DNA重组技术的基本工具(市级公开课)(2)
重组DNA技术的基本工具
联系旧知，激发兴趣
多媒体展示学习目标，强调重难点
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？
投 影问题引导学生讨论， 引出基因操作的工具。
投影基因工程抗虫棉的简要过程。
由实例引出
关键步骤一：抗虫棉从苏云金孢杆菌细胞内提取。
2．基因操作的工具
（1）“分子手术刀”——限制性内切酶：分布：作用特点：结果：
（2）“分子缝合针”——DNA连接酶：连接部位：结果：
（3） “分子运输车”——基因进入受体细胞的载体
作用：具备的条件：种类
课后反思
当堂ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ测结果分析（含疑难问题）：
针对以上结果反思教学行为（含思想交流）：
授课：1．基因工程的概念：
别名：
操作环境；
操作对象：
操作水平：
基本过程：
结果：
2．基因操作的工具
阅读教材，看图回答
实质是基因工程的基本操作程序：目的基因的获取，基因表达载体的构建，将目的基因导入受体细胞，目的基因的检测与鉴定
阅读教材，回答问题
阅读教材回答相关问题
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？
学习指导案
课题
DNA重组技术的基本工具
授课时间
课型
新授
主备人
教材分析
《DNA重组技术的基本工具》是人教版生物选修三专题一《基因工程》的第一节，本节内容主要是介绍了DNA重组技术的三种基本工具，是学习《基因工程的基本操作程序》的基础和前提。
学情基础分析及预习导学
学生在必修课中已经学习过关于基因工程的基础知识，对于本部分内容已经有了初步了解，所以学习起来应该不会有太大的困难。
DNA重组技术的基本工具
DNA重组技术的基本工具“工欲善其事，必先利其器”。
我国拥有自主知识产权的转基因抗虫棉，就是通过精心设计，用“分子工具”构建成的。
培育抗虫棉首先要在体外对含有抗虫基因的DNA分子进行“切割”、改造、修饰和“拼接”，然后，导入棉花体细胞内，并使重组DNA在细胞中表达。
实现这一精确的操作过程至少需要三种工具，即准确切割DNA的“手术刀”、将DNA片段再连接起来的“缝合针”将体外重组好的DNA导入受体细胞的“运输工具”。
科学家已经找到并运用了这三种必需的工具，才使培育抗虫棉这一奇妙构想变成了现实（图1-1）。
图1-1 抗虫棉（左侧为对照）寻根问底根据你所掌握的知识，你能推测这类酶存在于原核生物中的作用是什么吗限制性核酸内切酶——“分子手术刀”切割DNA的工具是限制性核酸内切酶（restrictionen donucleases)，又称限制酶（restriction enzyme）。
这类酶主要是从原核生物中分离纯化出来的。
迄今已从近300种不同的微生物中分离出了约4000种限制酶。
它们能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键（图1-2）断开。
大多数限制酶的识别序列由6个核苷酸组成，例如，Eco RI、Sma I限制酶识别的序列均为6个核苷酸，也有少数限制酶的识别序列由4、5或8个核苷酸组成。
DNA分子经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式—黏性末端和平末端（图1-3）。
当限制酶在它识别序列的中心轴线（图中虚线）两侧将DNA的两条链分别切开时，产生的是黏性末端，而当限制酶在它识别序列的中心轴线处切开时，产生的则是平末端。
生物技术资料卡限制酶的名字怎么起限制酶的名字是怎么起的呢是用生物属名的头一个字母与种名的头两个字母，组成了3个字母的略语，以此来表示这个酶是从哪个生物中分离出来的。
例如，一种限制酶是从大肠杆菌（Escherichia coli）的R型菌株分离来的，就用字母Eco R表示；如果它是从大肠杆菌R菌株中分离出来的第一个限制酶.则进一步表示成Eco RI 。
DNa重组技术的基本工具(市公开课)
基因操作的基本步骤
基因工程的成果与发展前景
基因工程与医药卫生 生产基因工程药品 用于基因诊断与基因治疗 基因工程与农牧业、食品工业 培育高产、稳产和具有优良品质的动植物新品种 培育具有各种抗逆性的动植物新品种 为人类开辟新的食物来源 基因工程与环境保护 用于环境监测
用于被污染环境的净化
基因工程与医药卫生
基因操作的基本步骤
DNA重组技术的基本工具
限制性核酸内切酶——“分子手术刀” DNA连接酶——“分子缝合针” 基因进入受体细胞的载体——“分子运 输车”
(一)限制性核酸内切酶——“分子手术刀”
分布：主要在原核生物中 作用特点：特异性，即识别 特定核苷酸序列，切 割特定切点 切点：磷酸二酯键 举例：EcoRI限制酶能识别 GAATTC序列，并 在G和A之间切开
