3.1重组DNA技术的基本工具 教学设计（表格式）—2021-2022学年高二上学期生物人教版（2019）选择性必修3
文档属性
| 名称 | 3.1重组DNA技术的基本工具 教学设计（表格式）—2021-2022学年高二上学期生物人教版（2019）选择性必修3 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 3.0MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2021-12-22 05:36:20 | ||
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文档简介
教学设计
课程基本信息
学科 生物 年级 高二 学期 春季
课题 重组DNA技术的基本工具
教科书 书 名：生物学选择性必修3 出版社：人民教育出版社 出版日期：2020年5月
教学目标
1.阐明重组DNA技术所需的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。
教学内容
教学重点： 重组DNA技术所需的三种基本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。
教学过程
【新课导入】 播放有关抗虫棉培育的相关报道视频，让学生对于重组DNA技术有个感性的认识，结合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九能解决这个问题。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？ 【新知学习】 教师引导学生结合课本介绍的“转基因番木瓜”的培育过程，思考科学家在培育过程中用了哪些工具，这些工具应该具有哪些特征？教师从以下用途思考需要的基本工具：1.用于“准确切割DNA”。 2.用于“DNA片段再连接”。3.重组DNA分子导入。 学生通过阅读课本知识，能够了解到重组DNA技术需要的基本工具有三个：1.限制性核酸内切酶——“分子手术刀”。2.DNA连接酶——“分子缝合针”。3.基因进入受体细胞的载体—— “分子运输车”。 限制性核酸内切酶——“分子手术刀” 学生阅读课本P71，说出限制性核酸内切酶的别称、来源、作用特点。 别称：限制酶。2.来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。 【寻根问底1】限制酶存在于原核生物，为什么它不剪切自身的DNA？试推测其在原核生物中的作用。 学生通过联系必修二所学“噬菌体侵染细菌的实验”，不难分析出原核生物容易受到自然界外源DNA的入侵，但是，生物在长期的进化过程中形成了一套完善的防御机制。限制酶就是原核生物的一种防御性工具，当外源DNA侵入时，原核生物会利用限制酶将外源DNA切割掉，以保证自身的安全。限制酶不切割原核生物自身DNA的原因是原核生物中不存在该酶的识别序列或识别序列已经被修饰。 3.限制性核酸内切酶作用特点：观察课本P71图3-2，结合必修二所学习的DNA的相关知识引导学生理解。限制性核酸内切酶能够识别双链DNA分子的特定核苷酸序列，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。 【小试牛刀】完成学案上配套习题。 4.限制性核酸内切酶作用结果： 通过探究活动，引导学生理解限制性核酸内切酶作后产生两种形式的DNA片段的末端：（1）黏性末端 （2）平末端。 【探究活动一】各小组用EcoRI酶（剪刀）切割分配到的不同DNA片段，有何发现？ 学生通过动手操作，体验EcoRI酶的作用特点和结果。同时能理解不同DNA 分子用EcoRI酶切割产生的DNA片段的黏性末端相同。 【寻根问底2】若EcoRI酶识别的序列发生了基因突变，该酶还能否继续发挥作用吗？为什么？ 二、DNA连接酶——“分子缝合针” 阅读课本P72，思考用哪种物质能将两个DNA片段再次连接起来？对两个DNA片段有什么要求？ 1.E·coliDNA连接酶：该酶从大肠杆菌中分离得到的,只能将具有互补黏性末端的DNA片段连接起来。 2.T4DNA连接酶：该酶从T4噬菌体中分离得到，既可“缝合”DNA片段的黏性末端，又可“缝合”DNA片段的平末端，但连接平末端的效率相对较低。 【探究活动二】用两种胶带分别模拟E·coliDNA连接酶和T4DNA连接酶,将探究活动一的DNA片段进行连接。有何发现？ 不同DNA分子片段只要具有相同的黏性末端，都可以用E·coliDNA连接酶连接。 【寻根问底3】DNA连接酶和DNA聚合酶的作用相同吗？尝试简要说明。 不相同。DNA连接酶是将两个DNA片段连接在一起，而DNA聚合酶是将单个的脱氧核苷酸连接到DNA片段上。 基因进入受体细胞的载体—— “分子运输车” 学生阅读课本P72，结合下图说出通常能将外源基因送进细胞的工具是什么？