2015-2016学年高中生物 1.1DNA重组技术的基本工具教案 新人教版选修3
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1.1 DNA 重组技术的基本工具【导学目标】1.简述 DNA重组技术所需三种基本工具的作用。
2.认可基因工程的出生和发展离不开理论研究和技术创新。
【自主学习】一、基因工程的观点1. 操作企图:依据人们的梦想,进行严格的。
2.操作场所:在外进行。
3.操作技术:利用了体外DNA重组和等技术。
4.操作结果:给予生物以新的,进而创建出更切合人们需要的新的和生物产品。
5.操作水平:是在水平长进行设计和施工的。
二、 DNA重组技术的基本工具1.限制性核酸内切酶——“分子手术刀”(1) 主要。
(2)作用:能够辨别双链 DNA分子的某种特定的核苷酸序列而且能使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的断开。
(3)结果:形成 DNA片段尾端。
限制酶切割 DNA分子产生的 DNA片段尾端有两种形式,即和。
2. DNA连结酶——“分子缝合针”(1) 作用:将切下的双链DNA片段“缝合”起来,恢复被限制酶切开的,拼接成新的DNA分子。
(2) 种类:① E·coli DNA连结酶:从中分别获得,只连结双链DNA片段互补的末端。
② T4DNA连结酶:从中分别出来,对于两种尾端都能连结,但对的连结效率比较低。
3.基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”(1) 载体的条件①能够在细胞中。
②有一个至多个,便于外源基因的插入。
③拥有,供重组DNA的判定和选择。
(2) 载体的种类①质粒是一种裸露的、构造简单、独立于以外,并拥有能力的很小的链环状 DNA分子。
含有一个至多个,供外源基因插入此中,并带有特别的,是基因工程最常用的载体。
② λ 噬菌体的衍生物。
③动植物病毒。
思虑沟通1.只有 DNA连结酶能连结形成磷酸二酯键吗?2.假如受体细胞分别是动物细胞和细菌,所用的载体同样吗?正误判断1.限制性核酸内切酶能辨别特定的核苷酸序列。
( )2.天然的质粒可直接用作基因工程的载体。
( )3.限制性核酸内切酶与DNA连结酶作用位点同样,作用结果相反。
高中生物 1.1DNA重组技术的基本工具导学案新人教版选修31、1DNA重组技术的基本工具【自主学习】一、基因工程的概念基因工程的别名操作环境生物体外操作对象操作水平基本过程结果二、基因工程的理论基础和技术支持理论基础是遗传物质DNA双螺旋结构和的确立的破译技术支持基因转移载体的发现多种和,以及酶(工具酶)的发现DNA合成和技术的发明的实现、的成功第一例转基因动物问世、技术的发明三、DNA重组技术的基本工具准确切割DNA的“手术刀” ;将DNA片段再连接起来的“缝合针” ;将体外重组好的DNA导入受体细胞的“运输工具” 。
1、限制性核酸内切酶(也称“限制酶”)来源和种类:主要来自,约有种。
功能:能够识别双链DNA分子的某种序列,并使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的断开。
作用特点:一种酶只能识别一种特定的核苷酸序列,并在特定切点切割DNA分子,体现了酶作用的专一性(性)作用结果:产生或者。
用途:①切割目的基因和运载体(基因工程)②保护自身细胞原有的遗传信息(原核微生物细胞)2、DNA连接酶功能:连接作用结果:恢复被________ ____切开的两个核苷酸之间的_____ ___,拼接成新的DNA分子。
种类:E•coliDNA连接酶T4 DNA连接酶来源特点只能“缝合”具有的双链DNA片段既可以“缝合”DNA片段互补的,又可以“缝合”DNA片段的 DNA连接酶与DNA聚合酶的比较DNA连接酶DNA聚合酶作用实质都是催化两个核苷酸之间形成是否需要模板作用过程在之间形成磷酸二酯键将加到已存在的核酸片段上,形成磷酸二酯键作用结果将存在的DNA片段连接形成分子合成分子3、运载体分子运输车种类:、、,其中最常用的是。
