基因重组课堂实录【1】

《DNA重组技术的基本工具》教学设计

阜宁县东沟中学

闻楼生

【使用教材】

普通高中课程标准实验教科书《生物》选修3，人民教育出版社，专题1基因工程，第一节内容

【教学目标】

1.知识目标：掌握基因工程的概念、原理；基因操作的工具的特点。

2.能力目标：培养学生分析、推理、归纳、总结的能力。

3.情感目标：培养学生实事求是的科学态度从现象到本质的科学的研究方法。

【教学重点】

基因工程的原理；基因操作工具的特点。

【教学难点】

限制性核酸内切酶和质粒的特点以及应用。

【教学方法】

以“创设情境——探讨交流一一总结应用”为主线实施教学。 【教具准备】

多媒体课件，让学生直观的了解基因工程操作工具的特点。

【课时安排】1课时

【教学过程】

一、情境创设

多媒体：播放美国农场种植棉花爆发了棉铃虫病虫害视频

引导：请问从基因工程的角度如何培育出抗虫棉

列举：棉花本身不能抵抗棉铃虫，但是有一种微生物叫苏云金芽孢杆菌细胞内有抗虫的基因，表达出毒蛋白能将棉铃虫毒死。请问如何将抗虫基因转移到棉花体内？

引导：定向改造生物的新技术——基因工程。基因工程的三大工具：限制性内切酶、DNA连接酶、运载体

二、师生互动

（1）基因工程的原理

指导学生阅读教材内容，通过提问的方式指导学生找出概念中的关键词语，并让学生理解基因工程概念，引导学生独立完成。最后归纳列表，便于学生的记忆。

概念：在生物体外，通过对DNA分子进行人工“剪切”和“拼接”，对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入受体细胞进行无性繁殖，使重组基因在受体细胞内表达，产生出所需要的基因产物。

（2）基因操作的工具

利用多媒体课件演示抗虫棉培育过程示意图，同时提出讨论问题，进行分组讨论，最后交流讨论结果，教师进行归纳总结。

思考：在以上的基因工程培育的过程中，关键步骤或难点是什么？

引导：关键步骤的完成过程中都要用到基因操作工具，并使学生形象地记忆“工具”的作用。

A基因的剪刀——限制性内切酶（简称限制酶）。

通过演示多媒体动画，将限制酶的作用过程进行动态演示，使学生理解抽象的知识内容。 ①存在：主要是存在于微生物细胞中。②特性：一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的切点切割DNA分子。③作用结果：得到具有黏性末端或平末端的DNA片段，如大肠杆菌中的EcoR I，能够专一识别GAATTC的序列，并在G和A之间将这段序列切开。

B基因的针线——DNA连接酶

从DNA的结构入手，利用多媒体动画演示连接酶的连接部位，利用形象的比喻使学生更容易接受和理解。DNA连接酶的作用是在DNA分子的连接过程中，黏合脱氧核糖和磷酸之间的缺口，即将由同一种限制酶切割后的黏性末端的脱氧核糖和磷酸连接起来。

C基因的运输工具——运载体

对于运载体的教学，应使学生形象地理解运载体的作用、种类及其所具备的条件。目前常用的运载体有质粒、噬菌体、动植物病毒等。其中，质粒存在于细菌及酵母菌等生物中，是拟核或细胞核外能够自我复制的很小的环状DNA分子。

学习完这些操作工具后，再来看看现有的基因工程的成果，大家一起思考下这些工具到底怎样操作才能完成基因工程的过程呢？

归纳：请学生写出基因工程操作的操作过程。

总结：提取目的基因→构建基因表达载体→目的基因导入受体→目的基因检测与鉴定

三、板书设计

一、基因工程的原理

基因工程的别名

基因拼接技术或DNA重组技术

操作对象

操作水平

DNA分子水平

原理

操作环境

结果（目的）

定向地改造生物的遗传性状

基因

基因重组

生物体外

二、基因操作的工具

1基因的剪刀——限制性内切酶

2基因的针线——DNA连接酶

3基困的运输工具——运载体

四、课堂总结及布置作业

复习基因工程操作的基本步骤和重要工具，完成习题