2022年高二生物下册 DNA重组技术的基本工具教案 人教版

2022年高二生物下册 DNA重组技术的基本工具教案 人教版 一. 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。二. 教学重点DNA重组技术所需的三种基本工具的作用。三. 教学难点基因工程载体需要具备的条件。四. 教学过程一 复习导入新课设置问题情境，引导学生在思索中学习新知识。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？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。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？二、探究新知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人类需要的基因产物提出问题：“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？”引出基因操作的工具。2基因操作的工具板书讲述基因工程抗虫棉的简要过程。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）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？分析、讨论，师生共同对基因工程关键归纳总结：1、抗虫棉从苏云金孢杆菌细胞内提取。2、抗虫基因与运载体DNA拼接。3、抗虫基因进入棉花细胞。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？（1）“分子手术刀”又叫基因剪刀限制性内切酶 分布：主要在微生物中 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。 结果：产生黏性末端（碱基互补配对）或平末端。限制酶切割DNA分子示意图CGA A T TGCT T A A 黏性末端T T A AG|CCGA A T T拓展：1.限制酶所识别的序列有什么特点？ 限制酶所识别的序列，无论是6个碱基还是4个碱基，都可以找到一条中心轴线，中轴线两侧的双链DNA上的碱基是反向对称重复排列的。 2.限制酶在DNA的任何部位都能将DNA切开吗？ 任何一种限制酶都只识别和切断特定的核苷酸序列，这是由限制酶的性质所决定的。（2）“分子缝合针”又叫基因针线DNA连接酶 连接部位：磷酸二酯键。 结果：两个相同的黏性末端的连接。拓展：1、什么叫磷酸二酯键？ 3,5磷酸二酯键是核酸中核苷酸的连接方式，组成了核酸的一级结构。 2、DNA连接酶连接的是什么部位？ DNA连接酶是将一段DNA片段3端的羟基与另一DNA片段5端磷酸基团上的羟基连接起来形成酯键，而不是连接互补碱基之间的氢键。（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 作用：将外源基因送入受体细胞。 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。 种类：质粒、噬菌体和动植物病毒。 质粒的特点： A、质粒是基因工程中最常用的运载体；B、最常用的质粒是大肠杆菌的质粒；C、是细胞染色体外能自我复制的小型环状DNA分子；D、质粒的大小只有普通细菌染色体的1%左右；E、存在于许多细菌及酵母菌等微生物中；F、质粒的存在对宿主细胞生存没有决定性的作用；G、质粒的复制只能在宿主细胞内完成。（自身细胞中也可）五、板书设计 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分布：主要在微生物中作用特点：特异性，即识别特定的核苷酸序列，切割特定的切点。结果：产生黏性末端（碱基互补配对）或平末端。限制酶切割DNA分子示意图CGA A T TGCT T A A 黏性末端T T A AG|CCGA A T T2、基因针线DNA连接酶连接部位：磷酸二酯键。结果：两个相同的黏性末端的连接。DNA连接酶作用示意图CGA A T TGCT T A A 3、基因的运输工具基因进入受体细胞的载体作用：将外源基因送入受体细胞。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。种类：质粒、噬菌体和动植物病毒。4、质粒的特点。