【课件】重组DNA技术的基本工具-2023-2024学年高二生物同步教学说课课件（人教版2019选择性必修3）

第3章基因工程3.1重组DNA技术的基本工具010204050306CONTENTS教学设计思路点击此处添加正文教学目标点击此处添加正文教学重难点点击此处添加正文教学过程点击此处添加正文教学反思点击此处添加正文目录教材分析点击此处添加正文本章教材分析说教材说学情说目标说重难点说过程3.1重组DNA技术的基本工具说教与学

与本节内容对应的课程标准的“内容要求”是：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；阐明重组DNA技术的实现需要利用限制酶、DNA连接酶和载体三种基本工具。

结合教材内容，确定本节的教学目标如下。本节教材分析说教材说学情说目标说重难点说过程说教与学教学目标1.通过资料分析，阐明基因工程的理论基础。2.通过模拟制作活动，阐明限制酶、DNA连接酶和载体的作用。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。。重点难点说教材说学情说目标说重难点说过程说教与学（1）重组DNA技术所需的三种基本工具的作用。（2）DNA的粗提取与鉴定。（1）基因工程载体需要具备的条件。（2）DNA的粗提取与鉴定。说教材说学情说目标说重难点说过程说教与学1、了解限制酶的作用开展模拟制作活动模拟限制酶的作用分析、总结

限制酶的作用特点2、开展模拟制作活动模拟DNA连接酶的作用分析、总结

DNA连接酶的作用特点

3、了解载体的作用分析

载体需要具备的条件补充介绍

载体的种类教学设计思路分析基因工程的理论基础认识基因工程实现需要的“分子工具”一．复习旧知，引入新知创设情境说教材说学情说目标说重难点说过程说教与学一．复习旧知，引入新知创设情境说教材说学情说目标说重难点说过程说教与学基因工程：是指按照人们的愿望，通过转基因等技术，赋予生物新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物制品。从技术操作层面看，由于基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，因此又叫

重组DNA技术1.操作环境：2.原理：3.操作对象：4.操作水平：5.结果：体外环境基因分子水平基因重组赋予生物新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物制品科技探索之路定向改造生物性状；克服远缘杂交不亲和障碍6.意义：（1）来源：从微生物（主要是原核生物）体内分离出来（2）功能：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，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，因此具有专一性。（3）作用部位：“切割”的是磷酸二酯键（4）切割结果：切口有两种：黏性末端和平末端1.限制酶一.重组DNA技术的基本工具（大部分限制酶切割结果为黏性末端）EcoRⅠ识别的序列切点切点切点练习：流感嗜血杆菌的d菌株(Haemophilusinfluenzaed)中先后分离到3种限制酶，则分别命名为:HindⅠ、HindⅡ、HindⅢ粘质沙雷氏杆菌（Serratia

marcesens）SmaⅠ大肠杆菌（EscherichiacoliR）EcoRⅠ1.限制酶一.重组DNA技术的基本工具（5）种类与命名：现在已经从约300种微生物中分离出了约4000种限制性内核酸切酶(限制酶)。限制酶存在于原核生物中的作用是什么?原核生物容易受到外源DNA的入侵限制酶的作用:切割外源DNA,使之失效保证自身的安全限制酶为什么不会剪切原核生物本身的DNA?DNA分子中不具备这种限制酶的识别切割序列，或者DNA分子被修饰（甲基化），使限制酶不能将其切开【思考2】一.重组DNA技术的基本工具1.限制酶

将双链DNA片段“缝合”起来，恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键，形成重组DNA分子。(1)作用:(2)分类种类E·coli

DNA连接酶T4DNA连接酶来源功能特性相同点大肠杆菌T4噬菌体只能将具有互补黏性末端的DNA片段连接起来，不能连接具有平末端的DNA片段既可以连接双链DNA片段互补的黏性末端，又可以连接双链DNA片段的平末端（但连接平末端的效率相对较低）恢复的都是磷酸二酯键一.重组DNA技术的基本工具2.DNA连接酶

旁栏思考（P72）：DNA连接酶与DNA聚合酶是一回事吗？为什么？DNA连接酶DNA聚合酶催化两个脱氧核苷酸之间形成磷酸二酯键不需要模板需要DNA的一条链为模板游离的DNA片段单个的脱氧核苷酸形成完整的DNA分子形成DNA的一条链基因工程DNA复制相同点不同点模板作用对象作用结果用途一.重组DNA技术的基本工具2.DNA连接酶①化学本质都是蛋白质②都是催化形成磷酸二酯键相同点（1）作用:①

．

②

．（2）作为运载体需具备的条件:

①

．

②

．

③

．

④

等．（3）种类将目的基因转移到受体细胞中去利用运载体在受体细胞内对目的基因进行大量复制能够在宿主细胞中自我复制并稳定保存

有1个至多个限制酶切点，以便与外源基因连接具有标记基因，便于进行筛选对受体细胞无害一.重组DNA技术的基本工具3.基因进入受体细胞的载体种类用途不同点质粒、噬菌体植物病毒动物病毒将外源基因导入大肠杆菌等受体细胞将外源基因导入植物细胞将外源基因导入动物细胞来源不同，在大小、结构、复制方式以及可以插入外源DNA片段的大小也有很大差别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细胞染色体外能自主复制的小型环状DNA分子存在于许多细菌及酵母菌等生物中质粒的存在对宿主细胞无影响质粒的复制只能在宿主细胞内完成质粒的特点：真正被用作载体的质粒，都是在天然质粒的基础上进行过人工改造的重组DNA分子请在两张纸上分别写上下面两段DNA序列：

