《DNA重組技術(shù)的基本工具》教學(xué)設(shè)計(jì)教學(xué)目標(biāo)知識(shí)與技能①簡(jiǎn)單描述基因工程的概念及目的。②說(shuō)出DNA重組技術(shù)的三個(gè)工具及各工具的特點(diǎn)和用途。③利用DNA重組技術(shù)的工具解答有關(guān)題目。過(guò)程與方法（1）通過(guò)對(duì)圖片、動(dòng)畫(huà)等的觀察，讓學(xué)生學(xué)會(huì)科學(xué)的觀察方法，培養(yǎng)觀察能力。（2）通過(guò)利用課本以外的資料和網(wǎng)絡(luò)信息解決學(xué)習(xí)中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)的能力。（3）通過(guò)多媒體課件對(duì)基本概念、基本原理的學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與教學(xué)過(guò)程的探究活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生的獲取新知的能力、分析和解決問(wèn)題的能力及交流與合作的能力。情感態(tài)度與價(jià)值觀（1）通過(guò)學(xué)習(xí)基因工程的概念，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到科學(xué)研究需要的嚴(yán)謹(jǐn)，激發(fā)為祖國(guó)而奮斗的精神。（2）通過(guò)學(xué)習(xí)基因操作的工具，使學(xué)生樹(shù)立結(jié)構(gòu)與功能相統(tǒng)一的辯證唯物主義觀念。教學(xué)重點(diǎn)DNA重組技術(shù)所需要的三種基本工具的作用；基因工程載體需要具備的條件教學(xué)難點(diǎn)DNA重組技術(shù)所需要的三種基本工具的作用；基因工程載體需要具備的條件教學(xué)方法以探究法、談話法、材料教學(xué)法相結(jié)合。教學(xué)用具多媒體課件課時(shí)安排2課時(shí)教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)與反思教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)與反思【教學(xué)過(guò)程】一、復(fù)習(xí)導(dǎo)入:教師活動(dòng)：投影幻燈片，引導(dǎo)學(xué)生思考、分析討論。1．遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)是什么？2．生物體遺傳的基本單位是什么？3．為什么生物界的各種生物間的性狀有如此大的差別呢？4．生物的性狀是怎樣表達(dá)的？5．各種生物的性狀都是基因特異性表達(dá)的結(jié)果，那么，人類(lèi)能不能改造基因呢？使原來(lái)本身沒(méi)有某一性狀的生物而具有某個(gè)特定的性狀呢？6．各種生物間的性狀千差萬(wàn)別，這是為什么呢？引導(dǎo)學(xué)生回答：生物體的不同性狀是基因特異性表達(dá)的結(jié)果。教師舉例：1．青霉菌能產(chǎn)生對(duì)人類(lèi)有用的抗生素——青霉素2．豆科植物的根瘤菌能夠固定空氣中的氮?dú)?．人的胰島B細(xì)胞能分泌胰島素調(diào)節(jié)血糖的濃度教師提問(wèn)：以上幾種生物各有其特定的性狀，這些性狀都是基因特異性表達(dá)的結(jié)果。但是人類(lèi)能不能改造基因呢？在引導(dǎo)學(xué)生思考、探究的同時(shí)引出本節(jié)課題。二、講授新課:1．基因工程的概念：課前布置學(xué)生自學(xué)教材上的知識(shí)內(nèi)容，讓學(xué)生理解基因工程的概念，并引導(dǎo)學(xué)生回答表中內(nèi)容?；蚬こ痰膭e名基因拼接技術(shù)或DNA管理費(fèi)用技術(shù)操作環(huán)境生物體外操作對(duì)象基因操作水