质粒是一种相对分子质量较小、独立于拟核DNA之外的环状。
作为运载体的必要条件:①能够在受体细胞中进行______________,或整合到__________________上,随染色体DNA 进行同步复制。
DNA重组技术的基本工具教学目标知识与技能(1)了解基因工程的基本概念。
(2)清楚基因操作的工具。
过程与方法(1)通过多媒体课件对基本概念、基本原理的学习,引导学生主动参与教学过程的探究活动,培养学生的获取新知的能力、分析和解决问题的能力及交流与合作的能力。
(2)以具体事例讲述,学生制作模型,使学生切身体会基因工程“剪、拼、接、转”的主要过程。
情感态度和价值观(1)通过学习基因工程的概念,使学生认识到科学研究需要的严谨,激发为祖国而奋斗的精神。
(2)通过学习基因操作的工具,使学生树立结构与功能相统一的辩证唯物主义观念。
教学重点DNA重组技术所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。
教具准备相应挂图,相关网络资料。
课时安排1课时教学过程一.复习导入新课教师活动:投影幻灯片,引导学生思考、分析讨论。
1.遗传的物质基础是什么?2.生物体遗传的基本单位是什么?3.为什么生物界的各种生物间的性状有如此大的差别呢?4.生物的性状是怎样表达的?5.各种生物的性状都是基因特异性表达的结果,那么,人类能不能改造基因呢?使原来本身没有某一性状的生物而具有某个特定的性状呢?6.各种生物间的性状千差万别,这是为什么呢?引导学生回答:生物体的不同性状是基因特异性表达的结果。
教师举例:1.青霉菌能产生对人类有用的抗生素——青霉素2.豆科植物的根瘤菌能够固定空气中的氮气3.人的胰岛B细胞能分泌胰岛素调节血糖的浓度教师提问:以上几种生物各有其特定的性状,这些性状都是基因特异性表达的结果。
但是人类能不能改造基因呢?在引导学生思考、探究的同时引出本节课题。
二、讲授新课1.基因工程的概念:课前布置学生自学教材上的知识内容,让学生理解基因工程的概念,并引导学生回答表中内容。
教师活动:投影问题引导学生讨论,引出基因操作的工具。
基因工程的操作水平是在DNA分子水平进行的,所以用普通的操作工具能够在如此微观的条件下操作吗?2.基因操作的工具教师活动:投影基因工程抗虫棉的简要过程。
3.1.1 DNA重组技术的基本工具【内容与解析】内容: 本节课要学的内容DNA重组技术的基本工具指的是基因工程中使用的工具酶及运载体,其核心是各种工具的来源,本质,作用特点等,理解它关键就是要从微观操作的特殊性出发以相关特点来解决问题及完成操作。
解析:学生已经学过基因工程的基本工具,本节课的内容DNA重组技术的基本工具就是在此基础上的发展。
由于它还作为基因工程的基本操作的基础,所以在本专题有非常重要的地位,是本专题的基础内容。
教学的重点是各种工具的来源,本质,作用特点,解决重点的关键是宏观入手引入微观,多给学生自主分析和理解的时间。
【教学目标与解析】1.教学目标(1)理解DNA重组技术的基本工具。
2.目标解析(1)理解DNA重组技术的基本工具就是指在记住DNA重组技术的几种基本工具来源及本质的基础上并能分析工具的具体作用及特点。
【问题诊断分析】在本节课的教学中,学生可能遇到的问题是无法从微观领域来理解工具的具体作用,产生这一问题的原因是无法在脑海中构建出操作模型。
要解决这一问题,就要从实际中通过对纸条的剪接宏观构建操作模型,其中关键是纸条剪接过程的细化与处理。
【教学支持条件分析】在本节课DNA重组技术的基本工具的教学中,准备使用动画。
因为使用动画,有利于学生对过程的理解。
【教学过程】展示图片:基因工程产物,引出问题:你知道它们是怎么来的吗?问题1:什么是基因工程?设计意图:掌握基因工程的概念,明白基因工程的操作水平、操作环境操作对象,以及简约的过程。
师生活动:苏云金芽孢杆菌含有一种可以合成毒蛋白的基因。
让细菌的毒蛋白基因在棉花细胞中表达,可培育出抵抗棉铃虫害的抗虫棉。
