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視頻標(biāo)簽：DNA重組技術(shù)
所屬欄目：高中生物優(yōu)質(zhì)課視頻
視頻課題：人教版生物選修三1.1DNA重組技術(shù)的基本工具_(dá)江蘇省蘇州實(shí)驗(yàn)中學(xué)
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人教版生物選修三1.1DNA重組技術(shù)的基本工具_(dá)江蘇省蘇州實(shí)驗(yàn)中學(xué)
教學(xué)目標(biāo)
知識(shí)目標(biāo)
(1)簡(jiǎn)述DNA重組技術(shù)所需三種基本工具的作用。
(2)DNA重組技術(shù)的模擬操作。
能力目標(biāo)
(1)培養(yǎng)學(xué)生自己動(dòng)手制作模型的能力
(2)嘗試運(yùn)用基因工程原理,提出解決某一實(shí)際問(wèn)題的方案。
情感態(tài)度與價(jià)值觀
(1)關(guān)注基因工程的發(fā)展。
(2)認(rèn)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。
2學(xué)情分析
《DNA重組技術(shù)的基本工具》是人教版選修3專題1基因工程的第1節(jié)內(nèi)容,本節(jié)是《基因工程》專題的基礎(chǔ),是掌握后續(xù)知識(shí)的保障。學(xué)生經(jīng)過(guò)必修二《基因工程及其應(yīng)用》一節(jié)的學(xué)習(xí),已經(jīng)初步掌握DNA重組技術(shù)三種基本工具的基礎(chǔ)知識(shí),初步了解基因工程的基本過(guò)程及應(yīng)用,形成了一定的思維能力。DNA重組技術(shù)三種基本工具及其作用的內(nèi)容復(fù)雜且過(guò)于抽象。如果采用直白、平淡的方式進(jìn)行講解介紹,學(xué)生會(huì)感到抽象和乏味,不利于調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,也不利于學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的形成。本節(jié)課是以老師講解、啟發(fā)與學(xué)生自主探究、合作學(xué)習(xí)相結(jié)合的方式開展教學(xué)的。借助于DNA分子的平面結(jié)構(gòu)模型,讓學(xué)生動(dòng)手體驗(yàn)限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶的具體作用過(guò)程。通過(guò)模型構(gòu)建和設(shè)置問(wèn)題串,讓學(xué)生合作探討作為基因工程載體應(yīng)該具備哪些條件。成功的激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,將學(xué)生的注意力吸引進(jìn)教學(xué)活動(dòng)中來(lái),有助于學(xué)生形成扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí),同時(shí)提高了學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。
3重點(diǎn)難點(diǎn)
教學(xué)重點(diǎn)
(1)DNA重組技術(shù)所需的三種基本工具的作用。
教學(xué)難點(diǎn)
(1)限制性核酸內(nèi)切酶的作用。
(2)基因工程載體需要具備的條件。
4教學(xué)過(guò)程
4.1第一學(xué)時(shí)
4.1.1教學(xué)活動(dòng)
活動(dòng)1【導(dǎo)入】播放轉(zhuǎn)基因食品安全性的調(diào)查視頻
播放前央視名嘴崔永元對(duì)轉(zhuǎn)基因食品安全性的調(diào)查視頻,以及崔永元和方舟子關(guān)于轉(zhuǎn)基因食品安全性的紛爭(zhēng),激發(fā)學(xué)生對(duì)基因工程技術(shù)的好奇心。同時(shí)設(shè)置學(xué)生討論發(fā)言環(huán)節(jié),請(qǐng)學(xué)生表述自己的觀點(diǎn),誘導(dǎo)學(xué)生明白只有深入了解轉(zhuǎn)基因食品和基因工程的操作,才能有更科學(xué)理性的判斷。
活動(dòng)2【活動(dòng)】溫故知新——DNA的結(jié)構(gòu)
