生物重组dna技术的基本工具

人教版高三生物选修三《DNA重组技术的基本工具》评课稿一、引言本文档旨在对人教版高三生物选修三中《DNA重组技术的基本工具》这一章节进行评课分析和总结。

本章主要介绍了DNA重组技术的基本工具，包括限制性内切酶、DNA连接酶、DNA分子杂交等内容。

通过学习这一章节，学生将能够了解DNA重组技术的原理和应用，为未来的生物学研究和生物技术发展打下基础。

二、教材内容概述1. DNA重组技术的背景知识本章开始前，教材通过介绍DNA分子的组成和结构，以及DNA复制和遗传信息传递的过程，为后续的DNA重组技术打下基础。

这些内容既是学生已有的基础知识的回顾，也是新知识的引入，有助于学生理解DNA重组技术的原理和意义。

2. 限制性内切酶本节主要介绍限制性内切酶的概念、分类和作用机制。

通过引入限制性内切酶与DNA分子发生切割反应的原理，学生了解到限制性内切酶在DNA重组技术中的重要作用。

同时，教材还介绍了常见的限制性内切酶的命名规则和酶切位点的特点，培养学生分析并预测酶切位点的能力。

3. DNA连接酶本节主要介绍DNA连接酶的概念、作用机制和应用。

通过学习DNA连接酶将两端具有互补的DNA分子连接在一起的原理，学生了解到DNA连接酶在DNA重组技术中的关键作用。

教材还通过实例介绍了DNA连接酶在DNA重组和基因克隆中的应用，为学生展示了这一技术的重要性。

4. DNA分子杂交本节主要介绍DNA分子杂交的概念、原理和应用。

通过学习DNA分子杂交的过程和条件，学生了解到DNA分子杂交在基因定位、基因克隆和DNA探针等领域的重要应用。

教材还通过实例介绍了Southern杂交和原位杂交技术的原理和操作步骤，引导学生初步掌握这些技术的应用。

三、教学方法与策略本章节作为高三生物选修的一部分，需要以理论知识的讲授为主，并结合丰富的实例和实验操作，增强学生对所学内容的理解和应用能力。

为了提高教学效果，教师可采用以下方法和策略：1. 讲授与讨论相结合教师可通过讲解基本概念和原理，引导学生思考和讨论。

DNA重组技术的基本工具DNA重组技术是一种重要的分子生物学技术，用于改变基因组中的DNA序列，使之具有特定的功能。

这项技术的应用范围广泛，可以在基础研究、医学诊断、药物开发等领域发挥重要作用。

DNA重组技术的基本工具包括DNA片段的制备、限制性内切酶、DNA连接酶、质粒和载体等。

首先，DNA片段的制备是DNA重组技术的第一步。

通过PCR（聚合酶链反应）或限制性内切酶切割，可以从某个DNA源中获取特定的DNA片段。

PCR是一种体外扩增技术，可以将特定的DNA序列进行快速放大。

限制性内切酶是一类特殊的酶，可以识别特定的DNA序列并在该序列上切割DNA链。

通过PCR和限制性内切酶的组合应用，可以制备出需要的DNA片段。

其次，限制性内切酶是DNA重组技术中的重要工具之一。

限制性内切酶可以特异性地切割DNA链，并产生一定的粘性或平滑的DNA末端。

这些末端的特性决定了DNA片段连接的方式。

常用的限制性内切酶有EcoRI、BamHI、HindIII等。

当两个DNA片段具有相同的限制性内切酶切割位点时，它们可以通过限制性内切酶的连接来形成一个新的DNA分子。

接下来，DNA连接酶也是DNA重组技术中必不可少的工具之一。

DNA连接酶能够将两个DNA片段在适当的条件下连接在一起。

常用的DNA连接酶有T4 DNA连接酶和DNA聚合酶。

通过合适的实验条件和适当的连接酶，可以使两个DNA片段有效地连接成为一个整体。

此外，质粒和载体也是DNA重组技术中的重要工具。

质粒是一种小环状DNA分子，在细菌细胞中存在，并能自我复制。

载体则是质粒或其他DNA分子，用于携带所需的DNA片段。

通过将需要插入的DNA片段连接到载体上的限制性内切酶切割位点上，并将该载体转化至宿主细胞中，就可以实现外源DNA的导入。

在实际应用中，DNA重组技术的基本工具往往是共同配合使用的。

通过PCR或限制性内切酶的组合，可以制备出所需的DNA片段；通过限制性内切酶的连接和DNA连接酶的应用，可以将不同的DNA片段连接起来形成一个新的DNA分子；通过质粒和载体的应用，可以将需要插入的DNA片段导入到宿主细胞中实现转化。

1.1 DNA重组技术的基本工具问题导学一、理解基因工程的概念活动与探究1．基因工程另外的名称是什么？它应用的技术有哪些？2．基因工程操作的对象是什么?操作所在的水平是什么水平？操作的环境是体内，还是体外？3．基因工程的目的或结果是什么？基因工程是定向的吗？迁移与应用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不同生物的DNA能够重组的基础(1)基本组成单位相同：不同生物的DNA分子都是由脱氧核苷酸构成的。

