重组DNA技术的基本工具教案-高二下学期生物人教版选择性必修3

3.1重组DNA技术的基本工具课程标准5.1基因工程是一种重组DNA技术。5.1.1概述基因工程是在遗传学、微生物学、生物化学和分子生物学等学科基础上发展而来的。5.1.2阐明DNA重组技术的实现需要利用限制性内切核酸酶、DNA连接酶和载体三种基本工具。教材分析《DNA重组技术的基本工具》这节内容是生物选修3第一章基因工程的第一节内容，它主要涉及基因工程所需要的三种基本工具的作用，这些知识是未来生物科技发展的方向，而本节既是必修2中遗传的物质基础、基因工程基本原理和应用的延续和拓展，又是本章其他内容的前提，和基因工程的基本步骤构成了本专题的核心，基因工程又是本书的核心内容，学好本节内容非常重要。教学目标1.通过棉铃虫引发的科技大战，介绍转基因抗虫棉的作用机理，引导学生阐明基因工程的概念理论基础（生命观念）2.通过模拟制作活动，阐明限制酶、DNA连接酶和载体的作用。（科学思维、科学探究）3.通过了解基因工程的发展历程，认同基因工程的诞生和发展离不开多个学科的理论研究和技术创新。（社会责任)教学重点、难点：（1）重点：DNA重组技术所需三种工具的作用。（2）难点：基因工程载体需要具备的条件。学情分析本节内容是学习本章其他内容的基础。由于重组DNA技术所需的“分子工具”对学生而言是抽象的，大师作为高二的学生具有一定的自主学习和探究能力，因此教材在“从社会中来”栏目中创设了具体的培育转基因番木瓜的情境，让学生认识到培育转基因番木瓜需要用到专门的“分子工具”，进而引导他们思考用到了哪些“分子工具”，以及这些“分子工具”各具有什么特征。学法教法：学习任务教师活动学生活动设计意图基因工程的概念我国是棉花的生产和消费大国，棉花在种植过程中常常会受到棉铃虫的侵袭，这会使棉花大量减产。大量使用农药不仅提高了生产的成本，还会造成农产品和环境的污染，如果能培育出自身就能抵抗棉铃虫的棉花就能解决这个问题。棉花本身不具“杀虫基因”，那从何种生物获取基因，又将如何处理该基因，给棉花细胞导入该基因呢？讲述基因工程的概念基因工程能成功的原因（理论基础）来源于不同物种的基因能连接到一起，原因是什么？一种生物的基因能在另一种生物体内表达出来，原因是什么？学生回忆必修2中的遗传物质是DNA及其结构，所有的生物共用一套密码子等知识。记住和理解基因工程的概念通过贴近学生生活的基因工程产品引出我国自主研发转基因抗虫棉的纪实报道，激发学生的爱国热情，并通过了解转基因抗虫棉的作用机理，引导学生阐明基因工程的理论基础。基因工程需要的分子工具番木瓜容易受番木瓜环斑病毒的侵袭。当番木瓜被这种病毒感染后，产量会大大下降。科学家通过精心设计，用“分子工具”培育出了转基因番木瓜，它可以抵御番木瓜环斑病毒。DNA双螺旋的直径只有2nm,对如此微小的分子进行操作，是一项非常精细的工作，更需要专门的“分子工具”。那么，科学家究竟用到了哪些“分子工具”？这些“分子工具”各具有什么特征呢？教师展示三种工具引起学生思考？学生出步认识三种工具限制性内切酶“分子的手术刀”1.让学生阅读这部分教材，让学生找到限制酶的来源、种类、作用特点、作用结果。2.模拟活动：切一切印证限制酶的作用特点和作用结果材料准备：剪刀（模拟EcoRI限制酶，其识别序列为一GAATTC—，并在G—A之间“切割”）、打印好不同DNA碱基序列的纸带2条。学生阅读教材开展模拟活动，结合模拟活动总结;不同DNA分子用EcoRI酶切割产生的DNA片段的黏性末端相同，可以发生什么变化？1.学生自主阅读获取信息的能力的培养。2.将微观的作用通过模拟活动的方式呈现让学生更好的理解限制酶的作用DNA连接酶“分子的缝合针”让学生观察相同的粘性末端碱基配对后，该怎么办？用订书钉链接，教师提问订书器和订书钉各自模拟什么？DNA连接酶的作用位点在哪？教师讲述DNA连接酶的分类和作用特点。4.DNA连接酶和DNA聚合酶的作用相同吗？尝试简要说明。接续模拟活动，正确链接片段。学生思考回答提问？接续模拟活动，帮助学生认识DNA连接酶的作用特点。基因进入受体细胞的载体“分子运输车”过度：外源基因怎样能在受体细胞中稳定存在？外源基因很难进入细胞，进入后也不容易稳定存在并表达，怎么解决这个问题呢？外源基因送入受体细胞，还需要有运输工具，这就是分子运输车，又叫载体或运载体。作用作为运输工具，将目的基因转移到受体细胞内，常用的载体是质粒。接续上面的模拟活动呈现什么模拟目的基因、什么模拟载体？提问：载体要与外源基因连接，需要具备什么条件？2.要使携带的外源基因在受体细胞中稳定存在，需要具备什么条件？3.为了便于筛选重组DNA分子，载体需要具备什么条件？提升讨论：将目的基因和运载体结合的过程中，最后可能会出现那些链接情况？我们需要筛选才能获得，能不能想一种方法只得到我们需要的链接方法？阅读教材：教材的72页，明确载体的作用：保证目的基因能在受体细胞内稳定存在并复制思