3.1 重组DNA技术的基本工具 教学设计

第3章 基因工程
第1节 重组DNA技术的基本工具
(一)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。
3.进行DNA的粗提取与鉴定。
(二)教学重点和难点
1.教学重点
(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。
2.教学难点
(1)基因工程载体需要具备的条件。
(2) DNA的粗提取与鉴定。
(三)教学过程
一、结合基因工程应用的实例引入本节课的学习
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。大量施用农药不仅提高了生产成本，还可能造成农产品和环境的污染，如果能培育出自身能抵抗棉铃虫的棉花就能解决这个问题。棉花本身不具有“杀虫基因”，而苏云金杆菌有一-种“杀虫基因”，它能通过编码产生抗虫蛋白来杀死棉铃虫。
能否将苏云金杆菌的“杀虫基因”导入棉花细胞，使棉花自身产生抗虫蛋白来抵抗棉铃虫呢 引导学生联系学过的知识，思考、回答。
二、基因工程的概念和理论基础
指导学生阅读课本，学习基因工程的概念。
三、基因工程需要用到的“分子工具”
番木瓜是在我国商业化种植的水果，利用教材中 “从社会中来”栏目中培育转基因番木瓜的实例，以此创设情境提出本节课要解决的问题，即在基因工程的操作中需要用到哪些“分子工具"，引出对基因工程所需“分子工具”的介绍。
展示教材中的“重组DNA技术所需的三种基本工具示意图"，让学生分析这三种工具的作用。
四、限制性内切核酸酶——“分子手术刀”
引导学生阅读教材“限制性内切核酸酶——“分子手术刀”的内容。思考回答以下问题：
1.限制酶的作用特点有哪些
2.两种限制酶切割DNA片段后产生的末端有什么不同
3.限制酶主要是从原核生物中分离纯化出来的，它们在原核生物中存在的意义是什么
五、DNA连接酶——“分子缝合针”
介绍DNA连接酶的分类和作用特点。
六、基因进入受体细胞的载体“分子运输车”
外源基因难以进入细胞，进入后也不容易稳定存在并表达。通常需要利用载体将基因送入细胞。常用的载体是质粒，它是一种裸露的、结构简单、独立于真核细胞细胞核或原核细胞拟核DNA之外，并具有自我复制能力的环状双链DNA分子。
通过思考题引导学生分析载体需要具备的条件，思考、回答问题，总结载体需要具备的条件:具有一个或多个限制酶切割位点，供外源基因插入其中;能在受体细胞中进行自我复制，或整合到受体DNA上，随受体DNA同步复制，这样它携带的外源基因才能在受体细胞中复制，不至于丢失;具有标记基因便于重组DNA分子的筛选。
补充介绍在基因工程中使用的载体的种类，并说明天然质粒往往需要经过人工改造才能用于基因工程的操作。
让学生阅读本章教材“科技探索之路”的内容，思考科学家发现三种“分子工具”的意义。认识三种“分子工具”的发现使科学家能够在体外对DNA分子进行设计和施工，从而推动了基因工程从理论走向实践;认同基因工程是在遗传学、分子生物学、生物化学和微生物学等学科的基础上发展起来的，它需要相关理论和技术的支撑。