高中生物DNA重组技术的基本工具教学设计

人教版中学生物《重组技术的基本工具》教学设计

一、教学目标

1、学问目标：简述重组技术所需三种基本工具作用。

2、实力目标：

（1）通过对材料的视察，学会科学的视察方法，培育视察实力。

（2）通过对基本概念、基本原理、科学方法的正确理解和驾驭，逐步形成比较、

推断、推理、分析、综合等思维实力，具备能运用学到的生物学学问评价和解

决某些实际问题的实力。

（3）通过学生动手制作重组的模型，培育学生的动手实力以与合作精神。

3、情感目标：

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。

二、教材分析

教材通过抗虫棉花的图片引导学生走进基因工程的领域，接着阐述了在培育

抗虫棉花的过程至少须要三种工具，即精准确割的“手术刀”一一限制性内切

酶、将片段再连接起来的“缝合针”一一连接酶、将体外重组好的导入受体细

胞的“运输工具”一一载体。通过实例激发学生的爱好，然后再逐一的介绍这

三种工具的作用。由于本节内容是基因工程的入门，所以让学生驾驭这三种工

具的作用是特别重要的。

三、学情分析

高二学生的思维水平、学习实力已经发展到较高阶段，大多数学生喜爱亲

自动手操作，但是动手实力不强。

学生通过报刊、杂志、电视等媒体对基因工程的产物如转基因的鲤鱼，抗

虫棉，耐寒的植物有所了解，因此在讲授新课时，联系实际，更简洁引起学生

的爱好，便于新学问的驾驭，另外，在必修课中学习过的一些学问可以为新学

问的学习垫下铺垫，如分子的结构。

五、教学重点、难点

1.教学重点

重组技术所需的三种基本工具的作用

2.教学难点

（1）限制酶的作用特点和作用结果

（2）基因工程载体须要具备的条件

六、教学手段

多媒体课件教学，用剪刀代表限制酶剪切序列，制作重组质粒模型

七、课前打算

1、老师：上网搜查基因工程的实例、图片制成课件，用硬纸制作好的质粒和

带有目的基因的序列，发放相关资料。

2、学生：预习课本相关内容，自带剪刀和胶带。

八、教学过程

（一）引入新课

老师活动：多媒体出示两则与狂犬病相关的资料和图片，

设问：为何烟草细胞中可以产生人的蛋白质？

学生思索后回答：共用一套遗传密码，有了人的基因。

师：大家回答的很对，因为科学家把人的基因转入到烟草的细胞中，并在细胞

内进行表达，这就利用了重组技术，由于是在分子水平上进行，而是肉眼看不

到的东西，所以要完成这一过程必须要有一套特别精细的工具，则，今日我们

就来学习重组技术的基本工具。

出示：课本图片「1,

设问：视察这张图片，想想须要哪些工具呢？

生：运输工具，手术刀，缝合针。

（设计意图：利用课外资料吸引学生的留意力，引起学生的爱好，同时培育学

生的视察实力）

（一）“分子手术刀”一一限制性核酸内切酶（简称限制酶）

设问：从哪里获得限制性内切酶？

学生活动：阅读课本P4-5限制性核酸内切酶一“分子手术刀”，找寻答案。

生：主要从原核生物中分别纯化得到

设问：则限制酶是一种酶还是一大类酶呢？书上哪句话可以回答这个问题？

学生活动：阅读教材

生：迄今已从近300种微生物中分别出4000种限制酶。

师：不错，由于限制酶是可以切割分子的，因此在了解限制酶的作用特点之前,

请大家先来回顾一下分子的结构，

出示分子的平面结构图

设问：分子的结构特点是怎样的？

生：由两条反向平行的脱氧核甘酸单链组成，中间碱基依据碱基互补配对原则

通过氢键相连，外侧相邻的脱氧核甘酸通过磷酸二酯键相连。

出示磷酸二酯键的位置的动画图片。

师：留意磷酸二酯键是由两条磷酸酯键组成。分子外则的磷酸和脱氧核糖核酸

交替排列是不变的，则不同的分子是由于什么不同造成的呢？

生：不同的分子它的碱基对的排列依次不同。

出示:简写的分子图。

师：对，所以在简写时外侧用两条直线表示磷酸和脱氧核糖交替排列，而内侧

的碱基对必需写清晰。

（设计意图：运用多媒体展示的结构，加深学生对已学学问的印象，利于驾驭

新学问，符合认知的一般规律。）

师：下面我们在回过来看看限制酶的作用特点。

设问：限制酶的作用特点是什么呢？

师：请学生比较资料上5种限制酶的识别序列的图片，阅读课本相关学问，从

限制酶的识别序列，切割位点，切割部位这三个方面思索。

学生活动：阅读教材，比较5种限制酶的识别序列。

生：它们能够识别双链分子的某种特定核甘酸序列，并且使每一条链中特定部

位的两个核昔酸之间的磷酸二酯键断开。

出示:剪开磷酸二酯键的动画过程，

师：是连接两个脱氧核甘酸之间的磷酸酯键。因此可以归纳出限制酶具有特异

性。

（设计意图：通过学生的阅读，比较，培育学生的视察实力、分析问题的实力

和归纳总结实力）

设问：则限制酶切割后会产生什么结果呢？

学生活动：请同学们把1,2,3这三种限制酶切割的结果画出来。

利用投影仪把一些学生写的结果投影出来。

学生视察评论，得出正确答案。

师：大家会画，则会剪吗？请同学们在序列中找到4,5的识别序列，并用剪刀

把结果给剪切出来。

学生动手操作，利用投影仪展示学生的剪切结果。

师：通过大家动手，可以看到经过限制酶切割之后得到几种结果。

