《DNA重组技术的基本工具》教学设计

李慧

摘要：按照高效课堂模式，以学生为主体，采用问题引导、小组讨论的策略，构建了三个学习任务①限制性核酸内切酶——“分子手术刀”②DNA连接酶——“分子缝合针”③基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”。

关键词：DNA重组技术；限制酶；DNA连接酶；运载体

中图分类号：G632 文献标识码：B 文章编号：1002-7661（2014）10-207-01

一、教材分析

“DNA重组技术的基本工具”是人教新课标教材选修3专题一“基因工程” 1.1的内容。本节主要介绍了DNA重组技术的三种基本工具及其作用。教材内容较为抽象，为了更好的让学生理解DNA重组技术的三种基本工具，教材提供了较多的教学素材。例如，通过图片的展示，让抽象的语言在直观的插入中找到注释；通过模拟制作活动，让学生在实际动手中形成正确认识；教材还采用了“生物技术资料卡”的形式，对特别名词进行了诠释，扩展学生的知识面。

二、教学策略

采用问题引导、小组讨论的策略，构建了三个学习任务：1）限制性核酸内切酶——“分子手术刀”；2）DNA连接酶——“分子缝合针”；3）基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”。通过问题情境引导学生在思索中学习新知识；通过模拟操作使学生对基因工程的认识形象化；通过组内互助，锻炼学生交流与合作的能力；通过质疑点拨及归纳交流引导学生思考，归纳总结。

三、三维目标

1）知识目标：了解基因工程的基本概念；简述DNA重组技术所需的三种基本工具及其作用。

2）能力目标：通过分析文字材料，培养学生归纳总结的能力；通过学生动手操作重组DNA模型，培养学生的动手能力。

3）情感目标：通过小组活动，培养学生合作精神；通过材料分析，使学生认同基因工程的诞生和发展离不开理论研究和技术创新。

四、教学过程

1、复习引入

回顾：①一百年前，中国人甚至全世界人有种植抗虫棉的吗？②棉花本身有抗虫基因吗？③抗虫基因从哪来？④培育抗虫棉利用的是哪种育种方法？

通过层层递进的设问，可以使学生从理性思维的角度逐渐回忆出“基因工程的概念”。从而使学生回忆起基因工程又叫做DNA重组技术，引向题目。

过渡：大家都知道DNA是非常小的，它的直径只有我们头发丝的十万分之一。俗话说“工欲善其事，必先利其器”，要想把其它生物的抗虫基因转移到棉花细胞内，就必须要有精密的工具。那么这些工具是什么呢？

2、限制性核酸内切酶——“分子手术刀”

学习任务一: 阅读教材“限制性核酸内切酶——‘分子手术刀”相关内容，小组讨论归纳答案：①什么是限制酶？它的来源是哪？②限制酶与我们学过的DNA 酶相同吗？③限制酶的作用是什么？④限制酶所识别的序列有什么特点？举例说明⑤限制酶切割的是什么键？⑥限制酶切割后的结果是怎样的？举例说明⑦什么是粘性末端？什么是平末端？两者的区别？

以上问题，学生都可以用以前学过的知识以及书上的生物知识回答，如果遇到困难，教师可以给予适当提示与引导，使学生明确限制酶的来源、作用、特点、结果等。教师可以强调一下识别序列的规律：限制酶所识别的序列，都有中心轴线，中心轴线两侧双链DNA上的碱基是反向对称，重复排列的，称回文序列。如图1所示：

自学检测：1.关于限制酶的说法正确的是A．限制酶是一种酶，只识别GAATTC碱基序列B．EcoR1切割的是G-A之间的氢键C．限制酶一般不切割自身的DNA分子，只切割外源DNAD．限制酶只存在于原核生物中质疑点拨：学生组内讨论展示答案后，由组内同学进行自查自纠，如果有学生答不上来的问题，教师进行解答。如果学生没有疑问，教师可以进行反问：如，将来源不同的DNA片段连接在一起，需要用同一种限制酶来切吗？

3、DNA连接酶——“分子缝合针”

学习任务二：阅读教材“DNA连接酶——‘分子缝合针”相关内容，小组讨论归纳答案：①什么是DNA连接酶？它与DNA聚合酶相同吗？②DNA连接酶作用的化学键是什么？③DNA连接酶有哪些种类？其来源和特点分别是什么？

自学检测：2.DNA连接酶催化的反应是A．DNA复制时母链与子链之间形成氢键B．粘性末端碱基之间形成氢键C．两个DNA片段粘性末端之间的缝隙的连接D．A、B、C都不正确

质疑点拨：反问：DNA连接酶与DNA聚合酶是一回事吗？为什么？

4、基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”

学习任务三：阅读教材“基因进入受体细胞的载体——‘分子运输车”小组讨论归纳答案：①基因工程的作用是什么？②基因工程载体包括哪些？③什么叫质粒？④质粒作为载体必须满足的条件有哪些？

自学检测：3.下列哪项不是基因工程经常使用的，用来运载目的基因的载体

A.细菌质粒B.噬菌体C.动植物病毒D.细菌核区的DNA

质疑点拨：想一想，具备什么条件才能充当“分子运输车”？

归纳交流：转基因抗虫棉的基本操作工具及其作用。

5、模拟制作

同学们拿出准备好的“DNA分子”（两种不同颜色，大小相同的硬纸片），剪刀和透明胶，以小组为单位，按照书上的要求进行重组DNA分子的模拟操作。教师可以深入组内对学生进行鼓励与指导。