3、下列黏性末端属于同种限制酶切割而成的 是（ A ） ① T C G ② A A T T C
A G C T T A A
A G G T T C C A G
③
④
A G C T T C A G
A、①②
选 我
B、①③ C、①④ D、②③ ） B、DNA酶 D、运载体
4、下列哪一种酶是基因工程的工具酶（ A A、DNA连接酶 C、RNA酶
1、下列不适合用于基因工程的运载体 是（ C ） A、质粒 B、噬菌体 选 审题 我 C、细菌 D、病毒 2、下列说法正确的是：（ D ） A、限制酶的切口一定是GAATTC碱基序列 B、质粒是基因工程中唯一的运载体 C、重组技术所用的工具酶是限制酶、 连接酶、运载体 选 D、利用运载体在宿主细胞内对目的基因 我 进行大量复制的过程可称为“克隆”
2、环境污染治理
基因工程做成的“超级细菌”能吞食和分解 多种污染环境的物质。
生物重组dna技术的基本工具
生物重组DNA技术是利用基因工程方法对DNA分子进行重新组合和修改的技术。
下面是生物重组DNA技术中常用的基本工具：限制性内切酶（Restriction Enzymes）：这些酶能够识别DNA的特定序列，并在该序列上切割DNA分子。
限制性内切酶可以用于切割目标DNA和载体DNA，以便进行重组。
DNA连接酶（DNA Ligase）：这种酶能够将两条DNA分子的断裂末端连接在一起，形成一个完整的DNA分子。
DNA连接酶用于将目标DNA片段与载体DNA片段连接起来，构建重组DNA。
DNA聚合酶（DNA Polymerase）：DNA聚合酶能够在DNA模板上合成新的DNA链。
在重组DNA技术中，DNA聚合酶可用于扩增目标DNA片段，进行PCR（聚合酶链式反应）等操作。
电泳装置（Electrophoresis Apparatus）：电泳装置用于将DNA分子按照大小进行分离和纯化。
通过电泳，可以根据目标DNA的大小和电荷特性对其进行分离和检测。
载体（Vector）：载体是用于携带和复制重组DNA的DNA分子，如质粒或病毒。
载体提供了重组DNA在细胞中复制和表达的环境。
转化（Transformation）：转化是将重组DNA导入目标细胞中的过程。
通过转化，重组DNA 可以被细胞摄取并稳定地存在于细胞内。
DNA测序技术（DNA Sequencing）：DNA测序技术用于确定DNA分子的核酸序列。
它是生物重组DNA技术中重要的工具，可用于验证重组DNA的正确性和准确性。
这些基本工具在生物重组DNA技术中起着关键的作用，使研究人员能够对DNA进行精确的操作和修改，从而实现基因的克隆、重组和表达。
DNA重组技术的基本工具(市级公开课)
工的。在基因操作的基本步骤中，不进行碱
基互补配对的步骤是
（ C）
A、人工合成目的基因
B、目的基因与运载体结合
C、将目的基因导入受体细胞
D、目的基因的检测和表达
C TT AA G
二、分子缝合针——DNA连接酶
DNA连接酶的作用过程：
A
T
T
A
连接酶连接磷酸二酯键
G
C
CG5A来自磷41
酸
3
2
二
酯
5
T
键
4
1
3
2
作用部位： 是磷酸二酯键（扶手）
不是氢键（梯子）
DNA连接酶将两条DNA链连接起来的酶。
连接酶种类： 分类
E.coli DNA连接酶
作用 连接黏性末端
课本知识回顾
1、基因工程又叫做 基因拼接技术 或 DNA重。组通技俗术地说，就是按照 人们的意愿，把一种生物的某种 提取出来，加以基因 ， 然后放到另修一饰种改生造物的细胞里，
改造生物的遗传性状。
定向地
2、DNA 重组技术的基本工具
“分子手术刀” ─限─制（性核酸内切）酶 “分子缝合针” ── DNA连接酶 “分子运输车”──
T4DNA连接酶
连接黏性末端和平末端
DNA聚合酶和DNA连接酶有何相同点和 不同点？
DNA连接酶 DNA聚合酶
连接DNA链 双链
单链
连接部位
在两DNA片 断之间形成 磷酸二脂键
将单个核苷酸加 到已存在的核酸 片断3’末端形成 磷酸二脂键
核苷酸分子的连接：DNA聚合酶连接单链DNA
把单个脱氧核苷酸连接到DNA片段上
A
T
T
A
DNA重组技术的基本工具高中生物教案优秀范文
DNA重组技术的基本工具高中生物教案优秀范文DNA重组技术的基本工具》是人教版生物选修三专题一《基因工程》的第一节，本节内容主要是介绍了DNA重组技术的三种基本工具，是学习《基因工程的基本操作程序》的基础和前提。
下面是我为大家预备好的内容，盼望对你们有所关心，DNA重组技术的基本工具高中生物教案优秀范文一教学目标1.学问目标：1)简述基础理论讨论和技术进步催生了基因工程。
2)简述DNA重组技术所需的三种基本工具。
2.力量目标：运用所学DNA重组技术的学问，模拟制作重组DNA模型。
3.情感、态度和价值观目标：1)关注基因工程的进展。
