人教版选修3基因工程的工具——酶与载体第1课时教案

1、基因工程的工具酶与载体一、教学目标知识目标1 知道基因工程的概念2 掌握基因工程操作的基本工具。能力目标1 通过对概念、原理、方法的理解和掌握 , 逐步形成分析、综合 等思维能力 , 具备运用学到知识评价和解决实际问题的能力。2 通过引导学生网上探究 , 引导学生主动参与 , 培养收集处理信息 的能力、分析和解决问题的能力及交流与合作的能力。情感目标1 形成结构与功能相统一的基本观点。2 培养理论联系实际的良好学风 , 培养爱国主义热情。3 关注科学与社会。二、学情分析经过一年必修教材的学习 , 学生的生物基础知识较扎实 , 思维的 目的性,连续性已初步建立 , 但基因工程一节对学生来说难点较

2、多 , 如 果处理不好会变成简单的死记硬背 , 因此应在教师的指导下适时加强 学生抽象思维能力的训练。三、重点难点教学重点 :1: 简述基因工程概念。2: 掌握基因工程的基本工具教学难点：掌握基因工程的基本工具 四、教学过程活动1【讲授】基因工程的概念和理论基础科技探索之路:(课件展示转基因抗虫棉培育过程)基础理论和技术的发展催生了基因工程一、基因工程概念：是指按照，进行严格的设计，通过技术和等技术，赋予生物以新的遗传特性,创造出更符合人们需要的和。由于基因工程是在水平上进行设计和施工的，因此又叫。基因工程的别名操作环境操作对象操作水平基本过程结果二、基础理论和技术的发展催生了基因工程讨论:利

3、用基因工程生产蛋白质药物，经历了三个发展阶段。第一 阶段,将人的基因转入细菌细胞；第二阶段,将人的基因转入小鼠等动 物的细胞。前两个阶段都是进行细胞培养，提取药物。第三阶段，将人 的基因转入活的动物体，饲养这些动物，从乳汁或尿液中提取药物。(1) 将人的基因转入异种生物的细胞或个体内，能够产生药物蛋白的原理是基因能控制(2) 人的基因能和异种生物的基因拼接在一起 , 是因为它们的分 子都具有双螺旋结构 , 都是由四种构成 , 基因中碱基配对的规律都是。(3) 人的基因在异种生物细胞中表达成蛋白质时 , 需要经过和翻 译两个步骤。在翻译中需要的模板是 ,原料是,直接能源是 ,搬运工兼 装配工是

4、,将氨基酸通过肽键连接成蛋白质的场所是 ,“翻译”可理解 为将由个“字母”组成的核酸“语言”翻译成由个“字母”组成的蛋 白质“语言” , 从整体来看在翻译中充任着“译员” 。归纳 : 基础理论和技术的发展活动 2【讲授】基因工程的基本工具三、DNA重组技术的基本工具 要实现抗虫基因在棉花中的表达 , 要提前做哪些关键工作 ?归纳:DNA重组技术的基本工具基因的大小以纳米计算 ,要对它进行剪切、 拼接等操作 ,没有非常 精细的工具是不行的。进行基因操作最少需要以下三种工具 :1、准确切割DNA勺工具(“”)一一2、DNA片段的连接工具(“”)一一3、基因转移工具 (“” )( 一) “分子手术刀

5、”限制性核酸内切酶思考 : 在进入对限制酶的学习时 , 大家可能最关心的是这种工具 酶到哪里去寻找。(1) 限制性核酸内切酶的来源 :(2) 限制性核酸内切酶的作用 :（3） 限制性核酸内切酶的作用结果 :酶只能识别的核苷酸序列 , 从和之间切开。酶只能识别的核苷酸序列 , 从和之间切开。由于酶的不同 , 它们识 别的特定核苷酸序列也不同，这样就为我们切割DNA提供了多种特定 的“手术刀”。但它们切割DNA后形成的末端有两种可能：一种形成， 一种形成。限制性核酸内切酶能识别的核苷酸序列有何特点 ?请从书中找到 答案。（师讲述启发 ）前面我们学习了限制酶切割后有两种不同的结果 , 一种产生末端，

