《DNA重组技术的基本工具》设计2

《DNA重组技术的基本工具》教学设计教学目标知识与技能①简单描述基因工程的概念及目的。②说出DNA重组技术的三个工具及各工具的特点和用途。③利用DNA重组技术的工具解答有关题目。过程与方法（1）通过对图片、动画等的观察，让学生学会科学的观察方法，培养观察能力。（2）通过利用课本以外的资料和网络信息解决学习中发现的问题，培养学生的自主学习的能力。（3）通过多媒体课件对基本概念、基本原理的学习，引导学生主动参与教学过程的探究活动，培养学生的获取新知的能力、分析和解决问题的能力及交流与合作的能力。情感态度与价值观（1）通过学习基因工程的概念，使学生认识到科学研究需要的严谨，激发为祖国而奋斗的精神。（2）通过学习基因操作的工具，使学生树立结构与功能相统一的辩证唯物主义观念。教学重点DNA重组技术所需要的三种基本工具的作用；基因工程载体需要具备的条件教学难点DNA重组技术所需要的三种基本工具的作用；基因工程载体需要具备的条件教学方法以探究法、谈话法、材料教学法相结合。教学用具多媒体课件课时安排2课时教学内容设计与反思教学内容设计与反思【教学过程】一、复习导入:教师活动：投影幻灯片，引导学生思考、分析讨论。1．遗传的物质基础是什么？2．生物体遗传的基本单位是什么？3．为什么生物界的各种生物间的性状有如此大的差别呢？4．生物的性状是怎样表达的？5．各种生物的性状都是基因特异性表达的结果，那么，人类能不能改造基因呢？使原来本身没有某一性状的生物而具有某个特定的性状呢？6．各种生物间的性状千差万别，这是为什么呢？引导学生回答：生物体的不同性状是基因特异性表达的结果。教师举例：1．青霉菌能产生对人类有用的抗生素——青霉素2．豆科植物的根瘤菌能够固定空气中的氮气3．人的胰岛B细胞能分泌胰岛素调节血糖的浓度教师提问：以上几种生物各有其特定的性状，这些性状都是基因特异性表达的结果。但是人类能不能改造基因呢？在引导学生思考、探究的同时引出本节课题。二、讲授新课:1．基因工程的概念：课前布置学生自学教材上的知识内容，让学生理解基因工程的概念，并引导学生回答表中内容。基因工程的别名基因拼接技术或DNA管理费用技术操作环境生物体外操作对象基因操作水

DNA分子水平基本过程剪切——拼接——导入——表达结果人类需要的基因产物教师活动：投影问题引导学生讨论，引出基因操作的工具。基因工程的操作水平是在DNA分子水平进行的，所以用普通的操作工具能够在如此微观的条件下操作吗？2．基因操作的工具基因工程培育抗虫棉的简要过程苏云金芽孢杆菌基因工程培育抗虫棉的简要过程苏云金芽孢杆菌（有抗虫特性）提取抗虫基因普通棉花（无抗虫特性）棉花细胞（含抗虫基因）与运载体DNA拼接、导入棉花植株（有抗虫特性）学习探究1：在基因工程培育抗虫棉的过程中，关键步骤或难点是什么？学生活动：分析、讨论，学生与教师共同对基因工程关键归纳总结。关键步骤一：抗虫棉从苏云金孢杆菌细胞内提取。关键步骤二：抗虫基因与运载体DNA拼接。关键步骤三：抗虫基因进入棉花细胞。学习探究2：怎样才能在苏云金芽孢杆菌DNA分子中的众多基因中找到所需抗虫基因呢？又怎样将它从DNA长链中提取出来？又如何将提取出的抗虫基因与棉花细胞的DNA结合在一起呢？引导学生探究、分析、总结：（1）“分子手术刀”又叫基因剪刀——限制性内切酶分布：主要在微生物中作用特点：特异性，即识别特定的核苷酸序列，切割特定的切点。结果：产生黏性末端（碱基互补配对）。播放投影幻灯片的实例。（2）“分子缝合针”又叫基因针线——DNA连接酶连接部位：磷酸二酯键。结果：两个相同的黏性末端的连接。DNA连接酶作用示意图DNA连接酶作用示意图C︱GAATTG︱CTTAA︱︱︱︱学习探究3：用DNA连接酶连接两个相同的黏性末端要连接几个磷酸二酯键？用限制性内切酶切一个特定基因要切断几个磷酸二酯键？（3）“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作用：将外源基因送入受体细胞。具备的条件：能在宿主细胞内复制并稳定地保存；具有多个限制酶切点；具有某些标记基因。