（2）空间结构相同：不同生物的DNA分子一般都是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链形成的规则的双螺旋结构.(3）碱基配对方式相同：不同生物的DNA分子中两条链之间的碱基配对方式均是A与T配对,G与C配对.二、基因工程的三种工具活动与探究1．切割DNA的工具是什么？其作用特性是什么？2．限制酶切割DNA时断开的是哪种化学键?切割后产生的DNA片段末端通常有哪两种形式？如何区分它们？3．将切下来的DNA片段拼接成新的DNA分子要依靠哪种酶来连接？连接后形成哪种化学键?4．常用的DNA连接酶有哪两类？它们的来源和性质有什么差别？5．DNA连接酶与DNA聚合酶是一回事吗？为什么？6．“分子运输车”的作用是什么?具备什么条件才能充当“分子运输车”?天然质粒DNA分子可以直接用作基因工程的载体吗?迁移与应用以下说法正确的是( ）。

A．所有的限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列B．质粒是基因工程中唯一的“分子运输车”C．“分子运输车"必须具备的条件之一是具有一个或多个限制酶切割位点，以便与外源基因连接D．所有的DNA连接酶都能够连接黏性末端和平末端1．各种有关的酶的比较（1）限制酶与DNA连接酶的比较（2（3)①相同点：都作用于DNA分子中的化学键。

②不同点:两者作用部位不同，前者作用于磷酸与脱氧核糖之间的磷酸二酯键,而后者作用于两个成对碱基之间的氢键.2．质粒与载体DNA基因工程中作为载体使用的DNA分子很多都是质粒，即独立于细菌拟核DNA之外并具有自我复制能力的很小的双链环状DNA 分子。

《DNA 重组技术的基本工具》教学设计一、教学目标1、知识目标（1）简述 DNA 重组技术所需的三种基本工具的作用。

（2）理解限制酶的来源、特点及作用结果。

（3）理解 DNA 连接酶的种类、作用及与 DNA 聚合酶的区别。

（4）了解载体需要具备的条件及常用载体的种类。

2、能力目标（1）通过分析和讨论限制酶的作用特点，培养学生的逻辑思维能力。

（2）通过比较 DNA 连接酶和 DNA 聚合酶，提高学生的对比分析能力。

3、情感态度与价值观目标（1）感受生物技术在现代社会中的重要作用，激发学生对生物科学的兴趣。

（2）体会科学研究的严谨性和创新性，培养学生的科学精神。

二、教学重难点1、教学重点（1）限制酶的作用特点和作用结果。

（2）DNA 连接酶的作用。

（3）载体需要具备的条件。

2、教学难点（1）限制酶的切割位点和切割方式。

（2）DNA 连接酶的作用机制。

三、教学方法讲授法、讨论法、直观演示法四、教学过程1、导入新课通过展示一些基因工程的实际应用成果，如转基因作物、基因治疗等，引起学生的兴趣，进而提出问题：这些成果是如何实现的？引出DNA 重组技术，从而导入本节课的主题——DNA 重组技术的基本工具。

2、讲解限制酶（1）介绍限制酶的来源：主要来自原核生物。

（2）展示限制酶切割 DNA 的动画或图片，讲解其特点：能够识别特定的核苷酸序列，并在特定的切点切割 DNA 分子。

（3）以具体的例子说明限制酶的作用结果：产生黏性末端或平末端。

（4）组织学生讨论限制酶切割 DNA 的特异性，加深对其特点的理解。

3、讲解 DNA 连接酶（1）介绍 DNA 连接酶的种类：E·coli DNA 连接酶和 T4 DNA 连接酶。

（2）讲解两种连接酶的作用：将两个具有相同黏性末端或平末端的 DNA 片段连接起来。

（3）通过对比 DNA 连接酶和 DNA 聚合酶的作用，帮助学生理解它们的区别。

4、讲解载体（1）提出问题：如何将目的基因导入受体细胞？引出载体的概念。

2024年高中生物新教材同步选择性必修第三册第3章基因工程第1节重组DNA技术的基本工具课程内容标准核心素养对接1.简述重组DNA技术所需的三种基本工具及其作用。

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。

1.科学思维——模拟重组DNA分子的操作过程，说出合成新DNA分子的基本原理。

2.科学探究——结合实验室条件，对DNA进行粗提取和鉴定。

知识点1基因工程及其诞生与发展1.基因工程的概念2.基因工程的诞生和发展(1)基因工程的诞生(2)基因工程的发展知识点2重组DNA技术的基本工具1.限制性内切核酸酶(简称限制酶)——“分子手术刀”是一类酶而不是一种酶对所连接的DNA片段两端的碱基序列没有专一性要求2.DNA连接酶——“分子缝合针”(1)作用：将双链DNA片段“缝合”起来，恢复被限制酶切开的磷酸二酯键。

(2)种类3.基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”(1)常用载体——质粒①化学本质：质粒是一种裸露的、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。

