DNA重組技術(shù)的基本工具教學(xué)設(shè)計

1、DNA重組技術(shù)的基本工具教學(xué)設(shè)計教學(xué)目標1. 簡述DNA重組技術(shù)所需三種基本工具的作用。2認同基因工程的誕生和發(fā)展離不開理論研究和技術(shù)創(chuàng)新。教學(xué)重難點.教學(xué)重點DNA重組技術(shù)所需的三種基本工具的作用。教學(xué)難點 基因工程載體需要具備的條件教學(xué)工具多媒體教學(xué)過程引入：胰島素是唯一能降低血糖的激素。 科學(xué)家將人胰島素基因?qū)说酱竽c桿菌細胞內(nèi)， 使大腸桿菌生產(chǎn)人類的胰島素， 為糖尿病治療提供有效而廉價的藥物； 人們還可以將細菌內(nèi) 抗蟲基因轉(zhuǎn)移到普通棉花細胞內(nèi)，培育出了自身就可以抵御害蟲的新品種抗蟲棉。（1 ）獲得上述科研成果，運用的生物技術(shù)是什么？（2）獲得上述科研成果的操作步驟是什么？（3）上述操作

2、過程中所運用到的工具有哪些？我們在必修本中學(xué)習(xí)了有關(guān)遺傳的知識，知道了遺傳學(xué)的基本理論，如DNA是遺傳物質(zhì)的證明，DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)和中心法則等，在本專題中我們將應(yīng)用遺傳學(xué)的知識來學(xué)習(xí)基因工 程的相關(guān)內(nèi)容。首先了解一下基因工程的誕生和發(fā)展。（ 閱讀課本：科技發(fā)展之路 ）（板書）一?；蚬こ痰恼Q生和發(fā)展 那什么叫基因工程呢？（板書）二?；蚬こ痰母拍?理解定義：完成表格基因工程的別名基因拼拷技術(shù)或DNA重組技術(shù)操作環(huán)境+生物即外心操作對象基甌操作水平卩DNA分子水平Y(jié)基本過程心剪切一拼接一導(dǎo)入表達'實質(zhì)心基丙重絹門人類需蓼的基因產(chǎn)物心師：我們知道基因工程是在分子水平上進行設(shè)計施工的，由于

3、DNA分子太小，因此必須借助什么才能完成 DNA分子的 剪切、拼接和導(dǎo)入等。中國有句俗語叫“沒有金剛鉆兒，不攬瓷 器活兒”?？茖W(xué)家們在實施基因工程之前，苦苦求索，終于找到了實施基因工程的三種“金 剛鉆兒”，使基因工程的設(shè)想成為了現(xiàn)實。這三種“金剛鉆兒”，一是準確切割 DNA的工具,“分子手術(shù)刀”一一限制酶；二是DNA片段的連接工具，“分子縫合針” 一一DNA連接酶；三是基因轉(zhuǎn)移工具，“分子運輸車” 一一基因進入受體細胞的載體。下面我們就來學(xué)習(xí)這方 面的內(nèi)容。二?；蚬こ痰幕竟ぞ呶覀兪紫葋硌芯恳幌聹蚀_切割DNA的工具，“分子手術(shù)刀” 一一限制酶1 .限制性核酸內(nèi)切酶-“分子手術(shù)刀”師：在進入對

4、限制酶的學(xué)習(xí)時，你們可能最關(guān)心的是這種工具酶到哪里去尋找。我們不妨先思考下面幾個問題思考：1.自然界是否存在一種生物的DNA進入另一生物的情況？（噬菌體侵染細菌的實驗）2動物容易讓外來 DNA侵入自身而得以遺傳嗎？為什么？植物呢？3作為單細胞的生物來講，沒有那么復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)，它如何來抵抗入侵的外源（生物體有的有免疫系統(tǒng)，如動物；有的有保護作用的組織、器官，如植物）DNA保護自身呢(只有讓外來的 DNA失效，才能保護自身。)師：那么怎樣才能讓 DNA失效？生：用DNA酶，因為在必修課本中學(xué)過。師：用DNA酶，那么生物自身的 DNA不也要失效了嗎？生：一種特殊的酶，能切割外來的DNA而對自身不

5、切割。師：根據(jù)你們的分析可知，這種酶可能是一種不同于DNA酶的、我們還沒有認識的酶。 我們討論至此，同學(xué)們是否有了從哪里獲得這種酶的意向？生：到單細胞的生物中去找。閱讀課本“分子手術(shù)刀”完成下面問題：(1) 主要來源 : 從原核生物中分離出來的 .特點：識別DNA特定的核苷酸序列，切斷兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵，即酶的專一性。(師：以上這句話， 說出了兩層意思。 一是識別特定核苷酸序列。 請同學(xué)們看圖， EcoRI 只能識別GAATTC勺核苷酸序列，Smal只識別CCCGG的核苷酸序列。第二層意思是從特定 部位的兩個核苷酸之間切開。請同學(xué)們看圖，EcoRI就從G和A之間切開，Smal就從C和G

6、之間切開。 師：剛才我們提到科學(xué)家們已經(jīng)分離出 4 000 多種限制酶。由于酶的不同， 它們識別的特定核苷酸序列也不同。)(3) 作用機理：只催化磷酸二酯鍵斷裂，不作用于連接堿基對的氫鍵。( 4)作用方式：可分為錯位切和平位切。( 5)作用結(jié)果：兩種形式一種形成黏性末端，一種形成平末端( 師：那么這兩種末端是如何形成的呢？請從書中找到答案。生：限制酶在它識別序列的中心位置兩側(cè)將DNA兩條單鏈分割開，就形成黏性末端，而從識別序列的中心位置切開就產(chǎn)生平末端。)師：要想獲得某個特定性狀的基因必須要用限制酶切幾個切口？可產(chǎn)生幾個黏性末端？ 生：要切兩個切口，產(chǎn)生四個黏性末端。思考：以中軸線雙側(cè)的 DN

7、A上堿基呈反向?qū)ΨQ，重復(fù)排列。2. DNA 連接酶 “分子縫合針”引入：將切下來的DNA片段拼接成性的DNA分子，是靠DNA連接酶來完成的。下面我們來研 究DNA片段的連接工具，“分子縫合針”DNA連接酶。師：開始時，我們學(xué)習(xí)了限制酶切割后有兩種不同的結(jié)果，一種產(chǎn)生黏性末端，一種產(chǎn)生平末端。那么恢復(fù)它們的連接，所用DNA連接酶是否可以不加選擇？同學(xué)們應(yīng)從書中求得真知， 自己解答這個問題。閱讀課本 DNA 連接酶 “分子縫合針” 完成下面問題：生：應(yīng)該有所選擇。因為E - coli DNA連接酶只能將雙鏈 DNA片段黏性末端之間連接起來， 不能將雙鏈DNA片段平末端之間連接起來。T4 DNA連接酶既可“縫合”雙鏈黏性末端，也可“縫合”雙鏈 DNA的平末端， 但平末端之間連接的效率比較低。(1) 作用：將雙鏈DNA恢復(fù)被限制酶切開的兩個核苷酸之間的 .(2) 連接的部位：磷酸和脫氧核糖之間的鍵：磷酸二酯鍵(梯子的扶手)種類：E.coli DNA 連接酶：只能縫合DNA的T4 DNA連接酶：既可縫