2)认同基因工程的诞生和进展离不开理论讨论和技术创新。
教学重点和难点1、教学重点DNA重组技术所需的三种基本工具的作用。
2、教学难点基因工程载体需要具备的条件。
学情分析同学在必修课中已经学习过关于基因工程的基础学问，对于本部分内容已经有了初步了解，所以学习起来应当不会有太大的困难。
TJTgoqeu6a教学方法1、学案导学：见学案。
2、新授课教学基本环节：预习检查、总结怀疑→情境导入、展现目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→发导学案、布置预习TJTgoqeu6a课前准备1.同学的学习预备：预习《DNA重组技术的基本工具》，初步把握DNA重组技术所需的三种基本工具的作用。
TJTgoqeu6a2.老师的教学预备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延长拓展学案。
七、课时支配：1课时教学过程(一预习检查、总结怀疑。
检查同学落实预习状况并了解同学的怀疑，使教学具有针对性。
?二)情景导入、展现目标。
老师首先提问：我们以前在哪部分学习过基因工程?必修二从杂交育种到基因工程)回想一下，转基因抗虫棉是怎样培育出来的?经过了哪些主要步骤?实质是基因工程的基本操作程序：目的基因的猎取，基因表达载体的构建，将目的基因导入受体细胞，目的基因的检测与鉴定)TJTgoqeu6a从这节课开头，我们将深化学习基因工程，今日我们来学习DNA 重组技术的基本工具。
DNA重组技术的基本工具 课件
基因工程概念
基因工程是指按照人们的意愿，进行 严格的设计，并通过体外DNA重组和 转基因等技术，赋予生物以新的遗传特 性，从而创造出更符合人们需要的新的 生物类型和生物产品。
由于基因工程是在DNA分子水平上进 行设计和施工的，因此又叫做DNA重 组技术
定向改造生物啦！
基因工程相关要点
种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部 位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开（切割 DNA分子） 作用结果： 形成平未端（SmaI）及黏性未端（EcoRI）
2.DNA连接酶——“分子缝合针” 1)、种类： E·coli DNA连接酶（黏性末端）
T4 DNA连接酶 （黏性末端和平末端）
2)、作用部位：磷酸二酯键
我复制并稳定存在 具一个或多个限制酶切位点 具标记基因
质粒、λ噬菌体衍生物、动植物病毒
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
实质
基因重组
结果
新生物类型、生物产品
重难点剖析: 基因工程的“专用工具”
1.限制性核酸内切酶 黏性末端
来Ec源oR：I 主要从原核细黏胞性分末离端 作用：一种限制性内切酶只能识别双链DNA分子的某
DNA连接酶可把平未端或黏性末端之间的缝隙 “缝合”起来，即相当于把梯子两边的扶手的断 口连接起来，这样一个重组DNA分子就形成了。
3.分子运载车——运载体 （1） 作用： 将目的基因送入受体细胞
（2） 具备的条件：
a.能自我复制. b.具有一个或多个酶切位点. c.有标记基因. d.对受体细胞无害. （3）种类： 质粒、噬菌体、动植物病毒
DNA重组技术的基本工具作业(2)
DNA重组技术的基本工具作业（2)命题人：邓颖一、单选题1．下列关于质粒的叙述，正确的是( D )A．细菌质粒和真核细胞DNA的基本结构单位不同B．细菌质粒的复制过程是在细胞外独立进行的C．质粒是原核细胞中蛋白质合成的场所D．质粒是能够自主复制的小型环状DNA分子2．基因工程技术引起的生物变异属于（B）A．染色体变异B．基因重组C．基因突变D．不可遗传的变异3．限制酶是一群核酸切割酶，可辨识并切割DNA分子上特定的核苷酸碱基序列。
如图为四种限制酶BamHI，EcoRI，HindⅢ以及BgIⅡ的辨识序列：箭头表示每一种限制酶的特定切割部位，其中哪两种限制酶所切割出来的DNA片段末端，可以互补结合其正确的末端互补序列为( B )kA．BamHI和EcoRI；末端互补序列—AATT—B．BamHI和BgIⅡ；末端互补序列—GATC—C．BamHI和HindⅢ；末端互补序列—GATC—D．EcoRI和HindⅢ；末端互补序列—AATT—4．下面是4种限制酶所识别的DNA分子序列和剪切位点图（↓表示剪切点、切出的断面为黏性末端）：限制酶1：——↓GATC——限制酶2：——CATG↓——限制酶3：——G↓GATCC——限制酶4：——CCGC↓GG——请指出下列哪项表达正确( B )A．在使用限制酶的同时还需要解旋酶B．限制酶1和3剪出的黏性末端相同C．限制酶1、2、4识别的序列都是由4个脱氧核苷酸组成D．