②质粒作为载体所具备的条件及原因(2)其他载体：噬菌体、动植物病毒等。

(3)功能①相当于一种运输工具，将外源基因送入受体细胞。

②携带外源基因在受体细胞内大量复制。

(1)基因工程是人工操作导致的染色体变异，变异是不定向的(×)(2)S型细菌的DNA进入R型细菌并使R型细菌转化为S型细菌，发生了基因重组(√)(3)DNA连接酶可以连接目的基因与载体的氢键，形成重组DNA(×)(4)E.coli DNA连接酶既能连接黏性末端，又能连接平末端(×)(5)限制性内切核酸酶、DNA连接酶和质粒是基因工程中常用的三种工具酶(×)(6)新冠病毒(RNA病毒)可以作为基因工程的载体(×)教材P71图示拓展1.已知限制酶Eco RⅠ和SmaⅠ识别的碱基序列和酶切位点分别为和，分析回答下列问题：(1)在图中画出两种限制酶切割DNA后产生的末端。

《DNA重组技术的基本工具》教学设计方案（第一课时）一、教学目标1. 理解并掌握基因工程的基本工具，包括限制性核酸内切酶（限制酶）、DNA连接酶、运载体等。

2. 能够识别并应用这些基本工具进行基因工程的操作。

3. 培养学生对生物技术的兴趣，增强其科学素养。

二、教学重难点1. 教学重点：理解限制酶和DNA连接酶的作用机制，掌握运载体的作用。

2. 教学难点：实际操作基因工程的流程，以及在操作过程中可能出现的问题及解决方法。

三、教学准备1. 准备相关的PPT课件，包含图片、视频等多媒体素材。

2. 准备实验器材，如显微镜、离心机、PCR仪等。

3. 准备实验材料，如质粒DNA、基因片段、限制酶、DNA 连接酶等。

4. 预先布置学生预习，对基因工程有基本了解。

5. 安排课堂讨论话题，如基因工程的应用、伦理道德等。

四、教学过程：本节课为第一课时，主要分为以下几个部分：1. 导入：通过展示一些与DNA重组技术相关的图片和视频，引发学生对本节课主题的兴趣。

2. 介绍基本概念：包括DNA重组技术的定义、DNA重组的基本过程等，让学生对DNA重组技术有一个初步的了解。

3. 教学工具介绍：介绍限制性核酸内切酶（限制酶）、DNA 连接酶、运载体等基本工具，并解释它们在DNA重组过程中的作用。

4. 实验演示：通过实验演示，让学生直观地看到限制性核酸内切酶切割DNA的过程、DNA连接酶连接DNA片段的过程以及运载体在DNA重组中的作用。

5. 学生分组讨论：学生分组进行讨论，分析实验演示中的各个环节，提出疑问，老师进行解答。

6. 深入讨论：针对DNA重组技术在实际应用中的重要性进行深入讨论，鼓励学生思考如何将DNA重组技术应用于自己的生活和学习中。

7. 总结与回顾：总结本节课的主要内容，回顾限制性核酸内切酶、DNA连接酶、运载体等基本工具的作用和应用。

8. 作业与延伸：布置相关作业，让学生进一步了解DNA重组技术在生物科学领域的应用，并思考如何将DNA重组技术应用于其他领域。

第1节重组DNA技术的基本工具[学习目标]阐明重组DNA技术所需的三种基本工具及其作用。

一、基因工程的概念和工具酶1．基因工程：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产品。

由于基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，因此又叫作重组DNA技术。

2．基因工程的工具酶(1)限制性内切核酸酶(限制酶)——“分子手术刀”来源主要来自原核生物种类数千种作用识别双链DNA分子的特定核苷酸序列，使每一条链中特定部位的磷酸二酯键断开结果产生黏性末端或平末端(2)DNA连接酶——“分子缝合针”①作用：将两个DNA片段连接起来，恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。

②种类种类来源特点E.coli DNA连接酶大肠杆菌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T4DNA连接酶T4噬菌体既可以“缝合”双链DNA片段互补的黏性末端，又可以“缝合”双链DNA片段的平末端，但连接平末端的效率相对较低判断正误(1)基因工程可以实现遗传物质在不同物种间的转移，人们可以定向选育新品种()(2)限制性内切核酸酶均能特异性地识别6个核苷酸序列()(3)DNA连接酶能将两碱基通过氢键连接起来()(4)限制酶和解旋酶的作用部位相同()答案(1)√(2)×(3)×(4)×解析(2)大多数限制酶的识别序列由6个核苷酸组成，也有少数限制酶的识别序列由4个、8个或其他数量的核苷酸组成。

(3)DNA连接酶能将两个DNA片段连接起来，恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。

(4)限制酶和解旋酶的作用部位不同，限制酶作用于磷酸二酯键，解旋酶作用于氢键。

任务一：基因工程的理论基础1．基因工程操作导致的基因重组与有性生殖中的基因重组的主要区别是什么？提示有性生殖中的基因重组是随机的，并且只能在同一物种间进行重组；基因工程可以实现遗传物质在不同物种间进行重组，并且方向性强，可以定向地改变生物的性状。