想一想需要做哪些关键工作?(请同学来简述其操作过程)问题2:根据简述,解决培育抗虫棉的关键步骤需要哪些工具?基因操作的基本工具有哪些?问题3:什么是限制性核酸内切酶?小问题1.限制性核酸内切酶的本质是什么?它切割DNA有哪些基本特点?小问题2:限制酶的结果是什么?什么是粘性末端、平末端?小问题3:要想获得某个特定性状的基因必须要用限制酶切几个切口?可产生几个黏性(平)末端?小问题4:如果把两种来源不同的DNA用同一种限制酶来切割,会怎样呢?小问题5:限制酶与解旋酶有什么区别?问题4:什么是DNA连接酶?小问题1.DNA连接酶的作用是什么?小问题2:DNA连接酶的种类与特点?小问题3:DNA连接酶与DNA聚合酶的区别是什么?问题5:什么是载体?小问题1.载体具有什么作用?在基因工程操作中,常用的载体有哪些?小问题2.作为载体必须具备哪些条件?知识拓展:内含子与外显子例1:基因操作的工具(1)基因的剪刀——______________(简称_______)。
人教版高中生物选修3专题一课题1 1.1 DNA重组技术的基本工具教案专题1 基因工程1.1DNA重组技术的基本工具一教材分析及教学思路本节课内容是人教版普通高中生物必修三专题1基因工程的第一节内容。
在《课程标准》中本专题理解层级的考点是基因工程的应用,这节内容是属于了解层次。
而基因工程的应用是建立在对基因工程的基本原理、工具、操作流程的基础上的,并且在《考试说明》中本节内容属于理解层次,其重要性显而易见。
由于基因工程是在分子水平上进行的生物工程,在高中阶段不可能直接让学生进行相关实验和操作,所以教师应在备课时作充分准备,如准备相关的模拟试验来让学生亲自体验这一动态过程。
本节课通过学生自学基本知识,然后亲自动手重组DNA分子,然后在分析重组DNA分子的过程,学生审视观察自己的重组DNA模型来突破本节的瓶颈问题。
最后表格形式总结本节课,并且加以巩固练习。
二学情分析知识基础:学生之前在必修二教材中已经学习了主要遗传物质DNA的结构、基因工程的概念、基因工程常用的工具及步骤,对于理解基因工程中的“剪切连接”有一个物质基础,本节课将在此基础上引导学生分析重组DNA分子的基本工具的本质、种类、作用对象、结果加以分析。
情感基础:基因工程是一门新兴工程,基因工程的每一个应用都深深吸引着学生眼球,学生对这一节的内容有着浓厚的兴趣。
而且在必修二的教学中也涉及的基因工程的内容,学生对于重组DNA分子有着很多的疑问,教师正好抓住这一契机,激发学生对本节知识的渴望。
能力基础:在学习这节课之前学生已经掌握了一定的生物学的逻辑思维方式,思维的目的性、连续性和逻辑性已初步建立。
同时,高中学生对科学探究有了一定的认识,具备一定的动手能力,以及观察分析能力。
三教学目标知识目标:(1)重组DNA分子的基本工具的本质、种类、来源、作用对象、特点及作用。
(2)认同基因工程的诞生和发展离不开理论的研究和技术创新。
能力目标:通过亲自动手构建重组DNA分子,审视观察自己的重组DNA模型,学会科学的观察方法,培养收集和处理科学信息的能力、获取新知识的能力、分析问题和解决问题的能力。
专题一 1.1 DNA重组技术的基本工具一、教材分析《DNA重组技术的基本工具》是人教版生物选修三专题一《基因工程》的第一节,本节内容主要是介绍了DNA重组技术的三种基本工具,是学习《基因工程的基本操作程序》的基础和前提。
二、教学目标1.知识目标:(1)简述基础理论研究和技术进步催生了基因工程。
(2)简述DNA重组技术所需的三种基本工具。
2.能力目标:运用所学DNA重组技术的知识,模拟制作重组DNA模型。
3.情感、态度和价值观目标:(1)关注基因工程的发展。
(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。
三、教学重点和难点1、教学重点DNA重组技术所需的三种基本工具的作用。
2、教学难点基因工程载体需要具备的条件。