限制酶1和2切出的DNA片段可通过T4DNA连接酶拼接5．如图为某个基因的部分片段，关于该结构的叙述，正确的是( B )A．①所圈定的部位是腺嘌呤B．DNA连接酶作用于②处C．限制酶作用于③处D．解旋酶作用于④处6．基因工程技术也称为DNA重组技术，下列有关基因工程的说法错误的是( B)A．基因工程的基本原理是基因重组B．基因工程常用的工具酶有限制酶、DNA连接酶和运载体C．基因工程可以定向改造生物的性状D．基因工程常用的运载体有质粒、噬菌体和动植物病毒7．下图表示限制酶切割某DNA的过程，从图中可知，该限制酶能识别的碱基序列及切点是（ C ）A．CTTAAG，切点在C和T之间B．CTTAAG，切点在G和A之间C．GAATTC，切点在G和A之间D．CTTAAC，切点在C和T之间8．应用限制酶可将DNA片段定点切割，在此断开的键是（ A ）A．磷酸二酯键B．肽键C．氢键D．高能磷酸键9．下列不属于基因工程工具的是（ D ）A．限制性核酸内切酶B．运载体C．DNA连接酶D．RNA聚合酶10．质粒之所以能做基因工程的载体，是由于它( B )A．含蛋白质，从而能完成生命活动B．能够自我复制，且能保持连续性C．含RNA，能够指导蛋白质的合成D．具有环状结构，能够携带目的基因11．下列关于酶的说法，正确的是(D)A．限制酶广泛存在于各种生物中，其化学本质是蛋白质B．DNA连接酶可将单个核苷酸加到某个DNA片段的末端，形成磷酸二酯键C．不同的限制酶切割DNA后都会形成黏性末端D．一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列12．基因工程载体必须具备的条件中，错误的是( C)A．能在受体细胞中复制并稳定保存B．具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接C．能进入受体细胞中并控制其新陈代谢过程D．在限制酶切点外必须含有标记基因，便于筛选13．下图为DNA分子的片段，其中①②分别表示酶的作用部位，则相应的酶依次是( A )A．解旋酶、限制酶B．解旋酶、解旋酶C．限制酶、解旋酶D．限制酶、限制酶14．在基因工程中，常用的“剪刀”“针线”和“载体”分别指( A ) A．限制酶、DNA 连接酶、质粒B．噬菌体、质粒、DNA 连接酶C．限制酶、RNA 连接酶、质粒D．大肠杆菌病毒、质粒、DNA 连接酶二、非选择题15．生物学家利用基因工程技术通过生物反应器生产人的血清蛋白。
DNA重组技术的基本工具( 公开课)好
基因工程
基因工程的产物
如果我也能 捉老鼠就好 了！
这些定向改造基因 的设想能实现吗？
基因工程
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 操作对象 操作水平 实质 结果 生物体外 基因
DNA分子水平
基因重组 人类需要的基因产物
问题探讨：基因工程培育抗虫棉
苏云金芽孢杆菌
能识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列， 并且准确地在每一条中特定部位的两个核苷酸 之间切割。
以大肠杆菌细胞内获得得ECOR1为例
G
C
A
A T T C G
T
T
A
A G C
磷酸二酯键： 即连接脱氧核糖、 磷酸之间的化学 键
4、结果：形成两种末端
黏 性 末 端
黏性末端
平末端
平 末 端
中轴线 两侧的 双链 DNA上 的碱基 是反向 对称重 复排列 的。
1.下列关于限制酶的说法正确的是 A．限制酶广泛存在于各种生物中，但原核生物 中很少 B．一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列
C．不同的限制酶切割DNA后都会形成黏性末端
D．限制酶的作用部位是特定核苷酸形成的氢键
2．下列关于DNA连接酶的叙述中，正确的是 A．DNA连接酶连接的是两条链碱基对之间的氢 键 B．DNA连接酶连接的是黏性末端两条链主链上 的磷酸和脱氧核糖 C．DNA连接酶连接的是黏性末端两条链主链上 的磷酸和核糖 D．同一种DNA连接酶可以切出不同的黏性末端
（二）DNA连接酶
1、作用部位：磷酸二酯 键
分子缝合针
GAAT T C C T TAAG
P P
G
A
2、作用：把两条双链DNA片段 之间的缝隙“缝合”起来。
(讲课)DNA重组技术的基本工具 讲课
A）
C、RNA酶
D、运载体
4、下列哪项不是基因工程中经常使用的 用来运载目的基因的载体是：（ D ） • • • • A.细菌质粒 B.噬菌体 C.动植物病毒 D.细菌核区的DNA
例、（江苏2012）图1表示含有目的基因D的DNA片段长
度(bp即碱基对)和部分碱基序列，图2表示一种质粒
的结构和部分碱基序列。现有Msp I、BamH I、Mbo
运载体与载体区别 ：
运
本质
载
体
DNA
衍生物；动植物病毒等.
