学科：生物    类型：高二备课组活动

时间：2025年4月10日    地点：生物教研活动室

主讲人：邓春华

内容：《重组DNA技术的基本工具》

重组DNA技术，又称基因工程，是指在体外重新组合脱氧核糖核酸（DNA）分子，并使其在适当的细胞中增殖的遗传操作。这种技术依赖于三种基本工具：限制性核酸内切酶（限制酶）、DNA连接酶和运载体（载体）。以下是针对这三种基本工具的集体备课内容：

一、限制性核酸内切酶（限制酶）

1.定义与作用

•定义：限制酶是一类能够识别并切割特定DNA序列的酶。

•作用：在重组DNA技术中，限制酶用于切割目的基因和载体DNA，产生黏性末端或平末端，为后续的连接反应提供条件。

2.特性

•专一性：限制酶能够识别特定的核苷酸序列，并在该序列的特定位点切割DNA。不同的限制酶识别的序列和切割位点不同。

•切割方式：限制酶切割DNA的方式通常产生两种末端：黏性末端和平末端。黏性末端具有单链DNA的突出部分，便于后续的连接；平末端则是完全平齐的。

3.教学要点

•展示实例：通过多媒体展示不同限制酶切割DNA的图片或动画，帮助学生直观理解限制酶的作用机制。

•互动环节：引导学生分析限制酶切割DNA后产生的末端类型，并讨论不同末端类型对连接反应的影响。

二、DNA连接酶

1.定义与作用

•定义：DNA连接酶是一种能够催化两个DNA片段之间磷酸二酯键形成的酶。

•作用：在重组DNA技术中，DNA连接酶用于将限制酶切割产生的DNA片段（如目的基因和载体）连接起来，形成重组DNA分子。

2.分类

•E.coliDNA连接酶：主要存在于大肠杆菌中，连接效率较低，但适用于黏性末端的连接。

•T4DNA连接酶：来源于噬菌体T4，连接效率高，不仅适用于黏性末端的连接，还能连接平末端。

3.教学要点

•比较异同：引导学生比较E.coliDNA连接酶和T4DNA连接酶的异同点，理解它们在不同连接反应中的应用。

•实验演示：通过多媒体展示DNA连接酶连接DNA片段的实验操作，帮助学生掌握DNA连接酶的使用方法。

三、运载体（载体）

1.定义与作用

•定义：载体是一种能够携带外源基因进入受体细胞，并在其中复制和表达的DNA分子。

•作用：在重组DNA技术中，载体用于将目的基因导入受体细胞，并实现目的基因在受体细胞中的稳定存在和表达。

2.必备条件

•能够在受体细胞中稳定存在并自我复制：这是载体发挥作用的基础。

•具有一个或多个限制酶切点：便于外源基因的插入和后续的操作。

•具有标记基因：便于筛选含有重组DNA的细胞，如抗生素抗性基因等。

3.常见类型

•质粒：一种小型环状DNA分子，广泛存在于细菌和酵母等微生物中，是最常用的载体之一。

•噬菌体：一类侵染细菌的病毒，其DNA分子也可作为载体使用。

•动植物病毒：在某些情况下，动植物病毒的DNA或RNA分子也可用作载体。

4.教学要点

•展示图片：通过多媒体展示常见的载体图片，帮助学生直观了解载体的形态和结构。

•分析条件：引导学生分析载体需要具备的条件，理解这些条件对载体功能的影响。

•实例讲解：以质粒为例，详细讲解其作为载体的构建过程和应用实例。

四、集体备课建议

1.教学目标明确

•使学生理解重组DNA技术的基本概念和原理。

•掌握限制酶、DNA连接酶和载体的作用及其在重组DNA技术中的应用。

•培养学生的科学思维和实验操作能力。

2.教学方法多样

•讲授法：系统讲解重组DNA技术的基本概念和原理，以及三种基本工具的作用和应用。

•讨论法：引导学生围绕特定问题进行讨论和交流，如限制酶的专一性、DNA连接酶的分类和载体的必备条件等。

•直观演示法：通过多媒体展示实验操作和实例分析，帮助学生直观理解抽象的概念和原理。

3.教学过程设计

•导入新课：通过展示基因工程应用的实例，如转基因抗虫棉、胰岛素的生产等，引出基因工程的概念和重组DNA技术的重要性。

•新课讲授：按照限制酶、DNA连接酶和载体的顺序，逐一讲解它们的作用、特性和应用实例。

•互动环节：设计问题引导学生思考和讨论，如限制酶切割DNA后产生的末端类型、DNA连接酶的选择原则等。

•实验演示：通过多媒体展示相关实验操作，帮助学生掌握实验技能和方法。

•总结归纳：引导学生回顾本节课的内容，总结三种基本工具的作用和应用，强调它们在重组DNA技术中的重要性。

4.课后作业与拓展

•布置练习题：设计一些与本节课内容相关的练习题，如限制酶切割位点的判断、载体的构建等，让学生巩固所学知识。

•查阅资料：鼓励学生查阅资料，了解基因工程中其他工具的应用和最新进展，拓宽知识面。

•撰写报告：要求学生撰写一篇关于重组DNA技术基本工具的简短报告，培养他们的归纳总结能力和表达能力。

通过以上集体备课内容的设计和实施，可以帮助学生全面理解重组DNA技术的基本工具及其作用，掌握相关的知识和技能，为后续的学习和研究打下坚实的基础。