请你根据图3-3中的相关信息找到两条片段上EcoRI的识别序列和切割位点。然后,用剪刀进行“切割”。待切割位点全部切开后,将从下面那条DNA链上切下的片段重组到上面那条DNA链的切口处,并用透明胶条将切口粘连起来。1.剪刀和透明胶条分别代表哪种“分子工具”?一.重组DNA技术的基本工具3.基因进入受体细胞的载体剪刀代表限制酶；透明胶条代表DNA连接酶。DNA的粗提取与鉴定

DNA、RNA、蛋白质和脂质等在物理和化学性质方面存在差异，可以利用这些差异，选用适当的物理或化学方法对它们进行提取。例如，DNA不溶于酒精，但某些蛋白质溶于酒精，利用这一原理，可以初步分离DNA与蛋白质。DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同，它能溶于2mol/L.的NaCl溶液。在一定温度下，DNA遇二苯胶试剂会呈现蓝色，因此二苯胺试剂可以作为鉴定DNA的试剂。

目的要求1.了解DNA的物理和化学性质，理解DNA粗提取和鉴定的原理。2.学会DNA粗提取的方法以及用二苯胶试剂对DNA进行鉴定。

材料用具

1.材料：新鲜洋葱（也可以选择香焦、菠菜、菜花和猪肝等作为实验材料，提取DNA的方法可能稍有不同）、研磨液、体积分数为95%的酒精、2mol/L的NaCl溶液、二苯胺试剂和蒸馏水等。研磨液和二苯胺试剂的配制方法参见本书附录2。

2.用具：烧杯、量筒、玻璃棒、研钵、纱布、漏斗、试管、试管架、试管夹、酒精灯、石棉网、三脚架、火柴、刀片和天平等。三.探究•实践DNA含量相对较高的生物组织，如新鲜洋葱、香蕉、菠菜、菜花和猪肝等。

不能选择哺乳动物成熟的红细胞，因为哺乳动物成熟的红细胞中没有细胞核和线粒体，几乎不含DNA。材料用具1.选材：注意：2.试剂：①研磨液②体积分数为95%的酒精③2mol/L的NaCl溶液④二苯胺试剂⑤蒸馏水——含有NaCl、EDTA、SDS、Tris和HCl——析出DNA——溶解DNA——鉴定DNA，要现配现用1．以血液为实验材料时，每100mL血液中需要加入3g柠檬酸钠，防止血液凝固。2.不能选用哺乳动物成熟的红细胞作为实验材料，原因是哺乳动物成熟的红细胞无细胞核。3．利用动物细胞提取DNA破碎细胞的方法：动物细胞无细胞壁，可直接吸水涨破。4．加入研磨液后，必须充分研磨，否则细胞核不会充分破碎，释放出的DNA量就会减少。5.加入酒精和用玻璃棒搅拌时，动作要轻缓，以免加剧DNA分子的断裂，导致DNA分子不能形成絮状沉淀。注意事项限制酶DNA连接酶载体①对受体细胞无害；②有一个至多个限制酶切割位点；③有特殊的标记基因；④能自我复制或能整合到宿主DNA上。质粒、λ噬菌体衍生物

、动植物病毒基因工程的基本工具作为载体的条件种类:磷酸二酯键来源：主要来源于原核生物特点：作用部位：具有专一性结果：形成黏性末端或平末端连接部位：磷酸二酯键种类：E.coliDNA连接酶、T4

DNA连接酶作用：把两条双链DNA片段拼接起来

【课堂小结】巩固练习03说教材说学情说目标说重难点说过程说教与学四．巩固练习【典例】用限制酶EcoRⅤ单独切割某质粒，可产生1个14kb(1kb即1000个碱基对)的长链，而同时用限制酶EcoRⅤ、MboⅠ联合切割该质粒，可得到三种长度的DNA片段，见下图(其中*表示EcoRⅤ切割后的一个黏性末端)。若用MboⅠ单独切割该质粒，则产生的DNA片段的长度为(

)A.2.5kb和5.5kb B.2.5kb和6kbC.5.5kb和8kb D.6kb和8kbD本节课的主要特点如下。1.在回顾已学知识的基础上引导学生认识基因工程实现的可能

教师通过引导学生回顾在必修2模块所学的知识，让他们认识到由于绝大多数生物的遗传物质都是DNA，并且所有生物共用一套遗传密码，因此基因可以在不同的生物之间转移，从而赋予生物新的遗传特性，这是基因工程重要的理论基础。像这样建立新旧知识之间的联系，既能够促进学生理解新知识，还能够让学生切实体会到科学理论与技术之间的联系，即理论指导技术研究，技术研究反过来又会促进理论的建设。反思2.创造性地安排和改进教材中的活动，帮助学生理解