第一篇：DNA重組技術(shù)的危害

自從ＤＮＡ重組技術(shù)誕生以來，危機事件還真是此起彼伏，像英國Pusztai事件、美國帝王蝶事件，加拿大“超級雜草事件”事件、墨西哥玉米事件、中國Bt抗蟲棉事件、巴西堅果過敏事件、美國轉(zhuǎn)基因長粒米污染事件等等。1.加拿大“超級雜草事件”事件

1995年，加拿大首次商業(yè)化種植了通過基因工程改造的轉(zhuǎn)基因油菜。但在種植后的幾年里，其農(nóng)田便出現(xiàn)了對多種除草劑具有耐抗性的野草化的油菜植株，即超級雜草。因為一些轉(zhuǎn)基因油菜籽在收獲時掉落，留在了泥土中，來年它們又重新萌發(fā)。那么萌發(fā)出來的油菜就變成了一種不受歡迎的野菜，而且這種能夠同時抵御三種除草劑的野草化的油菜不但很難鏟除，而且還會通過交叉?zhèn)鞣鄣确绞剑廴就愇锓N，使種質(zhì)資源遭到破壞。其原因就是基因漂流。

2.美國帝王蝶事件

1999年，康奈爾大學(xué)的一個研究組在《Nature》雜志上發(fā)表文章，稱用帶有轉(zhuǎn)基因抗蟲玉米花粉的馬利筋(一種雜草)葉片飼喂美國大斑蝶，導(dǎo)致44％的幼蟲死亡，由此引發(fā)GMO環(huán)境安全性的爭論。

事實上，這一實驗是在實驗室完成的，并不反映田間情況，因而缺乏說服力，且沒有提供花粉量的數(shù)據(jù)，現(xiàn)在這個事件已有了科學(xué)的結(jié)論：第二，2000年開始在美國3個州和加拿大進行的田間試驗證明，抗蟲玉米花粉對斑蝶并不構(gòu)成威脅，實驗室實驗中用l0倍于田間的花粉量來喂大斑蝶的幼蟲，也沒有發(fā)現(xiàn)對其生長發(fā)育有影響。

3.英國Pusztai事件

1998英國某個博士用轉(zhuǎn)雪花蓮凝集素基因的馬鈴薯喂大鼠，稱大鼠食用后“體重和器官重量減輕．免疫系統(tǒng)受到破壞”。此事首次引起國際轟動，綠色和平組織、地球之友等反生物技術(shù)組織把這種馬鈴薯說成是“殺手”，策劃了焚燒破壞轉(zhuǎn)基因作物試驗地、阻止GMO產(chǎn)品進出口、示威游行等。英國皇家學(xué)會對此非常重視，組織了同行評審．并于1999年5月發(fā)表評論，指出Pusztai普茲泰的實驗有6方面的錯誤，即：很少統(tǒng)計學(xué)意義；實驗設(shè)計不合理，未作雙盲測定；統(tǒng)計方法不當(dāng)；實驗結(jié)果無一致性等。

4.墨西哥玉米事件

2001年，美國加州大學(xué)伯克萊分校的兩位研究人員在《Nature》上發(fā)表文章，聲稱在墨西哥南部Oaxaca地區(qū)采集的6個玉米地方品種樣本中，發(fā)現(xiàn)有CaMV35S啟動子和抗蟲玉米中的抗蟲基因相似序列。

綠色和平組織借此大肆渲染，說墨西哥玉米已經(jīng)受到了“基因污染”，甚至指責(zé)墨西哥小麥玉米改良中心的基因庫也可能受到了“基因污染”。

文章發(fā)表后受到很多科學(xué)家的批評，指出其在方法學(xué)上有許多錯誤。所謂測出的35S啟動子，經(jīng)復(fù)查證明是假陽性。所稱Bt玉米中的adhl基因已經(jīng)轉(zhuǎn)到了墨西哥玉米的地方品種，則是“張冠李戴”。因為轉(zhuǎn)入Bt玉米中的基因序列是adhl-S基因，而作者測出的是玉米中本來就存在的adhl-F基因，兩者的基因序列完全不同，是兩碼事。顯然作者沒有比較這兩個序列，審稿人和《Nature》編輯部也沒有核實。對此，《Nature》編輯部發(fā)表聲明，稱“這篇論文證據(jù)不足，不足以證明其結(jié)論”。墨西哥小麥玉米改良中心也發(fā)表聲明指出，經(jīng)對種質(zhì)資源庫和從田間收集的152份材料的檢測，在墨西哥任何地區(qū)都沒有發(fā)現(xiàn)35S啟動子。5.美國轉(zhuǎn)基因玉米事件

2005年5月22日，英國《獨立報》披露了轉(zhuǎn)基因研發(fā)巨頭孟山都公司的一份秘密報告。據(jù)報告顯示，吃了轉(zhuǎn)基因玉米的老鼠，血液和腎臟中會出現(xiàn)異常。最后迫于壓力，應(yīng)歐盟要求，公布了完整的1139頁的試驗報告。歐盟對安全評價的材料及補充試驗報告進行分析后，認為將“Mon863”投放市場不會對人和動物健康造成負面影響，于2005年8月8日決定授權(quán)進口該玉米用于動物飼料，但不允許用于人類食用和田間種植。