载 体 蛋白质
细胞膜上的载体蛋 白。
来源 细菌的质粒；噬菌体的
作用
将目的基因转移到宿主 运载进出细胞的某 细胞，并能在宿主细胞 些物质，控制小分 中对目的基因大量复制. 子物质跨膜运输 。
议一议：
1、从化学结构来看，运载体应 具备什么样的结构？ 双链DNA 不能
到哪里去寻找这种酶
2、基因的针线（分子缝合针）； ——DNA连接酶 3、基因的运输工具（分子运输车）。 ——运载体
1、分子手术刀——限制性核酸内切酶
来 源 种 类
主要从原核生物中分离纯化而来 已经分离出大约4000种 1、识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列
作 用
2、使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间 的磷酸二酯键断开。
3）运载体条件：
1）能够在宿主细胞中复制并稳定地保存。
2）具多个限制酶切点，以便与外源基因连接。 3）具有某些标记基因，便于进行鉴定和选择。 4）必须是安全的 ，对受体细胞无害。 5）载体DNA 分子应大小适中，以便于提取和操作。 最常用的是细菌质粒，还有λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等。
限制酶在DNA的任何部位都能将DNA切开吗？以下 是四种不同限制酶切割形成的DNA片段： (1) …CTGCA …G （4） …G …CTTAA (2) …AC …TG (5) G… ACGTC… (3) GC… CG… (6) …GC …CG
DNA 重组技术的基本工具课件
限制性核酸内切切割DNA的“手术刀——限制 性核酸内切酶
识别DNA特定的序列,使 DNA分子链的固定部位 分开。
.
磷酸
二酯键
限制酶：如何识别特定序列
2、将DNA片段再连接起来的“缝合针” ——DNA连接酶
DNA连接酶—能够 将两条DNA连接 起来的酶。
分类： E·coliDNA连接酶：
3，质粒DNA分子上有特殊的遗传标记基因，如 抗四环素、氨苄青霉素等标记基因，供重组 DNA的鉴定和选择。
总结
DNA重组技术 的三件工具： 限制性内切酶、 DNA连接酶、 质粒。
质粒 目的基因 限制性 内切酶
连接酶
重组质粒
连接黏性末端。 T4连接酶：
连接黏性末端和 平末端。
3、基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”
“分子运输车”——质粒
质粒：裸露、结构简单、 独立于细菌染色体之 外，具有自我复制能 力的双链环状DNA分 子。
质粒的优点？
1、其分子上至少有一个至多个限制酶切割位点， 供外源DNA片段插入其中。
2、携带外源DNA片段的质粒进入受体细胞后， 停留在细胞中进行自我复制，或整合到染色体 DNA上，随染色体DNA进行同步复制。
抗虫棉
抗虫棉的培育就用 到DNA重组技术。
要将抗病基因导入棉花细胞，就需要对 含有抗病基因的DNA分子进行切割、 改造、修饰和拼接。
要实现这一过程需要三种工具：
• 准确切割DNA的 “手术刀”。
• 将DNA片段再连 接起来的“缝合 针”。
• 将体外重组好的 DNA导入受体细 胞的“运输工 具”。
高中生物《DNA重组技术的基本工具(2)》优质课教案、教学设计
DNA 重组技术的基本工具教学设计一、教学目标和要求知识与技能（1）了解基因工程的基本概念。
（2）简述三种工具的作用（3）认同基因工程的诞生和发展离不开理论研究和技术创新。
过程与方法（1）通过对材料的观察，学会科学的观察方法，培养观察能力。
（2）通过对基本概念、基本原理、科学方法的正确理解和掌握，逐步形成比较、判断、推理、分析、综合等思维能力。
（3）通过学生动手制作重组DNA 的模型，培养学生的动手能力以及合作精神。
情感态度与价值观：（1）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教学重点：简述三种工具的作用教学难点：载体必须具备的条件二、教材分析《DNA 重组技术的基本工具》为生物选修三现代生物科技专题的第一章第一节，基因工程是生物科技的前沿内容，这一专题的教学首先要考虑基础性。
