选修三1.1DNA重组技术的基本工具的教案

选修三1.1DNA重组技术的基本工具的教案一、教学目标1.知识目标简述基因工程的概念。说出基因工程的诞生历程。简述DNA重组技术所需的三种基本工具的作用。2.能力目标通过对基因工程相关资料的分析，培养学生获取信息、归纳总结的能力。尝试运用所学知识解释基因工程在实际应用中的原理，提高知识迁移和解决实际问题的能力。3.情感态度与价值观目标关注基因工程的发展，认同基因工程的应用促进了生产力的提高。体验科学技术在探索生命奥秘中的重要作用，激发学生对生物学的学习兴趣。

二、教学重难点1.教学重点DNA重组技术所需的三种基本工具的作用。限制酶、DNA连接酶和载体的作用特点。2.教学难点基因工程载体需要具备的条件。

三、教学方法讲授法、讨论法、多媒体演示法相结合

四、教学过程

（一）导入（5分钟）展示一系列通过基因工程技术培育的转基因生物图片，如转基因抗虫棉、转基因荧光鱼等，引起学生的兴趣。

提问：同学们，看到这些神奇的生物，你们想知道它们是如何培育出来的吗？这背后涉及到一项非常重要的生物技术基因工程。今天就让我们一起走进基因工程的世界，学习DNA重组技术的基本工具。

（二）基因工程的概念和诞生历程（10分钟）1.基因工程的概念引导学生阅读教材，总结基因工程的概念：基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，并通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。强调基因工程的核心是构建重组DNA分子。2.基因工程的诞生历程利用多媒体课件，以时间轴的形式展示基因工程诞生的关键事件：1944年，艾弗里等人通过肺炎双球菌转化实验，证明了DNA是遗传物质。1953年，沃森和克里克提出DNA双螺旋结构模型，为基因工程奠定了理论基础。1967年，科学家发现了DNA连接酶，为DNA重组提供了可能。1970年，科学家从大肠杆菌中分离出了第一种限制性核酸内切酶，能够识别特定的核苷酸序列并切割DNA分子。1972年，伯格首次成功构建了重组DNA分子，标志着基因工程的诞生。请学生思考并讨论基因工程诞生的理论基础和技术支持有哪些，然后请几位同学回答，教师进行总结和补充。

（三）DNA重组技术的基本工具（25分钟）1.限制性核酸内切酶"分子手术刀"展示限制性核酸内切酶的作用示意图，讲解其作用原理：限制性核酸内切酶能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并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。举例说明不同的限制性核酸内切酶识别的核苷酸序列不同，如EcoRⅠ识别的序列是GAATTC，切割位点在G和A之间。强调限制性核酸内切酶切割后的DNA末端有两种形式：黏性末端和平末端。组织学生讨论：限制性核酸内切酶对基因工程有什么重要意义？引导学生得出结论：可以获取目的基因，也可以切割载体，为DNA重组创造条件。2.DNA连接酶"分子缝合针"展示DNA连接酶连接黏性末端和平末端的动画过程，讲解其作用：DNA连接酶能够将切下来的DNA片段拼接成新的DNA分子，恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。比较DNA连接酶与DNA聚合酶的异同点：相同点：都作用于磷酸二酯键。不同点：DNA连接酶是连接两个DNA片段，不需要模板；DNA聚合酶是在DNA复制时，以脱氧核苷酸为原料，在模板的指导下合成新的DNA链。让学生思考：DNA连接酶在基因工程中有什么作用？学生回答后，教师总结：将目的基因与载体连接形成重组DNA分子。3.基因进入受体细胞的载体"分子运输车"讲解载体的概念：载体是将外源基因送入受体细胞的工具。展示质粒、噬菌体衍生物、动植物病毒等常见载体的结构示意图，介绍载体需要具备的条件：能够在受体细胞中自我复制，或整合到染色体DNA上，随染色体DNA同步复制。有一个至多个限制酶切割位点，以便与外源基因连接。具有特殊的标记基因，如抗生素抗性基因、荧光蛋白基因等，便于对受体细胞是否导入了目的基因进行检测和筛选。以质粒为例，进一步讲解载体的作用原理：质粒是一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核DNA之外，并具有自我复制能力的双链环状DNA分子。它可以携带目的基因进入受体细胞，并在受体细胞中稳定存在和表达。组织学生讨论：如果没有合适的载体，基因工程会遇到什么问题？引导学生理解载体在基因工程中的重要性。

（四）课堂小结（5分钟）1.请学生回顾本节课所学内容，包括基因工程的概念、诞生历程以及DNA重组技术的三种基本工具（限制性核酸内切酶、DNA连接酶和载体）的作用。2.教师进行总结：基因工程是一项具有重大意义的生物技术，它的实现离不开DNA重组技术的三种基本工具。限制性核酸内切酶负责切割DNA，DNA连接酶负责连接DNA片段，载体则负责将目的基因送入受体细胞。这三种工具相互配合，共同完成了基因工程的核心操作构建重组DNA分子。希望同学们通过本节课的学习，对基因工程有一个初步的认识，为后续的学习打下基础。

（五）课堂练习（10分钟）1.下列关于限制性核酸内切酶的说法，正确的是（）A.一种限制性核酸内切酶可以识别多种特定的核苷酸序列B.限制性核酸内切酶与DNA连接酶的作用部位相同C.限制性核酸内切酶能切割单链DNAD.限制性核酸内切酶广泛存在于各种生物中2.下列关于DNA连接酶的叙述，正确的是（）A.DNA连接酶连接的是两条链碱基对之间的氢键B.DNA连接酶连接的是黏性末端两条链主链上的磷酸和脱氧核糖C.DNA连接酶只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间连接起来D.所有的DNA连接酶都能连接平末端3.作为基因工程中的"分子运输车"，载体应具备的条件有（）①能够自我复制②有一个或多个限制酶切割位点③具有标记基因④必须是环状DNA分子A.①②③B.①②④C.①③④D.②③④4.基因工程中，切割目的基因和载体所用的限制酶及切口必备的特点是（）A.可用不同的限制酶，露出的黏性末端必须相同B.必须用相同的限制酶，露出的黏性末端可不相同C.必须用相同的限制酶，露出的黏性末端必须相同D.可用不同的限制酶，露出的黏性末端可不相同5.以下有关基因工程的叙述，正确的是（）A.基因工程是细胞水平上的生物工程B.基因工程的产物对人类都是有益的C.基因工程产生的变异属于人工诱变D.基因工程育种的优点之一是目的性强

（六）课后作业1.完成教材课后练习题。2.查阅资料，了解基因工程在农业、医药等领域的具体应用，并思考其带来的影响。

五、教学反思通过本节课的教学，学生对基因工程的概念和诞生历程有了初步的了解，对DNA重组技术的三种基本工具的作用有了较为清晰的认识。在教学过程中，通过图片、动画等多媒体手段辅助教学，有助于学生理解抽象的概念和过