四、学情分析学生在必修课中已经学习过关于基因工程的基础知识,对于本部分内容已经有了初步了解,所以学习起来应该不会有太大的困难。
五、教学方法1、学案导学:见学案。
2、新授课教学基本环节:预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→发导学案、布置预习六、课前准备1.学生的学习准备:预习《DNA重组技术的基本工具》,初步把握DNA重组技术所需的三种基本工具的作用。
2.教师的教学准备:多媒体课件制作,课前预习学案,课内探究学案,课后延伸拓展学案。
七、课时安排:1课时八、教学过程(一) 预习检查、总结疑惑。
检查学生落实预习情况并了解学生的疑惑,使教学具有针对性。
(二)情景导入、展示目标。
教师首先提问:(1)我们以前在哪部分学习过基因工程?(必修二从杂交育种到基因工程)(2)回想一下,转基因抗虫棉是怎样培育出来的?经过了哪些主要步骤?(实质是基因工程的基本操作程序:目的基因的获取,基因表达载体的构建,将目的基因导入受体细胞,目的基因的检测与鉴定)从这节课开始,我们将深入学习基因工程,今天我们来学习DNA重组技术的基本工具。
我们来看本节课的学习目标。
(多媒体展示学习目标,强调重难点)(三)合作探究、精讲点拨。
《DNA重组技术的基本工具》教学设计课题 1. 1DNA重组技术的基本工具授课人王勇教学重点DNA重组技术所需要3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目标知识目标1、简述基础理论研究和技术进步催生了基因工程2、简述基因工程的原理和技术能力目标1、运用所学的DNA重组技术的知识,模拟制作重组DNA模型2、运用基因工程的原理,提岀解决某一实际问题的方案情感目标认同基因工程的创新离不开理论和研究的发展教学媒体多媒体课件教学过程教学内容教师的组织和引导学生活动1.创设情境,引入对基因重组技术工具的学习师:PPT展示山海经中的一些奇异怪兽,引发学生对这些异兽出现的思考,并让学生尝试用现代生物学技术来尝试“制造”这些生物,思考哪种技术最为合适o (提供儿种可能技术)当学生做出选择后,肯定学生的想法,并对提出的转基因技术表示最大的肯定,使学生对基因工程技术产生强烈的好奇和求知欲。
展示资料:“转基因抗虫棉”、“耐寒番茄”、“发光小鼠”。
设置思考:你知道怎样做吗?PPT展示转基因技术的一般流程回忆旧知并思考问题:①基因是什么,多大尺寸?②要对其进行加工和改造,应当选用怎样的工具?师:中国有句俗语叫“没有金刚钻儿,不揽瓷器活儿”。
这三种“金刚钻儿”,一是准确切割DNA的工具,“分子手术刀”——限制酶;二是DMA片段的连接工具,“分子缝合充满兴趣的观看异兽的图片,并发表自己对这些异兽“制造”应该使用怎样的生物学技术的看法思考问题,形成自己的看法,带着问题阅读课本P4-P5页内容进行自学内容。
2.通过问题针”一一DNA连接酶;三是基因转移工具,“分子运输车”——基因进入受体细胞的载体。
下面我们就来学习这方面的内容。
自学问题展示:①•限制酶是什么,它的来源是哪里,常用的EcoRI和Smal①借助教师提供的辅助和辅助性资限制酶,它们的做用分别是什么?资源找岀最合适的信息料帮助学生辅助:哪种生物DNA缺乏保护却繁衍至今?展示两种限制酶解决自己产生的问题:学习:DNA重作用结果的图示。
1.1DNA重组技术的基本工具(2课时)[教学目标]1.通过学习DNA重组技术的基本工具,模拟制作重组DNA模型,初步掌握基因工程的基本方法提高动手能力2.通过对书中插图、照片等的观察,学会科学的观察方法,培养观察能力。
3.通过对基本概念、基本原理、科学方法的正确理解和掌握,逐步形成比较、判断、推理、分析、综合等思维能力,具备能运用学到的生物学知识评价和解决某些实际问题的能力。
[教学重难点]1.限制性内切酶的功能2.黏性末端和平末端3.DNA连接酶与DNA聚合酶的区别4.载体必须具备的条件5.质粒与质体的区别、常用的载体[教学过程]1.设置问题情境,引导学生在思索中学习新知识。
本节内容主要是介绍DNA重组技术的三种基本工具及其作用。