尤其我们生活中从来没有接触到对基因进行处理的工具，较为抽象，从分子水平上的理解也更难。
所以我用现实生活中常见的工具来诠释，使学生很容易理解，从而知识能力和情感上得到提升。
教学之前用百度在网上搜索《DNA 重组技术的基本工具》的相关教学材料，查阅很多教案作参考，听取了组里老教师的珍贵意见，了解到教学的重点和难点，并做了多本习题，对出现的各种题型都有所了解，确定课堂教学形式和方法。
三、教学方法《DNA 重组技术的基本工具》是一篇科技理论性较强的文章，学生在现有的知识基础上理解起来较困难，所以用生活中小的操作、多媒体插入图片、播放视频来形象化，使学生可以容易理解。
在讲解限制酶──“分子手术刀”，主要是介绍限制酶的作用特点。
在此通过联系DNA 分子的结构，了解特殊的结构磷酸二酯键，尤其注意限制酶切开的是磷酸二酯键而不是氢键，并联系酶的专一性特点来讲解限制酶的作用特点。
基因进入受体细胞的载体──“分子运输车”的学习内容，通过问题让学生小组讨论，明确充当载体的条件，然后再展现质粒让同学们从质粒中找到对应的条件，从而使学生记忆更深刻，理解的更好。
DNA重组技术的工具(公开课)(共26张)
具有(jùyǒu)连接单链DNA的本领
第16页，共26页。
• DNA连接酶与DNA聚合酶是一回事(huíshì)吗?为什么?
DNA聚合酶
DNA连接酶
区别1
1)只能将单个核苷酸连接 1)在两个DNA片段之间 到已有的核酸片段上，形 形成磷酸二酯键
成磷酸二酯键
区别2
2)以一条DNA链为模板， 将单个核苷酸通过磷酸 二酯键连接成一条互补的
有切割位点
复制起始的一 段序列
小结 (xiǎojié) 限制酶
主要存在于原核生物中
具有专一性(识别序列)
切开DNA分子的磷酸二酯键
基因工程 的工具
陆丰龙山中学
DNA连
接酶
连接磷酸二酯键
种类
E.coliDNA连接酶 T4 DNA连接酶
运载 工具
具备的 条件
结构简单,大小适中 能在宿主细胞中自
我复制并稳定存在
DNA链
2)将DNA双链上的两
个缺口同时连接起来， 不需要模板
相同点
陆丰龙山中学
形成磷酸二酯键
第17页，共26页。
DNA连接酶的种类
E.coliDNA连接酶:黏性末端
T4DNA连接酶:黏性末端和平末端
陆丰龙山中学(zhōngxué)
第18页，共26页。
基因进入(jìnrù)受体细胞的载体－“分子运输车”
具一个或多个限制酶切位点
具标记基因
质粒、 λ噬菌体衍生物 、动植物病毒
第22页，共26页。
反馈练习：
以下是两种限制(xiànzhì)酶切割后形成的DNA片段，试分析：
①GC… ②AATTC…
③ …GC ④ …CTTAA
CG…
《1.1 DNA重组技术的基本工具》教学设计(江苏省市级优课)
基因工程1.1 DNA 重组技术的基本工具考纲解读： A：了解所列知识点，并能在相对简单的情境中识别并使用他们B ：理解所列的知识及其与它相关的知识之间的联系与区别，能再一定的情境中用他们并作 出合理的判断或得出正确的结论学习目标：1.熟悉DNA 重组的基本工具，了解限制酶、DNA 连接酶的作用特点 比较各种与DNA 相关的酶2.了解基因工程的基本操作程序，理解基因表达载体的构建过程 学会在基因工程应用中解决基本操作程序的相关问题学习重点、难点：基因工程的酶的作用特点和基因表达载体的构建学习过程：基因工程的基本工具（一）知识预习校对（二）考点透析：【思考1】：从来源和作用上看，限制酶有哪些作用特点？【思考2】：限制酶切割的磷酸二酯键具体指哪个部位？[学生活动一]：写出BamH I (--G ↓GATCC--)、Bgl II(--A ↓GATCT--)和Sau3A(--↓GATC--)三种限制酶切割结果和黏性末端，并观察三者切割结果有什么特点？【思考3】：某一种DNA 连接酶作用时，对核苷酸序列有无特异性要求？ 总结比较：内容等级要求 高考趋势 模块III 现代科技专题A B C 1.常以基因工程为主线命制非选择题考查基因表达、基因工程及安全性等知识 基因工程的诞生√ 基因工程的原理及技术√ 2．基因工程在农业、医药生产、疾病诊断和治疗中的应用也是常考的内容 基因工程的应用 √[学生活动二]：请写出BamH I (--G↓GATCC--)和Bgl II(--A↓GATCT--)切割后用DNA连接酶作用下，产生的重组新片段（甲）；请写出BamH I (--G↓GATCC--)和Sau3A(--↓GATC--)切割后用DNA连接酶作用下，产生的重组新片段（乙）。
