3.1重组DNA技术的基本工具 教学设计 2025—2026学年高二下学期生物人教版选择性必修3

高二生物学（新人教版） 教学设计 章 选择性必修3第3章 节 第1节 课题 重组DNA技术的基本工具 课型 新课 课时 2 主备教师 张枚 二备时间 5.13日 授课教师 授课时间 学 习 目 标 1.生命观念：通过学习重组DNA技术的基本工具，理解基因的结构与功能相适应，形成结构与功能观 2.科学思维：通过分析限制性内切核酸酶的作用特点、DNA连接酶的作用过程，培养归纳与概括、演绎与推理的思维能力；通过探讨载体的必备条件，提升批判性思维和创造性思维。 3.社会责任：了解重组DNA技术在医药、农业等领域的应用，关注生物技术的发展对社会的影响，树立正确的科学价值观和社会责任感。 教学重点 限制性内切核酸酶、DNA连接酶的作用特点和作用机制。基因工程载体的必备条件及常用载体。 教学难点 理解限制性内切核酸酶的特异性识别和切割位点的概念。掌握DNA连接酶连接DNA片段的过程和原理 教学过程 教学任务 教学内容 设计意图 二次备课 环节一：导入 展示关于抗虫棉的视频并提问：Bt抗虫蛋白基因的获取和导入到棉花细胞中，利用了哪些分子工具？这些分子工具各具有什么特征呢？ 创设情境，激发学生学习兴趣 1. 为什么不同生物的DNA分子能拼接起来？ ①DNA的组成单位相同，都是4种脱氧核苷酸。 ②空间结构相同，都是规则的双螺旋结构。 ③都遵循碱基互补配对原则 环节二：自学 任务一：阅读资料及教材71页完成全品学案知识梳理并回答以下问题：资料1：20世纪60年代，阿尔伯等人发现入噬菌体可以高效侵染其长期共存的大肠杆菌，但非长期共存的入噬菌体对大肠杆菌的侵染效率则大大下降，进一步的研究发现，大肠杆菌细胞内存在一种酶，它可以识别非长期共存入噬菌体注入的DNA并将之切断，该酶称为限制酶。 资料2：已知几种常见限制酶的识别序列和切割位点如下：EcoRI识别序列“GAATTC”，切割位点在“G与A”之间，BamHI识别序列“GGATCC”，切割位点在“G与G”之间，SmaI识别序列“CCCGGG”，切割位点在“G与C”之间，ApaI识别序列“AGCT”，切割位点在“G与C”之间。 1、以上资料中的什么可以充当“分子手术刀”?它能够催化DNA上哪种化学键断开? 2、它主要来自哪种生物? 3、限制酶的识别序列有什么特点?酶切后形成的末端有哪几种？ 通过提问，培养学生独立思考，获取信息，观察分析能力。 2. 为什么一种生物的基因可以在另一种生物细胞内表达？ ①基因是控制生物性状的独立遗传单位。 ②遗传信息的传递都遵循中心法则 【知识讲解】 教师根据学生回答，展示限制性内切核酸酶的PPT，适当一边引导学生思考，一边讲解，让学生充分理解限制性内切核酸酶相应知识点。 1.来源 主要来自原核生物 2.种类 数千种 （不是一种酶，而是一类酶） 3.作用特点 专一性(特异性) 能识别双链DNA分子的特定核苷酸序列，并使每一条链中特定部位的磷酸二酯键断开。 注意 ①只能识别DNA双链,不识别RNA或DNA单链 ②识别特定的核苷酸序列非碱基序列 ③有专一性,但并非一种限制酶只识别一种特定的核苷酸序列 环节三、四：探究、展示 任务二：先在下图苏云金杆菌的DNA上找到EcoRI和SpeI识别序列并用笔圈出来，然后用剪刀模拟EcoRI和SpeI限制酶将Bt抗虫基因切下来。 怎样才能将Bt抗虫基因送入细胞呢？ 任务三：阅读资料及教材72页第二段回答以下问题： 资料3：质粒是一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核DNA之外，并且具有自我复制能力的很小的双链环状DNA分子。质粒DNA分子上有一个至多个限制酶的切割位点，供外源DNA片段（基因）插入其中。携带外源DNA片段的质粒进入受体细胞后，在细胞中进行自我复制、或整合到染色体上，随染色体DNA进行同步复制。质粒分子上有特殊的标记基因，供重组DNA的筛选和鉴定。基因工程的运载体除了质粒、还有λ噬菌体的衍生物、动植物病等。 1、以上资料中的什么可以充当“分子运输车”? 2、什么是质粒，质粒作为载体，应具备那些条件? 任务三：下图是EcoRI和SpeI识别序列（红色）的质粒,将质粒切断，将Bt抗虫基因插入到质粒中，用双面胶模拟氢键，构建“重组质粒”。 思考：DNA每条链上各有一个缺口，该怎样处理？ 任务四：模拟DNA连接酶将Bt抗虫基因与质粒连接起来。 思考：1、订书机代表的是哪种DNA连接酶？ 2、订书钉代表什么？ 基因工程定义： 培养学生归纳总结能力。 思考 ①同种限制酶切割产生的黏性末端是否相同？ 相同 ②不同限制酶切割产生的黏性末端是否一定不同？ 可能相同(比如BamHⅠ、BglⅡ)（同尾酶：识别的靶序列不同，但是酶切后形成的黏性末端相同。） 【知识讲解】 1.作用 将外源基因送入受体细胞，在受体细胞内对目的基因进行大量复制。 2.种类 在基因工程中使用的载体包括质粒、噬菌体和动植物病毒等。 3.最常用的载体 质粒是一种裸露的、结构简单、独立于真核细胞细胞核或原核细胞拟核DNA之外，并具有 能力的 4.载体需具备的条件 （以质粒为例） ①有一个至多个限制酶切割位点便于插入目的基因 ②能够在宿主细胞中复制并稳定地保存（自我复制或者整合到受体DNA同步复制） ③对受体细胞无害，不会影响受体细胞正常的生命活动 ④有特殊的标记基因 （便于鉴定和筛选含有重组DNA分子的细胞） 真正被用作载体的质粒，都是在天然质粒的基础上进行过人工改造的。 【知识讲解】 二、DNA连接酶——“分子缝合针” 1.作用 将双链DNA片段“缝合”起来，恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的______磷酸二酯键。 ★DNA连接酶没有识别特异性(相同或互补的黏性末端以及平末端都能连接) 环节五：提升 重组DNA技术应用在哪些方面呢?举例说明 培养学生归纳总结能力。 作业设计 1、 课堂检测 1、 DNA连接酶是重组DNA技术常用的一种工具酶。下列相关叙述正确的是( _) A.能连接DNA分子双链碱基对之间的氢键 B.能将单个脱氧核苷酸加到DNA片段的末端，形成磷酸二酯键 C.能连接用同种限制酶切开的两条DNA片段，重新形成磷酸二酯键 D.只能连接双链DNA片段互补的黏性末端，不能连接双链DNA片段的平末端 2、在重组DNA技术中，将外源基因送入受体细胞的载体可以是（  ） A.大肠杆菌的质粒 B.切割DNA分子的酶 C.DNA片段的黏性末端D.用来识别特定基因的DNA探针 板书设计/课堂小结 3.1重组DNA技术的基本工具 1、 限制酶 2、 DNA连接酶 三、载体 教学反思 1 学科网（北京）股份有限公司 $