如果我们采用直白、平淡的方式介绍,不利于调动学生学习的积极性,也不利于学生科学素养的全面提高。
应当通过创设情境,提出问题,诱导学生积极参与教学活动,开启他们思想的闸门。
限制酶──“分子手术刀”,主要是介绍限制酶的作用,切割后产生的结果。
可在进入这部分内容学习时,设置学生关心的问题“限制酶从哪里寻找”,诱导学生联想从前学过的内容──噬菌体侵染细菌的实验,进而认识细菌等单细胞生物容易受到自然界外源DNA的入侵。
那么这类原核生物之所以长期进化而不绝灭,有何保护机制?进而诱导学生产生“可能是有什么酶来切割外源DNA,而使之失效,达到保护自身的目的”。
这样就将书中直白的“这类酶主要是从原核生物中分离纯化出来”的写法,变成了一个自主探索的思想活动。
DNA连接酶──DNA片段的“分子缝合针”,写得比较简洁。
我们可以从原有的知识出发,诱发学生思考,达到辨析、明理的作用。
要想连接被切割开的DNA,学生根据从前学过的知识,第一反应就想到“DNA聚合酶”。
学生这种想法的产生是很自然的。
但实际上并不能用这种酶进行DNA片段的连接。
应引领学生分析DNA聚合酶与DNA 连接酶的不同作用,从而达到更深层次认识DNA连接酶的目的。
DNA重组技术的基本工具【教学目标】1.简述DNA重组技术所需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。
【教学重难点】1.重点: DNA重组技术所需的三种基本工具的作用。
2.难点:基因工程载体需要具备的条件。
【教学过程】1.设置问题情境,引导学生在思索中学习新知识。
本节内容主要是介绍DNA重组技术的三种基本工具及其作用。
如果我们采用直白、平淡的方式介绍,不利于调动学生学习的积极性,也不利于学生科学素养的全面提高。
应当通过创设情境,提出问题,诱导学生积极参与教学活动,开启他们思想的闸门。
限制酶──“分子手术刀”,主要是介绍限制酶的作用,切割后产生的结果。
可在进入这部分内容学习时,设置学生关心的问题“限制酶从哪里寻找”,诱导学生联想从前学过的内容──噬菌体侵染细菌的实验,进而认识细菌等单细胞生物容易受到自然界外源DNA的入侵。
那么这类原核生物之所以长期进化而不灭绝,有何保护机制?进而诱导学生产生“可能是有什么酶来切割外源DNA,而使之失效,达到保护自身的目的”。
这样就将书中直白的“这类酶主要是从原核生物中分离纯化出来”的写法,变成了一个自主探索的思想活动。
DNA连接酶──DNA片段的“分子缝合针”,写得比较简洁。
我们可以从原有的知识出发,诱发学生思考,达到辨析、明理的作用。
要想连接被切割开的DNA,学生根据从前学过的知识,第一反应就想到“DNA聚合酶”。
学生这种想法的产生是很自然的。
但实际上并不能用这种酶进行DNA片段的连接。
应引领学生分析DNA聚合酶与DNA连接酶的不同作用,从而达到更深层次认识DNA连接酶的目的。
基因进入受体细胞的载体──“分子运输车”的学习内容,提到作为载体必需的四个条件。
教学不能仅仅着眼于让学生记住这几个条件,而应该通过诱导思索,明确为什么要有这四个条件才能充当载体。
2.让抽象的语言在直观的插图中找到注释,在实际动手中形成正确认识。
语言文字具有抽象、概括的特点;插图等信息媒体,具有形象、直观的特点,容易被感知和理解,但抽象、概括功能差。
1DNA 重组技术的基本工具学案学习目标:1.解释基因工程的概念2.说明三种基本工具的作用3.认同基因工程的诞生和发展离不开理论研究和技术支持4.运用所学DNA 重组技术的知识模拟制作重组DNA 模型 学习重点:DNA 重组技术所需的三种基因工具的作用 知识回顾:1、DNA 含有指导生物体生命活动的 ,每个DNA 分子包含着成百上千个基因,基因控制 着 的合成。
研究证实,遗传密码在动物、植物和微生物之间是 的。
2、DNA 的基本组成单位是 ,它包含3部分分别 是 、 、 。