并思考对重组片段甲用BamH I 和Bgl II是否可以再识别切割？对重组片段乙用BamH I 和Sau3A是否可以再识别切割？随堂及课后巩固：1.DNA连接酶是一种能够将两条DNA链连接起来的酶，下图为四种限制酶BamHI，EcoRI，Hind Ⅲ以及BglⅡ的辨识序列。
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3、限制性核酸内切酶
主要是从 原核生物中分离纯化出来 的一种酶。 识别双链DNA 分子的某种 ，并 特定的核苷酸序列 且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的 断开。磷酸二酯键 黏性末端 形成两种末端
平末端
4、“分子缝合针” —— DNA连接酶 1、种类：
两类
E· coli DNA连接酶
1、来源： 主要是原核生物 2、种类： 4000种。 3、作用： 识别双链DNA 分子的某种特定的核苷酸
序列，并且使每一条链中特定部位的两 个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。
4、切割方式：错切和平切 5、结果：形成两种末端
黏性末端 平末端
限制酶切割磷酸二酯键
A T
T
A
G
C
C
G
限制性内切酶作用过程
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常见的两种限制酶
1、大肠杆菌的一种限制酶 （EcoRⅠ)能识别GAATTC序列，并在 G和A之间切开形成黏性末端。 2、SmaⅠ能识别CCCGGG序列， 并在C和G之间切割形成平末端 。
SmaⅠ
平末端
平末端
EcoRⅠ
黏性末端
黏性末端
• 什么叫黏性末端？
当限制酶从识别序列的中心轴线两侧切 开时，被限制酶切开的DNA两条单链的切 口，带有几个伸出的核苷酸，他们之间正 好互补配对，这样的切口叫黏性末端。
“分子缝合针”—— DNA连接酶
“分子运输车”—— 基因进入受体细胞的载体
专题一
基因工程
本节知识内容
§1-1 DNA重组技术的基本工具
DNA 重组技术的基本工具
“分子手术刀” ──限制酶 “分子缝合针” ──DNA连接酶 “分子运输车” ──基因进入受体细胞的载体
一、“分子手术刀” ——限制性核酸内切酶
D、目的基因的检测和表达
能进入受体生物细胞并在受体生物细胞内复制并表达；
2.有一个至多个限制酶切位点
能与目的基因结合
3.有遗传标记基因
便于观察
4.对受体细胞无害、易分离
安全、比较容易得到
认识常用的载体——质粒
质粒是基因工程常 用的载体，一种裸露 的、结构简单、独立 于染色体或细菌拟核 之外，能自我复制的 小型环状双链DNA分 子，对宿主细胞没有 影响，主要存在于细 菌和酵母菌体内。其 中最常用的是大肠杆 菌质粒。
能否培养出具有抗虫 性状的抗虫棉呢？
胰岛素是治疗糖尿病的特效药,长期以来 只能从猪、牛等动物的胰腺中提取，产量 低、成本高。而微生物生长迅速，容易控 制。 于是科学家设想，若能将人的胰岛素基因 导入微生物体内，并得以表达，就不仅能 解决产量问题，还能大大降低生产成本， 使药品价格大幅下降。
能否让微生物产生出人的 胰岛素等珍贵药物？
要让一个从甲生物细胞内取出来的基因在乙生 物体内进行表达，首先得将这个基因送到乙生物的 细胞内去！能将外源基因送入受体细胞的工具就是 载体。
1、基因工程的载体被喻为：
2、基因工程的载体来源：
分子运输车