6、一种产生末端。切断的DNA片段要与受体细胞的DNA 连接, 那么恢复它们的连接 , 同学们根据以往学习的经验 , 能说出用什 么酶吗？是否可以用DNA聚合酶？（拓展:）DNA连接酶与DNA聚合酶的区别？（2） “分子缝合针” -作用 : 将双链 DNA恢, 复被限制酶切开的两个核苷酸之间的种类: E.coliDNA连接酶：只能缝合DNA勺 T4DNA连接酶：既可缝合双链DNA勺,又可缝合（ 师讲述 ） 要让一个从甲生物细胞内取出来的基因在乙生物体内进行表达,首先得将这个基因送到乙生物的细胞内去！单纯的DNA片 段是很难导入受体细胞的 , 所以我们将切割下来的目的基因导入受体 细胞就需要有一个“

7、分子运输车”帮助。(3) 基因进入受体细胞的载体 “分子运输车”( 讨论) 联系抗虫棉的培育实际考虑载体的作用有哪些 ?1、运载体主要有哪些种类 ?2、运载体必需具备哪些条件 ? 下面老师提出四个问题供大家思考。1. 假如目的基因导入受体细胞后不能复制将怎样 ?2. 作为载体没有限制酶切割位点将怎样 ?3. 目的基因是否进入受体细胞 ,你如何去察觉 ?4. 如果载体对受体细胞有害将怎样 ?不能分离会怎样 ?( 师 :) 可见以上内容 , 都是在选择合适载体时必须考虑的。 请同学们阅读课文 , 归纳出充当基因进入受体细胞载体的必要条 件。 目前通常利用的载体是“质粒” 。质粒是能“友好”寄宿在细

8、菌细胞内的小型的环状DNA下面让我们通过插图一起来认识质粒，尤 其要在质粒载体结构模式图上找出刚才归纳几个条件的具体体现。(1) 载体的种类 质粒 : 是一种裸露的 , 结构简单 , 独立于之外 , 并能够自我 能力的双链DNA分子； 的衍生物 ; .(2) 载体的特点 能够在细胞内 ； 有一个或多个 切割位点,便于供源DNA的插入. 具有基因，供重组DNA的鉴定和选择.活动 3【活动】例题分析(例题分析)限制性内切酶I的识别序列和切点是一 GJ GATC, 限制性内切酶H的识别序列和切点是一J GAT。在质粒上有酶I的 一个切点，在目的基因的两侧各有一个酶H的切点。(1) 请画出质粒被限制酶

9、I切割后所形成的黏性末端。(2) 请画出目的基因两侧被限制酶H切割后所形成的黏性末端。活动 4【练习】及时训练及时训练 1:1. 下列何种技术能有效地打破物种的界限 , 定向地改造生物的遗 传性状 , 培育新的农作物优良品种 ( )A. 基因工程技术 B. 诱变育种技术C .杂交育种技术 D .组织培养技术2. 实施基因工程第一步的一种方法是把所需的基因从供体细胞内分离出来，这要利用限性内切酶。一种限制性内切酶能识别DNA子中的GAATT顺序，切点在G和A之间，这是应用了酶()A. 高效性B.专一性C.多样性D.催化活性受外界条件影响及时训练 2:3. 与“限制性内切酶”作用部位完全相同的酶是 :( )A.反转录酶B.RNA聚合酶C.DNA连接酶D.解旋酶4. 限制性内切酶的作用实际上就是把 DNA上某些化学键打断，一 种能对GAATT专一识别的限制酶，打断的化学键是:()A.G与A之间的键B.G与C之间的键C.A与T之间的键D.磷酸与脱氧核糖之间的键及时训练 3:5. 以下说法正确的是 ( )A、所有的限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列B、质粒是基因工程中唯一的运载体C、运载体必须具备的条件之一是：具有多个限制酶切点，以便与 外源基因连接D DNA连接酶使黏性末段的碱基之间