DNA分子水平基本過(guò)程剪切——拼接——導(dǎo)入——表達(dá)結(jié)果人類(lèi)需要的基因產(chǎn)物教師活動(dòng)：投影問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生討論，引出基因操作的工具。基因工程的操作水平是在DNA分子水平進(jìn)行的，所以用普通的操作工具能夠在如此微觀的條件下操作嗎？2．基因操作的工具基因工程培育抗蟲(chóng)棉的簡(jiǎn)要過(guò)程蘇云金芽孢桿菌基因工程培育抗蟲(chóng)棉的簡(jiǎn)要過(guò)程蘇云金芽孢桿菌（有抗蟲(chóng)特性）提取抗蟲(chóng)基因普通棉花（無(wú)抗蟲(chóng)特性）棉花細(xì)胞（含抗蟲(chóng)基因）與運(yùn)載體DNA拼接、導(dǎo)入棉花植株（有抗蟲(chóng)特性）學(xué)習(xí)探究1：在基因工程培育抗蟲(chóng)棉的過(guò)程中，關(guān)鍵步驟或難點(diǎn)是什么？學(xué)生活動(dòng)：分析、討論，學(xué)生與教師共同對(duì)基因工程關(guān)鍵歸納總結(jié)。關(guān)鍵步驟一：抗蟲(chóng)棉從蘇云金孢桿菌細(xì)胞內(nèi)提取。關(guān)鍵步驟二：抗蟲(chóng)基因與運(yùn)載體DNA拼接。關(guān)鍵步驟三：抗蟲(chóng)基因進(jìn)入棉花細(xì)胞。學(xué)習(xí)探究2：怎樣才能在蘇云金芽孢桿菌DNA分子中的眾多基因中找到所需抗蟲(chóng)基因呢？又怎樣將它從DNA長(zhǎng)鏈中提取出來(lái)？又如何將提取出的抗蟲(chóng)基因與棉花細(xì)胞的DNA結(jié)合在一起呢？引導(dǎo)學(xué)生探究、分析、總結(jié)：（1）“分子手術(shù)刀”又叫基因剪刀——限制性?xún)?nèi)切酶分布：主要在微生物中作用特點(diǎn)：特異性，即識(shí)別特定的核苷酸序列，切割特定的切點(diǎn)。結(jié)果：產(chǎn)生黏性末端（堿基互補(bǔ)配對(duì)）。播放投影幻燈片的實(shí)例。（2）“分子縫合針”又叫基因針線——DNA連接酶連接部位：磷酸二酯鍵。結(jié)果：兩個(gè)相同的黏性末端的連接。DNA連接酶作用示意圖DNA連接酶作用示意圖C︱GAATTG︱CTTAA︱︱︱︱?qū)W習(xí)探究3：用DNA連接酶連接兩個(gè)相同的黏性末端要連接幾個(gè)磷酸二酯鍵？用限制性?xún)?nèi)切酶切一個(gè)特定基因要切斷幾個(gè)磷酸二酯鍵？（3）“分子運(yùn)輸車(chē)”又叫基因的運(yùn)輸工具——基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體作用：將外源基因送入受體細(xì)胞。具備的條件：能在宿主細(xì)胞內(nèi)復(fù)制并穩(wěn)定地保存；具有多個(gè)限制酶切點(diǎn)；具有某些標(biāo)記基因。種類(lèi)：質(zhì)粒、噬菌體和動(dòng)植物病毒。質(zhì)粒的特點(diǎn)：質(zhì)粒是基因工程中最常用的運(yùn)載體；最常用的質(zhì)粒是大腸桿菌的質(zhì)粒；是細(xì)胞染色體外能自我復(fù)制的小型環(huán)狀DNA分子；質(zhì)粒的大小只有普通細(xì)菌染色體的1%左右；存在于許多細(xì)菌及酵母菌等微生物中；質(zhì)粒的存在對(duì)宿主細(xì)胞生存沒(méi)有決定性的作用；質(zhì)粒的復(fù)制只能在宿主細(xì)胞內(nèi)完成。（自身細(xì)胞中也可）學(xué)習(xí)探究4：1.質(zhì)粒上會(huì)存在某些標(biāo)記基因，這些標(biāo)記基因有什么用途？2.要想將某個(gè)特定基因與質(zhì)粒相連，需要用幾種限制性?xún)?nèi)切酶和幾DNA連接酶處理？三、課堂小結(jié):本節(jié)課主要學(xué)習(xí)基因工程的基本概念和基因工程的基本操作工具，要充分利用自己查找和老師提供的教學(xué)資料進(jìn)行學(xué)習(xí)探究。在質(zhì)粒的認(rèn)識(shí)上還要提高。四、課堂練習(xí):1.有關(guān)基因工程敘述正確的是（）A.限制酶只在獲得目的基因時(shí)才用B.重組質(zhì)粒的形成是在細(xì)胞內(nèi)完成的C.質(zhì)粒都可作為運(yùn)載體D.蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)可為合成目的基因提供資料2.下列關(guān)于酶的說(shuō)法不正確的是（）A.限制酶廣泛存在于各種生物中，微生物中很少分布B.一種限制酶只能識(shí)別一種特定的核苷酸序列C.不同的限制酶切割DNA的切點(diǎn)不同D.限制酶的作用主要是用來(lái)提取目的基因3.下列哪項(xiàng)不是基因工程中經(jīng)常使用的用來(lái)運(yùn)載目的基因的載體（）A.細(xì)菌質(zhì)粒B.噬菌體C.動(dòng)植物病毒D.細(xì)菌核區(qū)的DNA4.