6.美國轉(zhuǎn)基因長粒米污染事件

2006年8月，拜耳公司對外公布未經(jīng)批準的轉(zhuǎn)基因水稻LLRice601少量混入商品稻米中，立即引起日本和歐盟采取緊急措施限制進口美國大米。8月21日本厚生勞動省馬上宣布停止進口美國長粒米。

由這些事件總結(jié)一下ＤＮＡ重組技術(shù)潛在的危害。

一、對人類健康的影響

１．轉(zhuǎn)基因食品中潛在的過敏原

1994年美國先鋒（Pioneer）種子公司的科研人員將巴西堅果中編碼（2Salbumin）蛋白的基因轉(zhuǎn)入大豆中，之后，發(fā)現(xiàn)有人會對這種大豆過敏，含硫氨基酸蛋白質(zhì)2Salbumin可能正是巴西堅果中的主要過敏原（研究結(jié)果發(fā)表于《新英格蘭醫(yī)學(xué)雜志》

TheNewEnglandJournalofMedicine,1996,334:688-692）。因此，先鋒種子公司立即終止了這項研究計劃，此事后來一度被說成是“轉(zhuǎn)基因大豆引起食物過敏”，作為反對轉(zhuǎn)基因的一個主要事例，但實際上“巴西堅果事件”也是所發(fā)現(xiàn)的因過敏未被商業(yè)化的轉(zhuǎn)基因案例。恰恰說明對轉(zhuǎn)基因植物的安全管理和生物技術(shù)育種技術(shù)體系具有自我檢查和自我調(diào)控的能力，能有效地防止轉(zhuǎn)基因食品成為過敏原。事實上，巴西堅果被認為是人類天然的食物，它本身就含有這種過敏原，因此，天然食物也并非對所有人都是安全的。

2.轉(zhuǎn)基因食品可能具有毒性

轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的目的基因表達時，可能會促使一些天然毒素的表達率提高，如豆科蛋白酶抑制劑、馬鈴薯的茄堿等。殘留的抗昆蟲內(nèi)毒素；大量使用除草劑，除草劑在食品中殘留 3.基因改造微生物如果致病力強，從試驗室逸出并擴散,由于人類對這些新的微生物無免疫力,可能會造成疾病流行。

4.轉(zhuǎn)基因食品中存在一些具有抗生素抗性的標(biāo)記基因，有可能在動物腸道中轉(zhuǎn)移給微生物,從而影響抗生素治療的效果

食用轉(zhuǎn)基因作物飼料的家禽、牲畜、魚類等水生動物體內(nèi)，有可能累積抗生素抗性。有人認為，食用這些肉類產(chǎn)品可能會使人體具有抗生素抗性

5導(dǎo)致了食品營養(yǎng)品質(zhì)下降

轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的目的基因可能帶來了一些有利性狀，如高產(chǎn)、抗逆性好等，但也可能引起食品的營養(yǎng)成分或品質(zhì)發(fā)生改變，甚至產(chǎn)生一些抗?fàn)I養(yǎng)因子。導(dǎo)致了食品營養(yǎng)品質(zhì)下降，二．對生態(tài)環(huán)境的影響 1.基因漂移

轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物中的基因可能由于植物花粉飛揚轉(zhuǎn)移到雜革和其它作物中，如果抗除草劑基因轉(zhuǎn)移到雜革中，2.超級雜草

轉(zhuǎn)基因作物可能演變?yōu)檗r(nóng)田雜草超級雜草，由于基因漂流，在加拿大的油菜地里發(fā)現(xiàn)了個別油菜植株可以抗一種、兩種或三種除草劑

3.對非目標(biāo)生物產(chǎn)生危害

中國農(nóng)科院棉花研究所研究發(fā)現(xiàn)：在種植轉(zhuǎn)Bt基因棉花的農(nóng)田中，由于Bt毒蛋白對棉鈴蟲的殺滅作用，導(dǎo)致棉鈴蟲的寄生性天敵的數(shù)量明顯減少。

蘇云金桿菌晶體蛋白可不加區(qū)分地殺死許多種昆蟲的劫蟲，不僅對害蟲有致死作用，對其它昆蟲，包括有益昆蟲也會致死。

4.對土壤微生態(tài)的影響

轉(zhuǎn)Bt基因作物的殘茬和根部滲出物中含有Bt毒蛋白。

Bt毒素不易被生物降解，在土壤環(huán)境中可長時間保持殺蟲活性，殺死土壤中的生物。

5.對環(huán)境的污染

目前，抗除草劑的轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物種植面積不斷增加。隨之而來的是除草劑使用量的持續(xù)增長。除草劑隨雨水、水土流失等轉(zhuǎn)移到其它地方，造成連續(xù)的土壤、水質(zhì)和環(huán)境污染。

三、對倫理道德的影響

1科學(xué)家預(yù)言，憑借破譯全盤基因密碼，人類將可活上1200歲。到時人滿為患地球壓力巨大

2.基因研究的這一重大突破對個人的基因隱私權(quán)帶來挑戰(zhàn)。

3豬基因轉(zhuǎn)到羊身上，動物基因轉(zhuǎn)到植物里面，必將引起宗教團體，素食主義者的反對

四、對經(jīng)濟的影響

基因工程作物種子往往價格昂貴，并且有專利保護，使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)高投

入、高產(chǎn)出的趨勢更明顯，發(fā)展中國家和貧窮國家由于資金不足，防礙轉(zhuǎn)基因作物的開發(fā)與應(yīng)用，隨著轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品數(shù)量增加，對發(fā)達國家的依賴程度也會增加。可能使貧富差距往大，引起新的發(fā)展不平衡。