生：一种形成黏性末端，一种形成平末端。

设问：为什么会有这两种不同的作用结果呢？缘由何在？

学生活动：阅读课本，找寻答案。

生：限制酶在它识别序列的中心位置两侧将两条单链分割开，就形成黏性末端,

而从识别序列的中心位置切开就产生平末端。

出示：粘性末端和平末端的图片。

师：展示图解，加以补充说明。被限制酶切开的两条单链的切口，带有几个伸

出的核甘酸，他们之间正好互补配对，这样的切口叫黏性末端。而限制酶切开

的两条单链的切口，是平整的，这样的切口叫平末端。

设问：限制酶剪开的粘性末端相同吗？

生：相同

师：对，由于分子是由两条反向平行的脱氧核甘酸单链构成，所以在读碱基时,

要依据相反的方向读。

设问：2号和3号限制酶切割之后得到的粘性末端相同吗？

学生活动：视察比较自己所画的粘性末端

生：相同

师：不同的限制酶也可以得到相同的粘性末端，但是在基因工程中我们一般强

调同种限制酶，这样得到的粘性末端肯定相同。

（设计意图：通过学生自己动手，激起学生的爱好，同时更加直观的了解学问,

加深对学问的理解）

设问：大家留意限制酶切割的目的基因自身不会进入受体细胞，则它怎样才能

导入受体细胞？

学生：须要“分子运输车”一一载体

设问：现在常用的载体是谁呢？

生：质粒

设问：什么是质粒？

学生活动：阅读教材，找寻答案。

生：质粒是一种袒露的、结构简洁、独立于细菌拟核之外，并具有自我复制实

力的很小的双链环状分子。

师：很对，但是用得最多的质粒是大肠杆菌的质粒。

出示：大肠杆菌的质粒图片。

设问：请同学依据大肠杆菌的质粒特点，结合课本，想想作为载体所需的条件

是什么呢？

生：须要有限制酶切割位点，以便目的基因插入其中，携带进入受体细胞。

师：对应的是大肠杆菌质粒的哪个结构？

生：对应的是大肠杆菌质粒的目的基因插入位点。

师：还有吗？

生：须要有标记基因，便于重组的鉴定和选择，筛选出导入目的基因的受体细

胞，对应的是大肠杆菌的氨茉青霉素的抗性基因。

师：不错，则复制原点有什么用呢？

生：可以让插入到质粒上的目的基因随着质粒的复制而一起复制。

师：所以充当运载体的要具备以下几个必要条件：

(1)有「多个限制酶切点

(2)导入基因能在受体细胞中复制、表达

(3)有某些标记基因，便于筛选

设问：除了质粒，还有哪些分子也可以作为载体呢？

生：噬菌体，动植物病毒。

师：它们都是病毒，可以做载体，说明他们具备了作为载体的条件。

(设计意图：利用插图，结合阅读课本，归纳载体必需具备条件的相识，培育

学生归纳总结实力，从而加深学生的记忆。)

设问：要将切割下来的目的基因和运载体片段接连在一起，须要用到什么酶？

学生：连接酶。

老师：同学们说得对！

出示：思索：限制酶切割后有两种不同的结果，一种产生黏性末端，一种产生

平末端。则复原它们的连接时，所用连接酶是否一样呢？

学生活动：阅读教材，找寻答案。

学生：所用的酶不一样。

出示：粘性末端连接的动画过程。

设问：这是什么种类的连接酶连接的呢?

生：E•连接酶和T4连接酶可“缝合”双链黏性末端，

师：对，则连接的缝隙形成什么键？

生：磷酸二酯键

出示：平末端连接的动画过程

设问：这是什么种类的连接酶连接的呢？

生：T4连接酶可“缝合”双链的平末端，但平末端之间连接的效率比较低。

师：连接酶常用的有两种即£・连接酶和T4连接酶，它们连接的末端有所不

同，但是结果都是为了形成磷酸二酯键，使片段连在一起。

现在请大家动手、动脑协调协作，制作一个重组质粒。

出示：动动手：已知限制性内切酶的识别序列和切点是」。在目的基因的两侧

均有它切点，而质粒中也有它的一个切点。请用剪刀代表限制酶，透亮胶代替

连接酶，利用所给的硬纸片，制作一个重组质粒的模型。加深和巩固学生对这

三种工具的理解。

学生活动：两人一组制作重组质粒模型。

老师活动：巡察、指导一些学生制作。

最终结束时加强反思，请以为同学归纳本节课的内容，出示本节课的板书，布

置作业。

（设计意图：激发学生的爱好，活跃课堂气氛，体现基础学问的精确运用，在

运用中加深对基础学问的深层次理解，同时加强学生的合作精神。）

九、板书设计

1.1重组技术的基本工具

（一）“分子手术刀”：限制性核酸内切酶

1、来源:主要来自原核生物

2、作用特点:特异性

3、结果:产生黏性末端或平末端

（二）“分子缝合针”：连接酶

1、种类：连接酶和T4连接酶

2、作用：把末端之间的缝隙“缝合”起来

（三）“分子运输车”：基因进入受体细胞的载体

1、种类:质粒、动植物病毒等

2、条件：自我复制、限制酶切点、标记基因

十、教学反思：

本节课采纳了引导探究式的教学模式，通过老师创设自主合作的学习情景,

激发学生的学习主动性，活跃学生的思维。使老师由单纯的信息表达者转变成

信息的加工者、组织者，处于主导地位；学生也由被动地接受学问转变成学习

的主体，通过自己的视察和思索以与动手操作，主动获得学问。这样在课堂教

学过程中，通过师生互动、生生互动，活跃了课堂气氛，从而落实了新课改的

理念。但由于时间有限，有的学问点没有讲的透彻，而且有的环节设计还不够

好，所以仍需不断改进和努力