下列說(shuō)法正確的是（）連接酶最初是從人體細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)的B.限制酶的切口一定是GAATTC堿基序列C.質(zhì)粒是基因工程中唯一用作運(yùn)載目的基因的運(yùn)載體D.利用運(yùn)載體在宿主細(xì)胞內(nèi)對(duì)目的基因進(jìn)行大量復(fù)制的過(guò)程可稱(chēng)為“克隆”世紀(jì)70年代，創(chuàng)立了一種新興的生物技術(shù)——基因工程，實(shí)施該工程的最終目的是（）A.定向提取生物體的DNA分子B.定向地對(duì)DNA分子進(jìn)行人工剪切C.在生物體外對(duì)DNA分子進(jìn)行改造D.定向地改造生物的遺傳性狀6.下列關(guān)于基因工程的敘述中錯(cuò)誤的是（）A.基因工程的出現(xiàn)使人類(lèi)有可能按照自己的意愿定向改造生物，培育新品種B.基因工程技術(shù)是唯一能沖破遠(yuǎn)緣雜交不親和障礙，培育生物新類(lèi)型的方法C.基因工程的基本工具是：限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶和基因的運(yùn)載體D.基因工程的研究成果，目前大多需要通過(guò)發(fā)酵工程和酶工程來(lái)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化7.在基因工程中，作為基因運(yùn)輸工具的運(yùn)載體，下列特征除哪項(xiàng)外，都是運(yùn)載體必須具備的條件（）A.能夠在宿主細(xì)胞中復(fù)制，并穩(wěn)定地保存B.具有多個(gè)限制酶切點(diǎn)C.必須是細(xì)菌的質(zhì)?；蚴删wD.具有某些標(biāo)記基因五、布置作業(yè):1.番茄在運(yùn)輸過(guò)程中，由于過(guò)早成熟而易腐爛。應(yīng)用基因工程技術(shù)，通過(guò)抑制某種促進(jìn)果實(shí)成熟激素的合成能力，可使番茄貯藏時(shí)間延長(zhǎng)，培育成耐貯藏的番茄新品種，這種轉(zhuǎn)基因番茄已于1993年在美國(guó)上市。請(qǐng)回答：（1）促進(jìn)果實(shí)成熟的重要激素是，它能夠發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)類(lèi)型有、和。（2）在培育轉(zhuǎn)基因番茄的基因操作中，所用的基因的“剪刀”是，基因的“針線”是，基因的“運(yùn)輸工具”是。（3）與雜交育種、誘變育種相比，通過(guò)基因工程來(lái)培育新品種的主要優(yōu)點(diǎn)是、和。答案：（1）乙烯；加成；氧化，聚合（2）限制酶；DNA連接酶；運(yùn)載體（3）目的性強(qiáng)；育種周期短；克服遠(yuǎn)緣雜交的障礙2.根據(jù)下面實(shí)驗(yàn)原理和材料用具，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)選擇運(yùn)載體——質(zhì)粒，探究質(zhì)粒的抗菌素基因所合成的抗菌素類(lèi)別。實(shí)驗(yàn)原理：作為運(yùn)載體的質(zhì)粒，須有標(biāo)記基因，這一標(biāo)記基因是抗菌素抗性基因。故凡有抗菌素抗性的細(xì)菌，其質(zhì)粒才可能用作運(yùn)載體。材料用具：青霉素、四環(huán)素的10萬(wàn)個(gè)單位溶液、菌種試管、滅菌的含細(xì)菌培養(yǎng)基的培養(yǎng)皿、酒精燈、接種環(huán)、一次性注射器、蒸餾水、恒溫箱。方法步驟：第一步：取三個(gè)含細(xì)菌培養(yǎng)基的培養(yǎng)皿并標(biāo)1、2、3號(hào)，在酒精燈旁，用三支注射器，分別注入1亳升蒸餾水、青霉素、四環(huán)素液，并使之分布在整個(gè)培養(yǎng)基表面。第二步：將接種環(huán)在酒精燈火焰上方灼燒滅菌，并在酒精燈火焰旁取種，然后對(duì)三個(gè)培養(yǎng)皿接種。第三步：將接種后的三個(gè)培養(yǎng)皿放入37度的恒溫箱中培養(yǎng)24小時(shí)。預(yù)期結(jié)果分析：（1）設(shè)置1號(hào)的目的是，出現(xiàn)的現(xiàn)象是。（2）如果1、2、3號(hào)培養(yǎng)皿的細(xì)菌都正常生長(zhǎng)說(shuō)明；如果1、2號(hào)培養(yǎng)皿的細(xì)菌能正常生長(zhǎng)，3號(hào)培養(yǎng)皿的細(xì)菌不能正常生長(zhǎng)則說(shuō)明；