种类：质粒、噬菌体和动植物病毒。质粒的特点：质粒是基因工程中最常用的运载体；最常用的质粒是大肠杆菌的质粒；是细胞染色体外能自我复制的小型环状DNA分子；质粒的大小只有普通细菌染色体的1%左右；存在于许多细菌及酵母菌等微生物中；质粒的存在对宿主细胞生存没有决定性的作用；质粒的复制只能在宿主细胞内完成。（自身细胞中也可）学习探究4：1.质粒上会存在某些标记基因，这些标记基因有什么用途？2.要想将某个特定基因与质粒相连，需要用几种限制性内切酶和几DNA连接酶处理？三、课堂小结:本节课主要学习基因工程的基本概念和基因工程的基本操作工具，要充分利用自己查找和老师提供的教学资料进行学习探究。在质粒的认识上还要提高。四、课堂练习:1.有关基因工程叙述正确的是（）A.限制酶只在获得目的基因时才用B.重组质粒的形成是在细胞内完成的C.质粒都可作为运载体D.蛋白质的结构可为合成目的基因提供资料2.下列关于酶的说法不正确的是（）A.限制酶广泛存在于各种生物中，微生物中很少分布B.一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列C.不同的限制酶切割DNA的切点不同D.限制酶的作用主要是用来提取目的基因3.下列哪项不是基因工程中经常使用的用来运载目的基因的载体（）A.细菌质粒B.噬菌体C.动植物病毒D.细菌核区的DNA4.下列说法正确的是（）连接酶最初是从人体细胞中发现的B.限制酶的切口一定是GAATTC碱基序列C.质粒是基因工程中唯一用作运载目的基因的运载体D.利用运载体在宿主细胞内对目的基因进行大量复制的过程可称为“克隆”世纪70年代，创立了一种新兴的生物技术——基因工程，实施该工程的最终目的是（）A.定向提取生物体的DNA分子B.定向地对DNA分子进行人工剪切C.在生物体外对DNA分子进行改造D.定向地改造生物的遗传性状6.下列关于基因工程的叙述中错误的是（）A.基因工程的出现使人类有可能按照自己的意愿定向改造生物，培育新品种B.基因工程技术是唯一能冲破远缘杂交不亲和障碍，培育生物新类型的方法C.基因工程的基本工具是：限制性核酸内切酶、DNA连接酶和基因的运载体D.基因工程的研究成果，目前大多需要通过发酵工程和酶工程来实现产业化7.在基因工程中，作为基因运输工具的运载体，下列特征除哪项外，都是运载体必须具备的条件（）A.能够在宿主细胞中复制，并稳定地保存B.具有多个限制酶切点C.必须是细菌的质粒或噬菌体D.具有某些标记基因五、布置作业:1.番茄在运输过程中，由于过早成熟而易腐烂。应用基因工程技术，通过抑制某种促进果实成熟激素的合成能力，可使番茄贮藏时间延长，培育成耐贮藏的番茄新品种，这种转基因番茄已于1993年在美国上市。请回答：（1）促进果实成熟的重要激素是，它能够发生的化学反应类型有、和。（2）在培育转基因番茄的基因操作中，所用的基因的“剪刀”是，基因的“针线”是，基因的“运输工具”是。（3）与杂交育种、诱变育种相比，通过基因工程来培育新品种的主要优点是、和。答案：（1）乙烯；加成；氧化，聚合（2）限制酶；DNA连接酶；运载体（3）目的性强；育种周期短；克服远缘杂交的障碍2.根据下面实验原理和材料用具，设计实验选择运载体——质粒，探究质粒的抗菌素基因所合成的抗菌素类别。实验原理：作为运载体的质粒，须有标记基因，这一标记基因是抗菌素抗性基因。故凡有抗菌素抗性的细菌，其质粒才可能用作运载体。材料用具：青霉素、四环素的10万个单位溶液、菌种试管、灭菌的含细菌培养基的培养皿、酒精灯、接种环、一次性注射器、蒸馏水、恒温箱。方法步骤：第一步：取三个含细菌培养基的培养皿并标1、2、3号，在酒精灯旁，用三支注射器，分别注入1亳升蒸馏水、青霉素、四环素液，并使之分布在整个培养基表面。第二步：将接种环在酒精灯火焰上方灼烧灭菌，并在酒精灯火焰旁取种，然后对三个培养皿接种。第三步：将接种后的三个培养皿放入37度的恒温箱中培养24小时。预期结果分析：（1）设置1号的目的是，出现的现象是。（2）如果1、2、3号培养皿的细菌都正常生长说明；如果1、2号培养皿的细菌能正常生长，3号培养皿的细菌不能正常生长则说明；