如何避免不利影響基因工程對未來科技、經(jīng)濟、牡會的影響是不容低估的，許多國家都不會錯過基因工程所帶來的發(fā)展機遇，積極開展研究與應(yīng)用工作。然而，進行基因工程的研究與產(chǎn)品開發(fā)在當(dāng)今世界已成為一個敏感話題，隨時都可能召來一些反對的聲音。針對基因工程可能帶來的對人類健康和生態(tài)環(huán)境的危害，一些國家和國際組織制定1一系列的安全管理措施。在基因工程的安全性管理上，美國的政策較為寬松，歐盟的政策比較嚴格，其它國家夼于兩者之問，我國在1993年12月頒布了<基因工程安全管理法)，我國在1993年頒布了<基因工程安全管理法)，1996年農(nóng)業(yè)部頒布了(農(nóng)業(yè)生物基因工程安全管理實施辦法)．并成立農(nóng)業(yè)生物基因工程安全管理辦會室和農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)生物基因工程安全管理委員會。

1．我國的農(nóng)業(yè)基因工程管理辦法主要對基因工程體在試驗階段、中問試驗、環(huán)境釋放和商品化生產(chǎn)幾十過程進行安全性評價，基因工程體包括植物、動物、植物用微生物、獸用微生物和水生動植物。操作步驟是：(1)根據(jù)受體生物的生物學(xué)特殊性、演變歷史、異化作用等，評價其對人類和生態(tài)環(huán)境的潛在危害。(2)確定基因操作對受體生物安全等級的影響類型和影響程度。(3)確定遺傳工程及其產(chǎn)品的安全等鲺。

2．FAO和WHO共同于1990年、1996年分別在日內(nèi)瓦和羅馬召開會議，討論基因工程食品的安全性評價問題。提出了一些基因工程食品安全性評價的原則。首先闡明其分子、生物學(xué)和化學(xué)特性，了解基因改造所采用的方法。對基因改造后的產(chǎn)物進行化學(xué)結(jié)構(gòu)分析，對與傳統(tǒng)食品不相同的基因工程食品要進行廣泛的毒理學(xué)試驗，必要時進行營養(yǎng)評價與致敏試驗。對基因改造的動物性食品，哺乳動物本身的健康可作為安全性評價的標(biāo)志。魚類和無脊推動物本身可產(chǎn)生毒素，需進一步進行安全評價。對基因改造的微生物食品，如分子、生物、和化學(xué)分析與傳統(tǒng)食品一致，則主要對其雜質(zhì)和加工過程進行評價。

3．基因工程藥品一般是蛋白質(zhì)或多膚，這些蛋白質(zhì)或多膚的氨基酸組成，順序，修飾作用都會影響藥品的生理、藥理或毒理作用。歐盟將這類藥品分為三個組，一組是與人體內(nèi)蛋白質(zhì)或多膚的氨基酸組成完全樣同，這類藥品不需進行安全性試驗；=組是與人體內(nèi) 蛋白質(zhì)或多肽的氨基酸組成相似，僅個別氨基酸有差異．或存在翻譯后修飾；三組是與人體內(nèi)蛋白質(zhì)或多肽的氨基酸組成完全不同。根據(jù)這種分組，進行安全性評價時也區(qū)別對待。對基因工程藥品進行毒理學(xué)研究是安全性評價的一個主要方法，其內(nèi)容包括惠性毒性試驗、重復(fù)給藥毒性試驗、生殖毒性試驗、免疫毒性試驗、致室變和致癌試驗。

4．就在兩會召開前的3月1日，我國120多名專家學(xué)者聯(lián)名簽發(fā)了一份建議，郵寄給全國人大常委會，建議人大立即撤銷轉(zhuǎn)基因水稻的安全認證。其中有學(xué)者尖銳指出：轉(zhuǎn)基因主糧是否推廣，應(yīng)該聽取民眾意見，不能任由少數(shù)專家和少數(shù)官員“悄悄”作決定。轉(zhuǎn)基因問題不只是科學(xué)問題，轉(zhuǎn)基因主糧作物的研究及種植涉及政治、經(jīng)濟、國家戰(zhàn)略以及科學(xué)、技術(shù)和社會關(guān)系等諸多問題。轉(zhuǎn)基因技術(shù)的健康發(fā)展需要公眾和社會參與。必須將民主監(jiān)督、審查和控制的原則應(yīng)用到技術(shù)的研發(fā)。

第二篇：《DNA重組技術(shù)的基本工具》說課稿

《DNA重組技術(shù)的基本工具》說課稿

華清中學(xué)

劉新娟

各位領(lǐng)導(dǎo)、老師們，你們好！今天我要進行說課的內(nèi)容是DNA重組技術(shù)的基本工具。首先，我將對本節(jié)內(nèi)容進行以下分析

