基因工程及其应用教案

课例研究教案

（精品教案）

基因工程及其应用

授课人：

日期：

高中生物《分子与细胞》

第6章第2节

基因工程的工具

学习者水平分析：

本节课授课对象是高二年级学生。通过上一节课的学习，学生已经学习了基因工程的概念，为本节课的学习奠定了知识的基础，但是基因工程的工具是基于分子水平上的，知识内容抽象，学生难以直接进行实践操作和直观看到操作结果，加之该部分是本节的重难点，学生理解和学习起来较为困难。

教学内容分析：

基因操作的工具是本节内容的重难点，也是在基因工程概念的学习基础之上进行的，对接下来基因工程的步骤的学习起关键的作用，基因操作的工具包括基因的剪刀—限制性核酸内切酶；基因的针线—DNA连接酶；基因的运载体。基因操作的工具细微抽象，较难理解与应用。

教学目标：

1.知识目标：1）阐明限制酶和连接酶的作用特点。

2）说出常用的运载体及其特点。

2.能力目标：运用基因工程的基本工具，培养分析、推理、归纳、总结等思维能力。

3.情感态度与价值观目标：1）参与基因工程相关热点问题的讨论。

2）养成创新思维，培养科学思考问题的能力。

教学重点：

1.阐明限制酶和连接酶的作用特点。

2.说出常用的运载体及其特点。

教学难点：阐明限制酶和连接酶的作用特点。

教学方法：讲授法，谈话法，讨论法，演示法。

教学媒体：幻灯片，教具，教学动画演示。

教学过程：

教学环节教师行为学生行为设计意图

导入新闻：中国农科院专家郭三堆，因

成功研制具有自主知识产权的三

系杂交转基因抗虫棉，而当选为结合实例，回顾相关知

识，思考问题。

结合新闻，联系旧知

识，引发对本节课内

容的思考，激起学生

新授CCTV 2013年度科技创新人物。

想一想：将抗虫基因移植到棉花的

细胞中，使棉花具有抗虫害的作

用，这项工作是在DNA分子水平

上进行的操作。假如你作为一名研

究者来完成这一项工作，那么你会

采取什么工具呢？

带着这些问题，我们开始本节课的

学习，第六章第2节第二课时基因

工程的工具。（板书）

通过预习，基因工程有三大基因的

工具，基因的剪刀，基因的针线，

运载体。接下来我们逐一进行学习

首先我们要把抗虫基因从苏云金

芽孢杆菌中提取出来，抗虫基因是

苏云金芽孢杆菌中的一段基因，要

获取抗虫基因是不是相当于用一

把剪刀把它从一大段基因中截取

下来呢？但是细胞是很小的，一般

思考要完成转基因抗虫

棉要用到的工具。

思考基因的剪刀—限制

性核酸内切酶的作用特

点。

好奇心。

启发学生思考。

引出基因的剪刀—

限制性核酸内切酶

的学习。

直径只100nm到150nm，用剪刀剪,显然是不现实的，那我们怎么办呢？这就要用到基因工程的第一个工具：基因的剪刀—限制性核酸内切酶。（板书：基因的剪刀—限制性核酸内切酶）

讲解：

来源：原核生物

作用特点：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断开。

结果：形成两种末端（黏性末端和平末端）。

以大肠杆菌的EcoR1限制酶为例，结合PPT动画演示进行讲解：EcoR1限制酶其能识别GAATTC序列，并在G和A之间将这段序列切开，剪切的结果是产生黏性末认真听讲，做笔记。

记下EcoR1限制酶的作用

位点，识记黏性末端的概

念。

讲解基础知识，为接

下来的学习奠定知

识基础。

讲明EcoR1限制酶

和黏性末端的概念，

帮助学生理解。为接

下来的实际操作奠

定知识基础

端。

黏性末端：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，它们之间正好互补配对，这样的切口叫做黏性末端。

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(剪辑相同，次序相反)，是平整的，这样的切口叫平末端。（展示平末端的切割图片）

试一试：假如这是一段苏云金芽孢杆菌的DNA片段，我们怎样提取出来我们想要的抗虫基因呢？PPT显示一段DNA序列，全班同学4人为一组，分发写好某段DNA 序列的硬卡纸，剪刀。根据所讲内容，以大肠杆菌的EcoR1限制酶为例，小组讨论剪切得到一段目的基因（讲解目的基因的概念），并回答问题：

1.要想获得某个特定性状的基因，小组合作，找到特定切

点，在G和A之间切开，

得到黏性末端，学生派代

表上台展示操作过程，并

讨论回答问题：

1.要想获得某个特定性状

的基因，需要用限制酶切

4个切口，可产生4个黏

性末端。

2.被同一种限制酶切断的

两个DNA具有相同的黏

性末端，不同的限制酶得

亮点一：创设模拟实

验，加深内容学习。

通过讲解和相关的

PPT演示，学习基因

的剪刀—限制性核

酸内切酶，灵活运用

知识，培养动手操作

能力。结合问题，拓

展知识面。

需要用限制酶切几个切口？可产生几个黏性末端？

2.被同一种限制酶切断的两个DNA是否具有相同的黏性末端？不同的限制酶呢？

（PPT动画展示并讲解小练习）

我们通过刚才的练习知道，两种来源不同的DNA用同种限制酶切割后，得到相同的黏性末端，并且末端可以相互黏合，也就是能够进行碱基互补配对，如图所示，问：我们得到的这段重组DNA序列完整吗？

缺口就由第二个工具DNA连接酶来发挥作用。（板书：基因的针线—DNA连接酶）

DNA连接酶通过在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键来缝补。

以刚才的小练习，学生做出的黏性到的黏性末端不同。

结合刚学过的知识，思考

并回答问题：这段重组

DNA序列不完整，在G

和A之间存在缺口。

阅读课本，找到DNA连

接酶的作用

识记DNA连接酶的作用。

结合讲解，找到能够碱基

互补配对的黏性末端，识

引出基因的针线—

DNA连接酶，引发

思考。

引出DNA连接酶的

作用。

帮助学生直观学习

DNA连接酶的作用

特点。