该工具有哪些特点。 常用载体：质粒。质粒是一种裸露的、结构简单独立于细菌拟核之外，并具有自我复制能力的很小的双链环状DNA分子。 2.结合质粒的结构示意图，说出质粒能作为运载体的特点有哪些？ （1）具有1个或多个限制酶切割的位点，供外源DNA片段（基因）插入其中。 （2）携带外源DNA片段的质粒进入受体细胞，能在细胞中自我复制。 （3）特殊的标记基因，如抗生素抗性基因，便于重组DNA分子的筛选。 【寻根问底4】天然的DNA分子是否可以直接用做基因工程载体？为什么？除了质粒作为载体外，还有哪些可以当作运输工具？ 不可以。具有能自我复制、有一个或多个限制酶切割位点、有标记基因及对受体细胞无害等特点的DNA分子才可以直接用作基因工程的载体。实际上天然的DNA分子一般不完全具备上述条件，往往需要进行人工改造后才能用于基因工程操作。 【探究活动三】各小组用EcoRI酶(剪刀）、DNA连接酶（胶带）将外源DNA分子和质粒进行剪切和拼接，你能有哪些发现？ 请各组展示用EcoRI酶切割外源DNA和质粒后，会出现哪些不同DNA片段的连接方式？目的基因自身环化、质粒的自身环化、目的基因和质粒的随意连接。 【寻根问底5】为避免上述现象的出现，可以采用什么方法？利用两种限制酶（双酶切法），但要确保质粒上也有这两种酶的切割位点。 【随堂练习】1.关于限制酶的说法中，正确的是（C） 限制酶是一种酶，只识别GAATTC碱基序列 B.EcoRI切割的是G—A之间的氢键 C.限制酶一般不切割自身的DNA分子，只切割外源DNA D.限制酶只存在于原核生物中 2. DNA连接酶催化的反应是（C） A．DNA复制时母链与子链之间形成氢键 B．黏性末端碱基之间形成氢键 C．两个DNA片段黏性末端之间的缝隙的连接 D．A、B、C都不正确 3.作为基因的运输工具——载体，必须具备的条件之一及理由是 （A） A.能够在宿主细胞中稳定地保存下来并大量复制，以便提供大量的目的基因 B.具有多个限制酶切点，以便于目的基因的表达 C.具有某些标记基因，以便为目的基因的表达提供条件 D.能够在宿主细胞中复制并稳定保存，以便于进行筛选 4.质粒是基因工程最常见的载体，它的主要特点是（C） ①能自主复制 ②不能自主复制 ③结构很小 ④是蛋白质 ⑤是环状RNA ⑥是环状DNA ⑦能“友好”地“借居” ①③⑤⑦ B. ②④⑥ C．①③⑥⑦ D．②③⑥⑦ 【板书设计】 重组DNA 技术的基本工具 1.用于“准确切割DNA”: 限制性核酸内切酶——“分子手术刀” 2.用于“DNA片段再连接”:DNA连接酶——“分子缝合针” 3.重组DNA分子导入: 基因进入受体细胞的载体—— “分子运输车”
备注：教学设计应至少含教学目标、教学内容、教学过程等三个部分，如有其它内容，可自行补充增加。
课程基本信息
学科 生物 年级 高二 学期 春季
课题 重组DNA技术的基本工具
教科书 书 名：生物学选择性必修3 出版社：人民教育出版社 出版日期：2020年5月
教学目标
1.阐明重组DNA技术所需的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。
教学内容
教学重点： 重组DNA技术所需的三种基本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。
教学过程
【新课导入】 播放有关抗虫棉培育的相关报道视频，让学生对于重组DNA技术有个感性的认识，结合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九能解决这个问题。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？ 【新知学习】 教师引导学生结合课本介绍的“转基因番木瓜”的培育过程，思考科学家在培育过程中用了哪些工具，这些工具应该具有哪些特征？教师从以下用途思考需要的基本工具：1.用于“准确切割DNA”。 2.用于“DNA片段再连接”。3.重组DNA分子导入。 学生通过阅读课本知识，能够了解到重组DNA技术需要的基本工具有三个：1.限制性核酸内切酶——“分子手术刀”。2.DNA连接酶——“分子缝合针”。3.基因进入受体细胞的载体—— “分子运输车”。 限制性核酸内切酶——“分子手术刀” 学生阅读课本P71，说出限制性核酸内切酶的别称、来源、作用特点。 别称：限制酶。2.来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。 【寻根问底1】限制酶存在于原核生物，为什么它不剪切自身的DNA？试推测其在原核生物中的作用。 学生通过联系必修二所学“噬菌体侵染细菌的实验”，不难分析出原核生物容易受到自然界外源DNA的入侵，但是，生物在长期的进化过程中形成了一套完善的防御机制。