一、說

課程理念

1.提高生物科學(xué)素養(yǎng)（核心）2.面向全體學(xué)生3.倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)4.注重與現(xiàn)實生活的聯(lián)系

二、說

教材

這節(jié)內(nèi)容是生物選修3第一個專題《基因工程》的第一節(jié)內(nèi)容，它主要涉及基因工程所需要的三種基本工具的作用。既是必修2中遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)、基因工程基本原理和應(yīng)用的延續(xù)和拓展，又是本章其他內(nèi)容的前提，和基因工程的基本步驟構(gòu)成了本專題的核心。

三、說

學(xué)情及課時

對于基因工程，學(xué)生接觸的少，教材文字描述也較抽象。但由于通過必修2第六章《從雜交育種到基因工程》第二節(jié)《基因工程及其應(yīng)用》的學(xué)習(xí)，學(xué)生已形成了學(xué)習(xí)本專題所必需的核心概念，也基本了解有關(guān)基因工程的操作步驟和工具，因此結(jié)合簡約形象的插圖、動畫以及通過動手模擬操作，學(xué)生能夠基本把握三種工具的作用，建立知識結(jié)構(gòu)模型，并從中領(lǐng)悟到成功的樂趣。因此，可以縮短為一課時。

四、說

教學(xué)目標(biāo)

1、知識目標(biāo)

簡述DNA重組技術(shù)所需三種工具的作用。

2、能力目標(biāo)

（1）通過模型制作培養(yǎng)學(xué)生動手能力及自主學(xué)習(xí)能力。（2）培養(yǎng)學(xué)生收集和處理科學(xué)信息的能力。

3、情感態(tài)度與價值觀目標(biāo)

讓學(xué)生切實感受到所學(xué)知識的價值和學(xué)習(xí)的意義，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)生物的興趣和熱情，產(chǎn)生熱愛科學(xué)的情感和動力。

五、說

教學(xué)重、難點

1、教學(xué)重點

DNA重組技術(shù)所需三種工具的作用。

2、教學(xué)難點

基因工程載體需要具備的條件。

六、說

教、學(xué)方法

1．教法

講授、啟發(fā)式引導(dǎo)、模型建構(gòu)

2.學(xué)法

自主探究法、合作交流法、成果展示法

七、說

教、學(xué)準備

1.學(xué)生準備

內(nèi)容復(fù)習(xí)與預(yù)習(xí)及模具的準備

2.教師準備

課件、模具準備及問題的預(yù)設(shè)及生成預(yù)測

八、說

教學(xué)過程

教學(xué)設(shè)計流程圖

展示基因工程應(yīng)用實例，激發(fā)學(xué)生興趣（導(dǎo)）

↓

引入基因工程概念，回憶步驟，引入基本工具（讀）

↓

限制酶的作用（點、練）

↓

動手操作1：模擬限制酶對DNA的剪切（練）

↓

DNA連接酶的作用（點、讀）

↓

動手操作2：模擬DNA連接酶連接DNA片段（練）

↓

載體質(zhì)粒的特點（點、讀）

↓

動手操作3：目的基因與質(zhì)粒的拼接（練）

↓

創(chuàng)設(shè)情境，突破難點（議、點）

↓

學(xué)生質(zhì)疑（議、點）

↓ 鞏固練習(xí)（練）

1、聯(lián)系生活，導(dǎo)入課程

本節(jié)內(nèi)容屬于基因工程的第一節(jié)內(nèi)容，可以用基因工程的應(yīng)用來創(chuàng)設(shè)情景，導(dǎo)入主題。多媒體展示學(xué)生課前收集到的日常生活中的基因工程的應(yīng)用實例，列舉幾種生物的不同性狀并由此提出假設(shè)——能不能使本身沒有某個性狀的生物具有某個性狀呢？如讓煙草能發(fā)出熒光，讓微生物生產(chǎn)胰島素。答案是肯定的，那就是能定向改造生物的基因工程。

在此基礎(chǔ)上，利用多媒體組織學(xué)生回憶必修2中的基因工程的基本步驟，并指出：工欲善其事，必先利其器。從而引出三種工具：手術(shù)刀——限制酶、縫合針——DNA連接酶、運輸車——載體。

2、模型建構(gòu)，精講點撥

對三種工具逐個進行講解，并以EcoRI為例，構(gòu)建重組DNA分子模型，體會基因的剪切、拼接、縫合的道理。

（1）利用課前準備的材料，模擬限制酶EcoRI對DNA進行切割（2）用同一種限制酶對兩個DNA片斷模型進行切割，并縫合。（3）進行目的基因、環(huán)狀DNA的切割及兩者的拼接。

建構(gòu)活動中教師進行必要且適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)。

3、創(chuàng)設(shè)情景，突破難點

本節(jié)難點是對載體必須具備條件的分析。要解決這個問題，直接講述可能達不到效果。可以采用創(chuàng)設(shè)問題情景的方法來引導(dǎo)學(xué)生進行討論總結(jié)。