基因工程技術(shù)是在DNA分子水平上進(jìn)行操作的,DNA的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是三種基本工具操作的理論基礎(chǔ)。所以在學(xué)習(xí)三種工具的作用之前,復(fù)習(xí)DNA分子的結(jié)構(gòu),有助于學(xué)生理解和掌握三種工具的操作原理。
學(xué)生活動(dòng)具體內(nèi)容:請(qǐng)根據(jù)所學(xué)的知識(shí),完善DNA分子的結(jié)構(gòu)圖
活動(dòng)3【活動(dòng)】難點(diǎn)突破1——合作探究限制酶的作用
限制酶的作用是本節(jié)課的重難點(diǎn),其對(duì)核苷酸識(shí)別序列和切割位點(diǎn)的特異性尤為復(fù)雜,如果只是用語(yǔ)言講解,學(xué)生很難深刻理解其作用過(guò)程。所以本節(jié)課設(shè)計(jì)了學(xué)生動(dòng)手探究的活動(dòng),借助于DNA平面結(jié)構(gòu)模型,讓學(xué)生自己探索著從所給的DNA片段中找出相關(guān)限制酶的識(shí)別序列,并且用雙手模擬限制酶在特定的位點(diǎn)切斷DNA分子的磷酸二酯鍵。
學(xué)生活動(dòng)具體內(nèi)容:EcoRⅠ和SmaⅠ識(shí)別序列及切點(diǎn)分別為G↓AATTC,CCC↓GGG,請(qǐng)?jiān)谒o的DNA平面模型片段中(如下圖),找到相應(yīng)的限制酶的識(shí)別序列及切點(diǎn),嘗試用雙手模擬限制酶將DNA片段切開,并記錄切割結(jié)果。
活動(dòng)4【講授】限制酶基本知識(shí)總結(jié)
1、來(lái)源:主要從原核生物中分離純化出來(lái)。
2、作用:識(shí)別特定的核苷酸序列并切開相應(yīng)兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵。
3、結(jié)果:產(chǎn)生黏性末端或平末端。
活動(dòng)5【活動(dòng)】難點(diǎn)突破2——合作探究基因工程載體需要具備的條件
將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞,需要一種特殊的分子運(yùn)輸車——載體。作為基因工程的載體,必須具備一些特殊的條件,這是是本節(jié)課的另一個(gè)重難點(diǎn)。在學(xué)習(xí)載體需要具備哪些條件的內(nèi)容時(shí),教者避免了平鋪直敘的方式,而是采取問(wèn)題串驅(qū)導(dǎo),讓學(xué)生合作探究的形式,攻克此學(xué)習(xí)重難點(diǎn)。
學(xué)生具體活動(dòng):討論分析下列四個(gè)問(wèn)題,探討質(zhì)粒為什么適合作基因工程的載體?
問(wèn)題1:若要將目的基因插入到質(zhì)粒中去該如何操作?
問(wèn)題2:質(zhì)粒是否真的進(jìn)入了受體細(xì)胞,我們是無(wú)法直觀觀察地,該如何鑒定?
問(wèn)題3:質(zhì)粒攜帶目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞后,我們希望目的基因穩(wěn)定的保存,表達(dá)出產(chǎn)物并且能遺傳給子代,所以質(zhì)粒需要有什么功能?
問(wèn)題4:有人提議從霍亂弧菌中提取質(zhì)粒作為基因工程的載體,你同意么?
活動(dòng)6【活動(dòng)】DNA連接酶——“分子縫合針”
DNA連接酶對(duì)所連接的DNA片段序列并無(wú)特異性要求,所以DNA連接酶作用相較于限制酶,要簡(jiǎn)單易懂一些。本節(jié)課設(shè)計(jì)讓學(xué)生動(dòng)手連接兩個(gè)DNA片段,直接體驗(yàn)DNA連接酶的作用,深刻理解DNA連接酶連接磷酸二酯鍵的過(guò)程。
學(xué)生具體活動(dòng):用雙手模擬DNA連接酶,將之前限制酶切割下來(lái)的兩個(gè)DNA片段,重新連接起來(lái)。
活動(dòng)7【測(cè)試】鞏固提高
下圖為三種限制酶BamH I、Hind Ⅲ和BglⅡ的識(shí)別序列及切點(diǎn)。請(qǐng)寫出三種限制酶切割出來(lái)的黏性末端,并討論分析哪兩種限制酶切割出來(lái)的黏性末端可以互補(bǔ)配對(duì):
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