限制酶就是原核生物的一种防御性工具，当外源DNA侵入时，原核生物会利用限制酶将外源DNA切割掉，以保证自身的安全。限制酶不切割原核生物自身DNA的原因是原核生物中不存在该酶的识别序列或识别序列已经被修饰。 3.限制性核酸内切酶作用特点：观察课本P71图3-2，结合必修二所学习的DNA的相关知识引导学生理解。限制性核酸内切酶能够识别双链DNA分子的特定核苷酸序列，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。 【小试牛刀】完成学案上配套习题。 4.限制性核酸内切酶作用结果： 通过探究活动，引导学生理解限制性核酸内切酶作后产生两种形式的DNA片段的末端：（1）黏性末端 （2）平末端。 【探究活动一】各小组用EcoRI酶（剪刀）切割分配到的不同DNA片段，有何发现？ 学生通过动手操作，体验EcoRI酶的作用特点和结果。同时能理解不同DNA 分子用EcoRI酶切割产生的DNA片段的黏性末端相同。 【寻根问底2】若EcoRI酶识别的序列发生了基因突变，该酶还能否继续发挥作用吗？为什么？ 二、DNA连接酶——“分子缝合针” 阅读课本P72，思考用哪种物质能将两个DNA片段再次连接起来？对两个DNA片段有什么要求？ 1.E·coliDNA连接酶：该酶从大肠杆菌中分离得到的,只能将具有互补黏性末端的DNA片段连接起来。 2.T4DNA连接酶：该酶从T4噬菌体中分离得到，既可“缝合”DNA片段的黏性末端，又可“缝合”DNA片段的平末端，但连接平末端的效率相对较低。 【探究活动二】用两种胶带分别模拟E·coliDNA连接酶和T4DNA连接酶,将探究活动一的DNA片段进行连接。有何发现？ 不同DNA分子片段只要具有相同的黏性末端，都可以用E·coliDNA连接酶连接。 【寻根问底3】DNA连接酶和DNA聚合酶的作用相同吗？尝试简要说明。 不相同。DNA连接酶是将两个DNA片段连接在一起，而DNA聚合酶是将单个的脱氧核苷酸连接到DNA片段上。 基因进入受体细胞的载体—— “分子运输车” 学生阅读课本P72，结合下图说出通常能将外源基因送进细胞的工具是什么？该工具有哪些特点。 常用载体：质粒。质粒是一种裸露的、结构简单独立于细菌拟核之外，并具有自我复制能力的很小的双链环状DNA分子。 2.结合质粒的结构示意图，说出质粒能作为运载体的特点有哪些？ （1）具有1个或多个限制酶切割的位点，供外源DNA片段（基因）插入其中。 （2）携带外源DNA片段的质粒进入受体细胞，能在细胞中自我复制。 （3）特殊的标记基因，如抗生素抗性基因，便于重组DNA分子的筛选。 【寻根问底4】天然的DNA分子是否可以直接用做基因工程载体？为什么？除了质粒作为载体外，还有哪些可以当作运输工具？ 不可以。具有能自我复制、有一个或多个限制酶切割位点、有标记基因及对受体细胞无害等特点的DNA分子才可以直接用作基因工程的载体。实际上天然的DNA分子一般不完全具备上述条件，往往需要进行人工改造后才能用于基因工程操作。 【探究活动三】各小组用EcoRI酶(剪刀）、DNA连接酶（胶带）将外源DNA分子和质粒进行剪切和拼接，你能有哪些发现？ 请各组展示用EcoRI酶切割外源DNA和质粒后，会出现哪些不同DNA片段的连接方式？目的基因自身环化、质粒的自身环化、目的基因和质粒的随意连接。 【寻根问底5】为避免上述现象的出现，可以采用什么方法？利用两种限制酶（双酶切法），但要确保质粒上也有这两种酶的切割位点。 【随堂练习】1.关于限制酶的说法中，正确的是（C） 限制酶是一种酶，只识别GAATTC碱基序列 B.EcoRI切割的是G—A之间的氢键 C.限制酶一般不切割自身的DNA分子，只切割外源DNA D.限制酶只存在于原核生物中 2. DNA连接酶催化的反应是（C） A．DNA复制时母链与子链之间形成氢键 B．黏性末端碱基之间形成氢键 C．两个DNA片段黏性末端之间的缝隙的连接 D．A、B、C都不正确 3.作为基因的运输工具——载体，必须具备的条件之一及理由是 （A） A.能够在宿主细胞中稳定地保存下来并大量复制，以便提供大量的目的基因 B.具有多个限制酶切点，以便于目的基因的表达 C.具有某些标记基因，以便为目的基因的表达提供条件 D.能够在宿主细胞中复制并稳定保存，以便于进行筛选 4.质粒是基因工程最常见的载体，它的主要特点是（C） ①能自主复制 ②不能自主复制 ③结构很小 ④是蛋白质 ⑤是环状RNA ⑥是环状DNA ⑦能“友好”地“借居” ①③⑤⑦ B. ②④⑥ C．①③⑥⑦ D．②③⑥⑦ 【板书设计】 重组DNA 技术的基本工具 1.用于“准确切割DNA”: 限制性核酸内切酶——“分子手术刀” 2.用于“DNA片段再连接”:DNA连接酶——“分子缝合针” 3.重组DNA分子导入: 基因进入受体细胞的载体—— “分子运输车”
备注：教学设计应至少含教学目标、教学内容、教学过程等三个部分，如有其它内容，可自行补充增加。