DNA重组技术的基本工具教学设计

1、DNA重组技术的基本工具教学设计教学目标1. 简述DNA重组技术所需三种基本工具的作用。2认同基因工程的诞生和发展离不开理论研究和技术创新。教学重难点.教学重点DNA重组技术所需的三种基本工具的作用。教学难点 基因工程载体需要具备的条件教学工具多媒体教学过程引入：胰岛素是唯一能降低血糖的激素。 科学家将人胰岛素基因导人到大肠杆菌细胞内， 使大肠杆菌生产人类的胰岛素， 为糖尿病治疗提供有效而廉价的药物； 人们还可以将细菌内 抗虫基因转移到普通棉花细胞内，培育出了自身就可以抵御害虫的新品种抗虫棉。（1 ）获得上述科研成果，运用的生物技术是什么？（2）获得上述科研成果的操作步骤是什么？（3）上述操作

2、过程中所运用到的工具有哪些？我们在必修本中学习了有关遗传的知识，知道了遗传学的基本理论，如DNA是遗传物质的证明，DNA的双螺旋结构和中心法则等，在本专题中我们将应用遗传学的知识来学习基因工 程的相关内容。首先了解一下基因工程的诞生和发展。（ 阅读课本：科技发展之路 ）（板书）一。基因工程的诞生和发展 那什么叫基因工程呢？（板书）二。基因工程的概念 理解定义：完成表格基因工程的别名基因拼拷技术或DNA重组技术操作环境+生物即外心操作对象基瓯操作水平卩DNA分子水平Y基本过程心剪切一拼接一导入表达'实质心基丙重绢门人类需蓼的基因产物心师：我们知道基因工程是在分子水平上进行设计施工的，由于

3、DNA分子太小，因此必须借助什么才能完成 DNA分子的 剪切、拼接和导入等。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”一一限制酶；二是DNA片段的连接工具，“分子缝合针” 一一DNA连接酶；三是基因转移工具，“分子运输车” 一一基因进入受体细胞的载体。下面我们就来学习这方 面的内容。二。基因工程的基本工具我们首先来研究一下准确切割DNA的工具，“分子手术刀” 一一限制酶1 .限制性核酸内切酶-“分子手术刀”师：在进入对

4、限制酶的学习时，你们可能最关心的是这种工具酶到哪里去寻找。我们不妨先思考下面几个问题思考：1.自然界是否存在一种生物的DNA进入另一生物的情况？（噬菌体侵染细菌的实验）2动物容易让外来 DNA侵入自身而得以遗传吗？为什么？植物呢？3作为单细胞的生物来讲，没有那么复杂的结构和系统，它如何来抵抗入侵的外源（生物体有的有免疫系统，如动物；有的有保护作用的组织、器官，如植物）DNA保护自身呢(只有让外来的 DNA失效，才能保护自身。)师：那么怎样才能让 DNA失效？生：用DNA酶，因为在必修课本中学过。师：用DNA酶，那么生物自身的 DNA不也要失效了吗？生：一种特殊的酶，能切割外来的DNA而对自身不

5、切割。师：根据你们的分析可知，这种酶可能是一种不同于DNA酶的、我们还没有认识的酶。 我们讨论至此，同学们是否有了从哪里获得这种酶的意向？生：到单细胞的生物中去找。阅读课本“分子手术刀”完成下面问题：(1) 主要来源 : 从原核生物中分离出来的 .特点：识别DNA特定的核苷酸序列，切断两个核苷酸之间的磷酸二酯键，即酶的专一性。(师：以上这句话， 说出了两层意思。 一是识别特定核苷酸序列。 请同学们看图， EcoRI 只能识别GAATTC勺核苷酸序列，Smal只识别CCCGG的核苷酸序列。第二层意思是从特定 部位的两个核苷酸之间切开。请同学们看图，EcoRI就从G和A之间切开，Smal就从C和G

6、之间切开。 师：刚才我们提到科学家们已经分离出 4 000 多种限制酶。由于酶的不同， 它们识别的特定核苷酸序列也不同。)(3) 作用机理：只催化磷酸二酯键断裂，不作用于连接碱基对的氢键。( 4)作用方式：可分为错位切和平位切。( 5)作用结果：两种形式一种形成黏性末端，一种形成平末端( 师：那么这两种末端是如何形成的呢？请从书中找到答案。生：限制酶在它识别序列的中心位置两侧将DNA两条单链分割开，就形成黏性末端，而从识别序列的中心位置切开就产生平末端。)师：要想获得某个特定性状的基因必须要用限制酶切几个切口？可产生几个黏性末端？ 生：要切两个切口，产生四个黏性末端。思考：以中轴线双侧的 DN

7、A上碱基呈反向对称，重复排列。2. DNA 连接酶 “分子缝合针”引入：将切下来的DNA片段拼接成性的DNA分子，是靠DNA连接酶来完成的。下面我们来研 究DNA片段的连接工具，“分子缝合针”DNA连接酶。师：开始时，我们学习了限制酶切割后有两种不同的结果，一种产生黏性末端，一种产生平末端。那么恢复它们的连接，所用DNA连接酶是否可以不加选择？同学们应从书中求得真知， 自己解答这个问题。阅读课本 DNA 连接酶 “分子缝合针” 完成下面问题：生：应该有所选择。因为E - coli DNA连接酶只能将双链 DNA片段黏性末端之间连接起来， 不能将双链DNA片段平末端之间连接起来。T4 DNA连接酶既可“缝合”双链黏性末端，也可“缝合”双链 DNA的平末端， 但平末端之间连接的效率比较低。(1) 作用：将双链DNA恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的 .(2) 连接的部位：磷酸和脱氧核糖之间的键：磷酸二酯键(梯子的扶手)种类：E.coli DNA 连接酶：只能缝合DNA的T4 DNA连接酶：既可缝