3.1重组DNA技术的基本工具教学设计-2023-2024学年高二下学期生物人教版（2019）选择性必修3.docxVIP

第3章基因工程

第一节重组DNA技术的基本工具（第1课时）

一、教材分析

本节是普通高中教科书选择性必修二第三章基因工程中第一节的内容。本单元我将设置围绕如何培育抗虫棉展开。从重组DNA技术的基本工具、操作程序和抗虫棉的应用，到如何改造更符合人类需求的抗虫棉，及指向下一单元的生物技术形成和利用过程中涉及的安全性与伦理问题。而工欲善其事，必先利其器，只有学习了三种基本工具，才能为后续操作和应用做好铺垫。

《课程标准》中提出本单元的大概念是：基因工程赋予生物新的遗传特性展开。为了形成这一大概念，需要引导学生逐步构建2个重要概念，与本节相关的重要概念：基因工程是一种重组DNA技术。本节课要落实的次位概念是：概述基因工程是在遗传学、微生物学、生物化学和分子生物学等学科基础上发展而来的；阐明DNA重组技术的实现需要利用限制性内切核酸酶、DNA连接酶和载体三种基本工具。

二、学情分析

同学们生活在长江流域，长江流域是我国第二大棉花种植区，以学生熟悉的棉花植株作为本单元导入和本节导入的情境，激起学生的学习兴趣。高二的学生思维活跃，有分析科学史和资料的能力，动手操作意愿强；学生也已学相关的生物学知识，有一定的知识储备，如学习酶的作用和特性、DNA的结构和复制、基因的表达、微生物的培养等。

三、教学目标

1、通过科学史的分析和模型操作，阐明限制酶、DNA连接酶和载体的作用。2、通过归纳抗虫棉的培育过程，构建基因工程的概念。

四、教学重点和难点

1、教学重点

重组DNA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

五、课时安排：1课时

六、教学过程

学习任务

教师活动

学生活动

设计意图

本节导入

【图片】呈现被棉铃虫侵害的棉花植株。

【提出问题】如何防治害虫？

在学生回答后，引导学生思考这些方法的缺点，再

【提出问题】如何更有效的防治害虫？

引导学生在资料中发现苏云金杆菌Bt基因指导合成的Bt抗虫蛋白能作用于害虫。如果将Bt基因导入棉花细胞，再培育出的植株就获得了抗虫效应，怎样从苏云金杆菌中获得Bt基因，怎样将Bt基因导入棉花细胞呢？

【图片】呈现DNA轴上的科学史

思考并作答，主要从机械防治、生物防治和化学防治。

思考并作答：棉株本身具备抗虫性状就能有效防治害虫。

学生们根据经验和学习过的知识，各抒己见，激起学生解决实际问题的兴趣。

通过问题串形成了对“培育抗虫植株需要哪些工具”的思考

初步认识三种基本工具

阐明限制酶、DNA连接酶和载体的作用

是向棉花细胞中导入Bt基因，还是Bt基因所在的整条DNA?

分享科学小故事，并提问限制酶主要来自于原核生物，这对原核生物的生存有什么意义？

请学生阅读书本P71限制酶内容，思考限制酶是怎样作用于DNA的，产生了什么样的末端？

开展活动一：选择合适的限制酶切割DNA序列。

展示每组选择了哪种限制酶，提问切割后的末端有什么特点？

并归纳怎样的切割形成的是平末端、黏性末端？

【提供博耶教授的困惑】

DNA片段不能稳定存在于细胞中。

根据已学知识，同学们认为是Bt基因

保护原核生物免受外来DNA的干扰，保护自身安全。

先识别特定的核苷酸序列，再在特定的位点切割

甲DNA序列用EcoRⅠ切割；乙DNA序列用SepⅠ切割；丙DNA序列用SmaⅠ切割。

在中轴线两侧切割的是黏性末端，在中轴线上切割的是平末端。

思考

了解基因工程中限制酶的必要性。

通过科学史了解限制酶是如何发现的。运用进化与适应观阐明原核生物含有限制酶对其生存的意义。

通过教师引导，初步了解限制酶的作用。

在活动中，通过圈出限制酶识别的特定的核苷酸序列——用箭头标出酶切位点—切割DNA序列，进一步理解限制酶的作用。

阐明限制酶、DNA连接酶和载体的作用

【提供资料】:科学家发现质粒可转移。

导入活动二通过对问题串的思考，归纳总结出作为载体的条件

【提出问题】

1、为了将目的基因插入到质粒中，质粒需具备什么条件？

2、为了使目的基因能遗传，质粒需具备什么条件？

3、为了区分普通的细胞和含目的基因的受体细胞，质粒需具备什么条件？

【过渡】切开的载体和Bt基因形成重组DNA分子还需要什么工具呢？

导入活动三通过模型操作，进一步理解DNA连接酶的作用。

用DNA连接酶连接被切割的DNA片段，展示小组连接的结果。并回答：

1、DNA连接酶连接的是什