（1）如果要把某目的基因?qū)氲絼游锛毎校谝韵驴商峁┹d體的生物中，你應(yīng)該選擇哪種？

A、麻風(fēng)桿菌

B、大腸桿菌

C、結(jié)核桿菌

D、艾滋病病毒

——對受體細胞無害

（2）給出目的基因片段以及兩種供選擇的質(zhì)粒，其中一種有與目的基因相對應(yīng)的限制酶切點？

——有切割位點

（3）把含有人的胰島素基因重組質(zhì)粒導(dǎo)入大腸桿菌后，經(jīng)過增殖產(chǎn)生了大量細菌。怎樣才能保證這些個體都含有目的基因？

——重組質(zhì)粒能自我復(fù)制

（4）肉眼能觀察到受體細胞中的重組DNA嗎？實際操作中怎么檢測目的基因是否進入了受體細胞？

——有遺傳標(biāo)記基因

4、引導(dǎo)思考，鼓勵質(zhì)疑

安排一個學(xué)生質(zhì)疑的活動，讓他們提出問題，教師給予適當(dāng)?shù)慕獯稹W(xué)生的主要疑問：

（1）限制酶和連接酶連接的都是酯鍵，氫鍵是怎樣切割和連接的？（2）連接酶和聚合酶的區(qū)別是什么？（3）限制酶所識別的序列有什么特點？

5、鞏固訓(xùn)練，強化認知（略）

九、說

教學(xué)反思

亮點：本節(jié)生物教學(xué)結(jié)合“啟發(fā)引導(dǎo)”和“模型建構(gòu)”兩種教學(xué)模式，充分體現(xiàn)了以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)的教學(xué)思想，收到了良好的教學(xué)效果。較為成功的方面有以下幾點：通過模型構(gòu)建，鍛煉了學(xué)生的自學(xué)能力和動手能力；通過質(zhì)疑，培養(yǎng)了表達能力，加深了理解；通過情境啟發(fā)引導(dǎo)和歸納，培養(yǎng)了學(xué)生的邏輯思維能力。主要思考和不足有以下幾點：

1、選修教材應(yīng)該認真研究課標(biāo)，把握好難度.2、課堂導(dǎo)入不可信馬由韁，做到收放自如。

3、在時間控制上，有些前松后緊。

4、教具的制備方面，不夠靈活適用，需進一步改進。

各位領(lǐng)導(dǎo)、老師們，本節(jié)課我根據(jù)高二年級學(xué)生的心理特征及其認知規(guī)律，采用直觀教學(xué)和模型建構(gòu)的教學(xué)方法，以“教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體”，教師的“導(dǎo)”立足于學(xué)生的“學(xué)”，以學(xué)法為重心，放手讓學(xué)生自主探索的學(xué)習(xí)，主動地參與到知識形成的整個思維過程，力求使學(xué)生在積極、愉快的課堂氛圍中提高自己的認識水平，從而達到預(yù)期的教學(xué)效果。

板書設(shè)計及PPT使用 1.1 DNA重組技術(shù)的基本工具

一.限制性核酸內(nèi)切酶 1.來源：主要從微生物中分離 2.特點：特異性

3.結(jié)果：產(chǎn)生黏性末端、平末端 二.DNA連接酶 1.種類 2.作用

3.DNA連接酶與DNA聚合酶的區(qū)別 三.載體 1.質(zhì)粒的結(jié)構(gòu) 2.載體的條件

第三篇：DNA重組技術(shù)的操作工具教案

公開課教案

課題：班級：高二教師：柏桂生單位：廬江中學(xué)時間：

DNA重組技術(shù)的基本工具 7班

2015年12月17日 1

1.1 DNA重組技術(shù)的基本工具

一、教學(xué)目標(biāo)

1.知識與技能:

（1）了解基因工程的基本概念。

（2）.清楚基因操作的工具。

2.過程與方法： 通過多媒體課件對基本概念、基本原理的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生獲取新知識的能力、探究和解決問題的能力及交流與合作的能力。

3.情感態(tài)度和價值觀：（1）通過學(xué)習(xí)基因工程的概念，使學(xué)生認識到科學(xué)研究需要技術(shù)的支持，激發(fā)學(xué)生對生物最新前沿技術(shù)的好奇心。

（2）通過對基因工程操作工具的學(xué)習(xí)，一方面使學(xué)生體會到自然界生物多樣性（酶和目的基因）的價值；另一方面使學(xué)生體會到生物技術(shù)的發(fā)展對社會、經(jīng)濟、文化的影響和貢獻。

二、教學(xué)重難點

教學(xué)重點：DNA重組技術(shù)所需要的三種基本工具的作用 教學(xué)難點：限制酶的特性及作為基因工程的載體所具備的條件。

三、課時安排

1課時

四、教具： 多媒體課件

五、教學(xué)設(shè)計及過程 設(shè)計思路：

通過材料導(dǎo)入吸引學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，回顧舊知識來連接新內(nèi)容，以自主學(xué)習(xí)、教師點撥、合作探究和動手試試四個模塊來完成教學(xué)目標(biāo)。教學(xué)過程：

導(dǎo)入：首先回顧介紹由抗蟲棉與正常棉花在面臨棉鈴蟲侵害時的表現(xiàn)，解釋差異的原因分析及抗蟲基因的來源，進一步介紹“藍色妖姬”玫瑰的來源是通過基因工程將其他物種的特殊藍色素基因?qū)肫胀倒宥a(chǎn)生，引起學(xué)生興趣并進入基因工程概念的復(fù)習(xí)。