在右侧画出由A 、T 、G 、C 四种碱基组成的四种核苷酸组成的DNA 分子的平面结构图,并 说出DNA 分子结构的特点:① ② ③ 预习导学一、基因工程概念1、概念:基因工程又是指按照人们的意愿,进行严格的设计,并通过体外______________和_________________等技术,赋予生物以新的_______________,从而创造出更符合人们需要的新的_______________和________________。
由于基因工程是在____________________ 上进行设计和施工的,因此又叫做_____________。
2、理解:操作环境: ;操作对象: ;操作水平: ;基本过程___________________________________________ 实质:_______________; 结果: 。
二、DNA 重组技术的基本工具 1、“分子手术刀”——__________________________⑴来源:主要是从________________________________来的。
⑵作用:能够识别双链DNA 分子的某种____________________________,并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的__________________________断开。
高二上学期生物1.1《DNA重组技术的基本工具》导学案新人教版1、1《DNA重组技术的基本工具》导学案新人教版1、简述DNA重组技术所需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【情境导入】如果能让禾本科植物固定空气中的氮气的话,需要用到什么技术?这一技术的原理是什么?操作的对象是什么呢?【学习过程】一、自主学习任务:1、限制性核酸内切酶“分子手术刀”(1)切割DNA的工具是,又称。
(2)DNA分子经限制酶切割产生的DNA片段,末端通常有两种形式,即和。
例1、下列关于限制酶的说法正确的是()A、限制酶广泛存在于各种生物中,但微生物中很少B、一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列C、不同的限制酶切割DNA后都会形成黏性末端D、限制酶的作用部位是特定核苷酸形成的氢键2、DNA连接酶“分子缝合针”根据DNA连接酶的来源不同,可以将它分为两类:一类是从大肠杆菌中分离得到的,称为DNA连接酶。
DNA连接酶只能将连接起来,不能将双链DNA片段平末端之间进行连接。
另一类是从分离出来的,称为T4DNA连接酶。
T4DNA连接酶既可以“缝合”双链DNA片段互补的,又可以“缝合”双链DNA片段的,但连接之间的效率比较低。
例2、下图为DNA分子的切割和连接过程。
(1)EcoRI是一种酶,其识别序列是,切割位点是与之间的键。
切割结果产生的DNA片段末端形式为。
(2)不同来源DNA片段结合,在这里需要的酶应是连接酶,此酶的作用是在与之间形成键,而起“缝合”作用的。
还有一种连接平末端的连接酶是。
3、基因进入受体细胞的载体“分子运输车”(1)基因操作过程中使用载体两个目的:一是用它作为运载工具,将目的基因转移到宿主细胞中去;二是利用它在宿主细胞内对目的基因进行大量的复制。
(2)现在通常使用的载体是,它是一种相对分子质量较小、独立于拟核DNA之外的环状DNA,有的细菌中有一个,有的细菌中有多个。
(3)质粒通过细菌间的接合由一个细菌向另一个细菌转移,可以复制,也可整合细菌拟核DNA中,随着拟核DNA 的复制而复制。
1.1 DNA重组技术的基本工具一、指导思想与理论依据建构主义学习理论认为:应把学习看成是学生主动的建构活动,学生学习应与一定的知识背景即情景相联系,可以使学生利用已有知识与经验同化和索引出当前要学习的新知识(最近发展区)。
这样获取的知识,不但便于保持,而且易于迁移到陌生的问题情景中。
本节课结合“诱思探究教学法”和“自主合作探究教学法”两种教学模式。
“诱思探究教学法”:在教学过程中,“变教为诱、变学为思、以诱达思”,以全体学生“学会、会学”为目的,让学生去“思”,真正发挥学生的主体作用,从而最大限度地提高教学效果。
