将目的基因导入受体细胞 D、目的基因的检测和表达作业布置：完成DNA连接酶与DNA聚合酶的比拟：（如有时间可以先让学生看看：DNA聚合酶的作用、DNA连接酶的缝合作用再完成。）板书设计：第一节：DNA重组技术的根本工具一、 分子手术刀限制酶 1、来源：微生物。主要是原核生物 2、种类：4000多种 3、作用：识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，（序列特点：回文序列） 并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。 4、结果：形成两种末端：黏性末端 平末端二、 “分子缝合针” DNA连接酶 1、种类：Ecoli DNA连接酶：连接黏性末端 T4 DNA连接酶： 连接黏性末端和平末端 2、作用部位：是磷酸二酯键 3.结果：连接两个一样末端三、 作为载体的必要条件： 1.能自我复制 2.有一个至多个限制酶切位点 3.有遗传标记基因 4.对受体细胞无害、易分别