质粒、噬菌体、动植物病毒 作为基因工程的载体需要怎样的条件呢？
作为载体的必要条件
1.能自我复制
• 抗虫棉的培育有哪些关键步骤？
• 解决培育抗虫棉的关键步骤需要哪些工具？
• 基因工程培育抗虫棉的关键步骤：
关键步骤一：抗虫基因从苏云金芽孢杆菌 细胞内提取出来 关键步骤二：抗虫基因与棉花DNA“缝合” 关键步骤三：抗虫基因进入棉花细胞
• 解决培育抗虫棉的关键步骤需要哪些工具？
“分子手术刀”—— 限制性核酸内切酶
G AA T T C
C T T AA G
二、分子缝合针——DNA连接酶
DNA连接酶的作用过程：
A T
T
A
连接酶连接磷酸二酯键
G C
C
G
磷 酸 二 酯 键
5
A
1
4
3 2
5 4 3
T
1
2
作用部位： 是磷酸二酯键（扶手）
不是氢键（梯子）
DNA连接酶将两条DNA链连接起来的酶。
连接酶种类： 分类
E.coli DNA连接酶
这些定向改造基因的设想 能实现吗？
经过多年的努力，科学家终于在20 世纪70年代创立了可以定向改造生 物的新技术
——基因工程
基因工程的概念
基因工程：指按照人们的愿望,进行严格 的设计并通过体外DNA重组和转基因等 技术，赋予生物以新的遗传特性,创造出 更符合人们需要的新的生物类型和生物产 品。由于基因工程是在DNA分子水平上 进行设计和施工的，因此又叫作DNA重 组技术或基因拼接技术。
人工改造
的
练习
1、在基因工程中，切割运载体和 含有目的基因的DNA片段，需 使用（ ） A. 同种限制酶 B. 两种限制酶 C. 同种连接酶 D. 两种连接酶
练习
不属于质粒被选为基因运载体的理由是
A、能复制 B、有多个限制酶切点 C、具有标记基因 （ D）
D、它是环状DNA
练习
3) 基因工程是在DNA分子水平上进行设计施 工的。在基因操作的基本步骤中，不进行碱 基互补配对的步骤是 （ C） A、人工合成目的基因 B、目的基因与运载体结合 C、将目的基因导入受体细胞
连接黏性末端
T4 DNA连接酶
连接黏性末端和平末端
2、作用部位：
磷酸二酯键
4、基因进入受体细胞的载体
通常有三种:
质粒 λ 噬菌体衍生物 动植物病毒
作为载体的条件： 能自我复制；有切割位点； 有遗传标记基因；对受体细胞无害、易分离 在进行基因工程操作中,真正被用作载体的质粒都是 在 天然质粒 基础上进行过
课本知识回顾
1、基因工程又叫做 基因拼接技术 DNA重组技术 或 。通俗地说，就是按照
人们的意愿，把一种生物的某种 基因 提取出来，加以 ， 修饰改造 然后放到另一种生物的细胞里，
改造生物的遗传性状。
定向地Hale Waihona Puke 2、DNA 重组技术的基本工具
“分子手术刀” ── 限制（性核酸内切）酶 “分子缝合针” ── DNA连接酶 “分子运输车”──
T4DNA连接酶 作用 连接黏性末端 连接黏性末端和平末端
DNA聚合酶和DNA连接酶有何相同点和 不同点？
DNA连接酶 连接DNA链 DNA聚合酶
双链
单链
连接部位
在两DNA片 将单个核苷酸加 断之间形成 到已存在的核酸 磷酸二脂键 片断3’末端形成 磷酸二脂键
三、分子运输车——基因进入受体细胞的载 体
什么叫平末端？ 当限制酶从识别序列的中心轴线处切 开时，切开的DNA两条单链的切口，是平 整的，这样的切口叫平末端。
G AA T T C
C T T AA G
G AA T T C
C T T AA G
用同种限制酶切割
G AA T T C G G AA T T C G
C T T AA
C T T AA
基因的针线：DNA连接酶
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 操作对象 操作水平 基本过程 实质 结果 生物体外 基因
DNA分子水平
剪切 → 拼接 → 导入 → 表达 基因重组 人类需要的基因产物
基因工程培育抗虫棉的简要过程：
苏云金芽孢杆菌
提取
抗虫基因
普通棉花(无抗虫特性 与运载体DNA) 拼接，导入 棉花细胞(含抗虫基因 ) 表达 棉花植株(有抗虫特性 )