回顧基因工程的概念及歸納

一、基因工程概念（板書）

基因工程的別名 操作環(huán)境 操作對象 操作水平基本過程 結(jié)果 基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù) 生物體外 基因 DNA分子水平剪切→拼接→導(dǎo)入→表達 人類需要的基因產(chǎn)物

復(fù)習(xí)必修課所了解的基因工程操作的基本步驟，講解讓學(xué)生連接舊知識，重點提到供體細胞和目的基因。

如何將目的基因從供體細胞的DNA上剪切下來？

二、限制性核酸內(nèi)切酶-----“分子手術(shù)刀”（板書）

自主學(xué)習(xí)：學(xué)生閱讀課本4-5頁“限制性核酸內(nèi)切酶——分子手術(shù)刀”的相關(guān)內(nèi)容，在教師的指引下思考并完成表格。

教師點撥：限制酶剪切的對象使DNA，講解DNA的組成單位-脫氧核苷酸分子結(jié)構(gòu)，強調(diào)其中磷酸基團連接的特點及限制酶剪切后使3’，5’-磷酸二酯鍵斷裂。

通過以EcoRI限制酶為例介紹限制酶對DNA雙鏈的剪切過程。以四種常見的酶切圖讓學(xué)生思考仔細觀察總結(jié)各限制酶識別的特定序列有何特 3 點？

通過分析后說明限制酶所識別的序列的特點是：呈現(xiàn)堿基互補對稱, 都可以找到一條中心軸線, 中軸線兩側(cè)的雙鏈DNA上的堿基是反向?qū)ΨQ重復(fù)排列的，稱為回文序列。

分別以EcoRI和SamI來介紹兩種不同的切割DNA的方式及特點。（重點概念：黏性末端、平末端）。

合作探究：1.推測限制酶在原核生物中的作用嗎？

2.限制酶會不會剪切細菌本身的DNA？

3.從一段DNA中剪切下目的基因需要限制酶至少剪切幾次？ 動手試試：

5'-AATCGGAATTCGAAGGAATTCCG-3'的雙鏈DNA被EcoRI限制酶剪切后有哪些部分？

回顧基因工程操作過程，以“如何將目的基因?qū)爰毎校俊睂?dǎo)入。

三、載體——“ 分子運輸車”（板書）

自主學(xué)習(xí)：閱讀課本第6頁“分子運輸車”——運載體的相關(guān)內(nèi)容，思考完成表格內(nèi)容。

教師點撥：：質(zhì)粒—裸露的、結(jié)構(gòu)簡單的、獨立于細菌染色體（即擬核DNA）之外，并具有自我復(fù)制能力的很小的雙鏈環(huán)狀DNA分子。

以課本圖像為例分析可作為基因工程運載體的質(zhì)粒需要的關(guān)鍵組成部分。

合作探究：1.同一種限制酶剪切后的質(zhì)粒和目的基因有什么特點？

2.上圖中的受體細胞的培養(yǎng)基需添加什么菌素？

3.標(biāo)記基因類型有哪些？一個質(zhì)粒只能有含有一個標(biāo)記基因嗎？

動手試試：如果含2個不同的標(biāo)記基因標(biāo)記的質(zhì)粒如何來判斷受體細胞是否導(dǎo)入了重組質(zhì)粒？

由“如何將目的基因與載體結(jié)合？”導(dǎo)入

四、DNA連接酶——“分子縫合針”（板書）

自主學(xué)習(xí)：閱讀課本第5頁“分子縫合針”——DNA連接酶的相關(guān)內(nèi)容，思考完成表格。

教師點撥：講解DNA連接酶的連接過程。（強調(diào)種類和形成新的3’，5’-磷酸二酯鍵化學(xué)鍵）

由均形成新的3’，5’-磷酸二酯鍵，那么“DNA連接酶與DNA聚合酶是一回事嗎？”來回顧并表格比較DNA連接酶與DNA聚合酶。

合作探究：1.DNA連接酶能連接2個DNA單鏈么？

2.DNA連接酶有沒有專一性？

3.DNA連接酶可以連接任意兩個DNA片段么？

動手試試：請嘗試思考目的基因和質(zhì)粒均由一種相同的限制酶剪切下來的和均由相同的兩種酶剪切的差別？

課堂小結(jié)并反饋鞏固：完成課本P7的思考與探究

六、板書設(shè)計

見教學(xué)過程中的（板書）備注

第四篇：《DNA重組技術(shù)的基本工具》教學(xué)設(shè)計

《DNA重組技術(shù)的基本工具》教學(xué)設(shè)計

教學(xué)目標(biāo)

1． 簡述DNA重組技術(shù)所需三種基本工具的作用。

2．認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。教學(xué)重難點

.教學(xué)重點 DNA重組技術(shù)所需的三種基本工具的作用。教學(xué)難點 基因工程載體需要具備的條件 教學(xué)工具 多媒體 教學(xué)過程

引入：胰島素是唯一能降低血糖的激素。科學(xué)家將人胰島素基因?qū)说酱竽c桿菌細胞內(nèi)，使大腸桿菌生產(chǎn)人類的胰島素，為糖尿病治療提供有效而廉價的藥物；人們還可以將細菌內(nèi)抗蟲基因轉(zhuǎn)移到普通棉花細胞內(nèi)，培育出了自身就可以抵御害蟲的新品種抗蟲棉。