“自主合作探究教学法”:教师创造性地运用教材,引导学生通过自主学习,主动探究,合作交流释疑,从而获得独特的体验与感悟,进而提高解决问题的能力,形成扎实的基础学力,塑造学生优秀的个性心理品质。
二、教材分析专题1基因工程包括《DNA重组技术的基本工具》、《基因工程的基本操作程序》、《基因工程的应用》、《蛋白质工程的崛起》四节。
本专题的内容已经在人教版必修2中涉及过,前二节内容是核心,且对学生来说抽象、微观。
本专题主要增加了基因工程诞生的理论基础和技术基础内容,目的是使学生正确认识科学与技术的关系;同时在原有基因工程的操作步骤内容中增加了目的基因的获取方法、受体细胞的筛选等较详细的知识。
增加了基因工程的发展前景内容,体现了课程的时代性。
三、教学内容分析《DNA重组技术的基本工具》这部分内容再现科学和技术融合,也是学习本专题的基础。
本节内容:主要是介绍DNA重组技术的三种基本工具及其作用。
四、学生分析对于基因工程,学生接触得少,教材文字描述也较抽象。
但由于通过人教版必修2的学习,学生已形成了学习本专题所必需的核心概念,也基本了解有关基因工程的操作步骤和工具,因此学生结合教材“简约”和“形象”的插图,自主合作学习,通过的动手模拟操作,能够基本把握三种工具的作用,建立知识结构模型。
并从中领悟到成功的乐趣。
专题1.1 DNA重组技术的基本工具经典例题剖析下图表示限制酶切割某DNA的过程,从图中可知,该限制酶能识别的碱基序列及切点是( )A.CTTAAG,切点在C和T之间 B.CTTAAG,切点在G和A之间C.GAATTC,切点在G和A之间 D.CTTAAC,切点在C和T之间【解析】由图不难看出该限制酶识别的碱基序列是GAATTC,切点是G与A之间。
答案C基础试题训练1.在基因工程中,科学家所用的“剪刀”、“针线”和“载体”分别是指( )A.大肠杆菌病毒、质粒、DNA连接酶B.噬菌体、质粒、DNA连接酶C.DNA限制酶、RNA连接酶、质粒D.DNA限制酶、DNA连接酶、质粒2.不属于质粒被选为基因运载体的理由是( )A.能复制 B.有多个限制酶切点C.具有标记基因 D.它是环状DNA3.下列四条DNA分子,彼此间间具有粘性末端的一组是( )① ②③ ④A .①②B .②③C .③④D .②④4.质粒是基因工程中最常用的运载体,它的主要特点是①能自主复制 ②不能自主复制 ③结构很小 ④蛋白质 ⑤环状RNA ⑥环状DNA ⑦能“友好”地“借居”A .①③⑤⑦B .①④⑥C .①③⑥⑦D .②③⑥⑦5.有关基因工程的叙述中,错误的是 ( )A .DNA 连接酶将黏性未端的碱基对连接起来B .限制性内切酶用于目的基因的获得C .目的基因须由载体导入受体细胞D .人工合成目的基因不用限制性内切酶6.实施基因工程第一步的一种方法是把所需的基因从供体细胞内分离出来,这要利用限性内切酶。
一种限制性内切酶能识别DNA 子中的GAATTC 顺序,切点在G 和A 之间,这是应用了酶的( )A .高效性 B.专一性C .多样性 D.催化活性受外界条件影响7.人们常选用的细菌质粒分子往往带有一个抗菌素抗性基因,该抗性基因的主要作用是( )A . 提高受体细胞在自然环境中的耐药性B. 有利于对目的基因是否导入进行检测C. 增加质粒分子的分子量D .便于与外源基因连接8.下列属于基因运载体所必须具有的条件是(多选) ( )A 、具有某些标志基因B 、具有环状的DNA 分子C 、能够在宿主细胞内复制D 、具有多种限制性内切酶9.下列哪些可作为基因工程技术中常用的基因运载工具(多选) ( )A .大肠杆菌B . 质粒C .动物病毒D . 线粒体10.在重组DNA 技术中,不常用到的酶是A 、限制性内切酶B 、DNA 聚合酶C 、DNA 连接酶D 、反转录酶11.多数限制性核酸内切酶切割后的DNA 末端为A 、平头末端B 、3突出末端C 、5突出末端D 、粘性末T A G G C C A T T A C C G G T A端12.在基因工程中通常所使用的质粒是A、细菌的染色体DNAB、细菌染色体外的DNAC、病毒染色体DNAD、噬菌体DNA13.(2006深圳一模考题)研究人员想将生长激素基因通过质粒介导入大肠杆菌细胞内,以表达产生生长激素。
