资源简介

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1.1 DNA重组技术的基本工具
1. 教学目标
1. 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。[来源:21世纪教育网.com]
2. 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。
3. 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。
2. 教学重点
DNA重组技术所需的三种基本工具的作用。
3. 教学难点
基因工程载体需要具备的条件。
4. 教具准备
相应挂图，相关网络资料。
5. 课时安排
1课时[来源21世纪教育网.com]
6. 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？[来源:21世纪教育网21世纪教育网.COM]
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。
基因工程的别名 基因拼接技术或DNA重组技术
操作环境 生物体外
操作对象 基因
操作水平 DNA分子水平
基本过程 剪切——拼接——导入——表达
结果[来源:21世纪教育网.com] 人类需要的基因产物
[来源:21世纪教育网]
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。（见下表）
[来源:21世纪教育网21世纪教育网.COM][来源:21世纪教育网.com]
[来源:21世纪教育网]
学习探究1：在基因工程培育抗虫棉的过程中，关键步骤或难点是什么？
学生活动：分析、讨论，学生与教师共同对基因工程关键归纳总结。
关键步骤一：抗虫棉从苏云金孢杆菌细胞内提取。
关键步骤二：抗虫基因与运载体DNA拼接。
关键步骤三：抗虫基因进入棉花细胞。
学习探究2：怎样才能在苏云金芽孢杆菌DNA分子中的众多基因中找到所需抗虫基因呢？又怎样将它从DNA长链中提取出来？又如何将提取出的抗虫基因与棉花细胞的DNA结合在一起呢？
引导学生探究、分析、总结：
（1）“分子手术刀”又叫基因剪刀——限制性内切酶
1 分布：主要在微生物中
2 作用特点：特异性，即识别特定的核苷酸序列，切割特定的切点。
3 结果：产生黏性末端（碱基互补配对）。[补充：平末端]
播放投影幻灯片的实例。
[来源:21世纪教育网21世纪教育网.COM]
（2）“分子缝合针”又叫基因针线——DNA连接酶
1 连接部位：磷酸二酯键。
2 结果：两个相同的黏性末端的连接。
[来源:21世纪教育网.com]
学习探究3：用DNA连接酶连接两个相同的黏性末端要连接几个磷酸二酯键？用限制性内切酶切一个特定基因要切断几个磷酸二酯键？
（3） “分子运输车”又叫基因的运输工具——基因进入受体细胞的载体
1 作用：将外源基因送入受体细胞。
2 具备的条件：能在宿主细胞内复制并稳定地保存；具有多个限制酶切点；具有某些标记基因。
3 种类：质粒、噬菌体和动植物病毒。
4 质粒的特点：
质粒是基因工程中最常用的运载体；
最常用的质粒是大肠杆菌的质粒；
是细胞染色体外能自我复制的小型环
状DNA分子；
质粒的大小只有普通细菌染色体的1%
左右；
存在于许多细菌及酵母菌等微生物中；
质粒的存在对宿主细胞生存没有决定
性的作用；
质粒的复制只能在宿主细胞内完成。
（自身细胞中也可）
学习探究4：
1、质粒上会存在某些标记基因，这些标记基因有什么用途？
2、要想将某个特定基因与质粒相连，需要用几种限制性内切酶和几DNA连接酶处理？
课堂小结：基因工程的概念和的基本操作工具。
七、板书设计
专题一 1.1 DNA重组技术的基本工具
一、基因工程的概念
基因工程的别名 基因拼接技术或DNA重组技术
操作环境 生物体外
操作对象 基因[来源:21世纪教育网.com]
操作水平 DNA分子水平
基本过程 剪切——拼接——导入——表达
结果 人类需要的基因产物
二、基因工程的基本工具
1、基因剪刀——限制性内切酶
⑴分布：主要在微生物中
⑵作用特点：特异性，即识别特定的核苷酸序列，切割特定的切点。
⑶结果：产生黏性末端（碱基互补配对）。[平末端]
2、基因针线——DNA连接酶
⑴连接部位：磷酸二酯键。
⑵结果：两个相同的黏性末端的连接。
3、基因的运输工具——基因进入受体细胞的载体
⑴作用：将外源基因送入受体细胞。
⑵具备的条件：能在宿主细胞内复制并稳定地保存；具有多个限制酶切点；具有某些标记基因。
⑶种类：质粒、噬菌体和动植物病毒。
⑷质粒的特点。
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基因工程培育抗虫棉的简要过程
苏云金芽孢杆菌（有抗虫特性）
提取
抗虫基因
普通棉花（无抗虫特性）
棉花细胞（含抗虫基因）
与运载体DNA
拼接、导入
棉花植株（有抗虫特性）
限制酶切割DNA分子示意图
C
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G
A A T T
G
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C
T T A A
︱ ︱ ︱ ︱
黏性末端
T T A A
G
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C
C
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G
A A T T
DNA连接酶作用示意图
C
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G
A A T T
G
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C
T T A A
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限制酶切割DNA分子示意图
C
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G
A A T T
G
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C
T T A A
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黏性末端
T T A A
G
|
C
C
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DNA连接酶作用示意图
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A A T T
G
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