（1）獲得上述科研成果，運用的生物技術(shù)是什么？

（2）獲得上述科研成果的操作步驟是什么？

（3）上述操作過程中所運用到的工具有哪些？

我們在必修本中學(xué)習(xí)了有關(guān)遺傳的知識，知道了遺傳學(xué)的基本理論，如DNA是遺傳物質(zhì)的證明，DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)和中心法則等，在本專題中我們將應(yīng)用遺傳學(xué)的知識來學(xué)習(xí)基因工程的相關(guān)內(nèi)容。

首先了解一下基因工程的誕生和發(fā)展。（閱讀課本：科技發(fā)展之路）（板書）一。基因工程的誕生和發(fā)展 那什么叫基因工程呢？（板書）二。基因工程的概念 理解定義：完成表格

師：我們知道基因工程是在分子水平上進行設(shè)計施工的，由于DNA分子太小，因此必須借助什么才能完成DNA分子的 剪切、拼接和導(dǎo)入等。中國有句俗語叫“沒有金剛鉆兒，不攬瓷器活兒”。科學(xué)家們在實施基因工程之前，苦苦求索，終于找到了實施基因工程的三種“金剛鉆兒”，使基因工程的設(shè)想成為了現(xiàn)實。這三種“金剛鉆兒”，一是準確切割DNA的工具，“分子手術(shù)刀”──限制酶；二是DNA片段的連接工具，“分子縫合針”──DNA連接酶；三是基因轉(zhuǎn)移工具，“分子運輸車”──基因進入受體細胞的載體。下面我們就來學(xué)習(xí)這方面的內(nèi)容。

二。基因工程的基本工具

我們首先來研究一下準確切割DNA的工具，“分子手術(shù)刀”──限制酶 1.限制性核酸內(nèi)切酶----“分子手術(shù)刀”

師：在進入對限制酶的學(xué)習(xí)時，你們可能最關(guān)心的是這種工具酶到哪里去尋找。我們不妨先思考下面幾個問題

思考：⒈自然界是否存在一種生物的DNA進入另一生物的情況？（噬菌體侵染細菌的實驗）

⒉動物容易讓外來DNA侵入自身而得以遺傳嗎？為什么？植物呢？

（生物體有的有免疫系統(tǒng)，如動物；有的有保護作用的組織、器官，如植物）

⒊作為單細胞的生物來講，沒有那么復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)，它如何來抵抗入侵的外源DNA，保 2 護自身呢

（只有讓外來的DNA失效，才能保護自身。）師：那么怎樣才能讓DNA失效？ 生：用DNA酶，因為在必修課本中學(xué)過。

師：用DNA酶，那么生物自身的DNA不也要失效了嗎？ 生：一種特殊的酶，能切割外來的DNA，而對自身不切割。

師：根據(jù)你們的分析可知，這種酶可能是一種不同于DNA酶的、我們還沒有認識的酶。我們討論至此，同學(xué)們是否有了從哪里獲得這種酶的意向？ 生：到單細胞的生物中去找。

閱讀課本“分子手術(shù)刀”完成下面問題：(1)主要來源:從原核生物中分離出來的.(2)特點:識別DNA特定的核苷酸序列,切斷兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵，即酶的專一性。

（師：以上這句話，說出了兩層意思。一是識別特定核苷酸序列。請同學(xué)們看圖，EcoRI只能識別GAATTC的核苷酸序列，SmaI只識別CCCGGG的核苷酸序列。第二層意思是從特定部位的兩個核苷酸之間切開。請同學(xué)們看圖，EcoRI就從G和A之間切開，SmaI就從C和G之間切開。師：剛才我們提到科學(xué)家們已經(jīng)分離出4 000多種限制酶。由于酶的不同，它們識別的特定核苷酸序列也不同。）

(3)作用機理：只催化磷酸二酯鍵斷裂，不作用于連接堿基對的氫鍵。（4）作用方式：可分為錯位切和平位切。

（5）作用結(jié)果：兩種形式一種形成黏性末端，一種形成平末端

（師：那么這兩種末端是如何形成的呢？請從書中找到答案。

生：限制酶在它識別序列的中心位置兩側(cè)將DNA兩條單鏈分割開，就形成黏性末端，而從識別序列的中心位置切開就產(chǎn)生平末端。）師：要想獲得某個特定性狀的基因必須要用限制酶切幾個切口？可產(chǎn)生幾個黏性末端？ 生：要切兩個切口，產(chǎn)生四個黏性末端。

思考：以中軸線雙側(cè)的DNA上堿基呈反向?qū)ΨQ，重復(fù)排列。2.DNA連接酶----“分子縫合針”

引入：將切下來的DNA片段拼接成性的DNA分子，是靠DNA連接酶來完成的。下面我們來研究DNA片段的連接工具，“分子縫合針”──DNA連接酶。

師：開始時，我們學(xué)習(xí)了限制酶切割后有兩種不同的結(jié)果，一種產(chǎn)生黏性末端，一種產(chǎn)生平末端。那么恢復(fù)它們的連接，所用DNA連接酶是否可以不加選擇？同學(xué)們應(yīng)從書中求得真知，自己解答這個問題。閱讀課本 DNA連接酶----“分子縫合針” 完成下面問題：