2015-2016学年高中生物 1.1DNA重组技术的基本工具教案新人教版选修
3
教学建议
1.借助插图、课件和模拟操作落实教学重点
本节内容的教学重点是DNA重组技术所需的三种基本工具的作用,这些知识是微观的分子水平上的变化,学生缺乏直观的经验,教师可以充分利用教材中的插图和多媒体课件,如培育抗虫棉的操作过程图、黏性末端与平末端图、磷酸二酯键与氢键的位置图、DNA的连接部位图和质粒结构图等,使教学内容变得更加形象、直观,从而更容易被学生感知和理解。
在此基础上,再进一步引导学生
提炼知识,将感性认识上升到理性认识。
为了让学生更好地理解限制酶和DNA连接酶的作用,可以让学生进行重组DNA分子的模拟操作。
制作过程既能帮助学生突破思维上的障碍,又能充分调动学生学习的积极性,让学生在动脑、
动手的过程中体验到获取知识的快乐。
课堂教学中,注重模拟过程中学生主体地位与主导作用的发挥,模拟限制酶、DNA连接酶的“切割”“缝合”过程时,完全交给学生去自主完成,哪怕是出错了,这也是学生的一种成长,一种思维辨析过程,在此基础上,可引导学生模拟自身环化、如何解决防止自身环化等问题,进一步增强学生处理问题的能力。
2.设置问题情境突破教学难点
本节内容的教学难点是基因工程中载体需要具备的条件。
如果我们采用直白、平淡的方式直
接给出答案,学生接受起来会比较困难,教师不妨设置一系列的问题串,引导学生积极参加教学活动,开启他们思想的闸门。
例如:可以启发学生思考“如果载体没有切割位点,它还能携带基因
吗?”“假如目的基因导入受体细胞后不能复制将怎样?”“如何发现目的基因有没有进入受体细胞?”“霍乱菌的质粒有多个限制酶的酶切位点,你会用它来作载体吗?”等一系列的问题,使学生
在分析、思考和讨论的过程中,明确载体为什么要具备这几个条件,其效果肯定比简单的死记硬背
要好得多。
3.利用表格进行课堂小结
两种工具酶既属于教学的重点,又属于易混点,而且它们与DNA聚合酶、DNA水解酶、解旋酶甚至RNA聚合酶等与DNA有关的酶也容易混淆。
为了巩固课堂教学,强化学生对教学重、难点的识记理解,加强对易混点的辨析,建议在课堂小结环节设计出“与DNA有关的酶的比较”表格让学生填写,能起到画龙点睛的作用。
参考资料
限制性核酸内切酶
限制性核酸内切酶是一类在特殊核苷酸序列处水解双链DNA的内切酶,又称限制酶。
限制性核酸内切酶一般以微生物属名的第一个字母和种名的前两个字母来命名,第四个字母表示菌株(品系)。
例如,从Bacillus amylolique faciens H中提取的限制性内切酶称为Ba m H,在同一品系细
菌中得到的识别不同碱基顺序的几种不同特异性的酶,可以编成不同的号,如Hin d Ⅱ、Hin d Ⅲ
等。
到目前为止,细菌,是限制性核酸内切酶,尤其是特异性非常强的限制性核酸内切酶的主要来源。
每种限制酶特异识别专一DNA序列,并在切割位点将其准确切割。
例如,Eco RⅠ切割GAA TTC序列,切割位点在G与A之间。
在已发现的限制性内切酶中,近百种酶的识别顺序已被测定。
有很多
来源不同的酶有相同的碱基识别顺序,这种酶称为“异源同功酶”。
应该注意的是,这些酶虽然有
相同的识别顺序,但它们的切点并不完全一样。
例如XmaⅠ和SmaⅠ都识别六核苷酸CCCGGG,但切点不同,当然也有识别顺序和切点都相同的酶,如HapⅡ、HpaⅡ、MnoⅠ,都在识别顺序C CGG内有一相同的切点,HalⅢ和Bsu RⅠ同样在识别顺序GGCC内有一相同的切点。
细菌将自身的DNA作甲基化修饰,防止了被自身核酸内切酶降解,但又不影响这些DNA序列上遗传信息的正常识别与表达。
每种
细菌都有一种或几种用来切割特异DNA序列的限制酶,还有与限制酶配对的甲基转移酶,用来防止
限制酶降解细菌基因中的相应序列。
1。