生：應(yīng)該有所選擇。因為E·coli DNA連接酶只能將雙鏈DNA片段黏性末端之間連接起來，不能將雙鏈DNA片段平末端之間連接起來。T4 DNA連接酶既可“縫合”雙鏈黏性末端，也可“縫合”雙鏈DNA的平末端，但平末端之間連接的效率比較低。(1)作用:將雙鏈DNA,恢復(fù)被限制酶切開的兩個核苷酸之間的______.（2）連接的部位：磷酸和脫氧核糖之間的鍵：磷酸二酯鍵（梯子的扶手）(3)種類: ①E.coli DNA連接酶:只能縫合DNA的_____ ②T4 DNA連接酶:既可縫合DNA的_____,又可縫合雙鏈DNA的_______.（4）DNA連接酶和DNA聚合酶的區(qū)別 課后小結(jié)

本節(jié)課充分調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，很好地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)內(nèi)在驅(qū)動力。但是不能兼顧到一小部分動手能力不是很強的學(xué)生，使得他們一直處于學(xué)習(xí)被動之中。

第五篇：DNA重組技術(shù)的基本工具教學(xué)設(shè)計

DNA重組技術(shù)的基本工具教學(xué)設(shè)計

一、設(shè)計思想

一個充滿思維的課堂才是真正高效的課堂。新課程的設(shè)計提出了四個理念，提高生物科學(xué)素養(yǎng)，面向全體學(xué)生，倡導(dǎo)探究式學(xué)習(xí)，注重與現(xiàn)實生活的聯(lián)系。在教學(xué)實踐中我們發(fā)現(xiàn)，學(xué)生普遍存在這樣的問題：

1、記不住，2、想不起來，3、不會用。積極開展探究式教學(xué)對解決這些問題有著非常重要的作用，為此我設(shè)計了一種注重探究，強調(diào)應(yīng)用的教學(xué)模式，有效地提高了課堂教學(xué)的效率。

二、教材分析

1、教材地位

本節(jié)課是人教版新課標(biāo)高中生物選修3《現(xiàn)代生物科技專題》專題1基因工程中第一節(jié)的內(nèi)容。本專題是在必修2第6章《從雜交育種到基因工程》基礎(chǔ)上的深入和提升，與必修2模塊中學(xué)過的許多知識也都有聯(lián)系。屬于基礎(chǔ)擴展內(nèi)容。

2、教學(xué)目標(biāo) 知識目標(biāo)

（1）、簡單描述基因工程的概念及目的。

（2）、說出DNA重組技術(shù)的三個工具及各工具的特點和用途。能力目標(biāo)：

培養(yǎng)學(xué)生自己動手制作模型的能力 情感目標(biāo)：

? 認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

3、教學(xué)重點

（1）DNA 重組技術(shù)所需要的三種基本工具的作用；

2、教學(xué)難點：

（1）DNA 重組技術(shù)所需要的三種基本工具的作用；（2）基因工程載體需要具備的條件

三、教學(xué)方法

DNA重組技術(shù)的三種基本工具及其作用內(nèi)容復(fù)雜、抽象。如果采用直白、平淡的方式講解介紹，學(xué)生會感到抽象和乏味，不利于調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，也不利于科學(xué)素養(yǎng)的全面提高。如果通過創(chuàng)設(shè)情境，設(shè)置問題讓學(xué)生進行自主探究，誘導(dǎo)學(xué)生積極參與教學(xué)活動，學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和積極性就會被充分調(diào)動起來，從而開啟他們思想的閘門。因此本節(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。運用這樣的教學(xué)方法，既把課堂交給了學(xué)生，體現(xiàn)學(xué)生的主體作用，也突出了教師在學(xué)生的學(xué)習(xí)過程中的指導(dǎo)者、參與者、合作者的作用。

四、教學(xué)過程：

（一）、創(chuàng)設(shè)情境，引入新課。在這一環(huán)節(jié)中我首先提出幾個設(shè)想 能否讓植物也發(fā)出螢火蟲般美麗的螢光？ 能否讓豬體內(nèi)生產(chǎn)出人血蛋白？

能否讓細菌產(chǎn)生出人的胰島素、干擾素等珍貴的藥物？

創(chuàng)造一種令人心神向往的意境。然后指出把這樣的奇思妙想變?yōu)楝F(xiàn)實的是20世紀70年代興起的高新科技——基因工程。那么基因工程這個凝聚著眾多科學(xué)家心血的技術(shù)到底是怎么進行的呢？從今天開始我們就來揭開這一技術(shù)的神秘的面紗。從而引入新課的學(xué)習(xí)。

（二）、步步設(shè)問，探究學(xué)習(xí)

在這一環(huán)節(jié)中，我先介紹了我國科學(xué)家培育抗蟲棉的材料，然后發(fā)給每個學(xué)生兩個寫有堿基序列的紙條，指出：假若一個是含有某種藥物蛋白基因的DNA，另一個是棉花的DNA。要進行基因工程的操作實現(xiàn)體外基因的重組然后導(dǎo)入受體細胞，需要準備一些什么樣的工具呢？然后讓學(xué)生閱讀課本找到答案。

實現(xiàn)這一操作過程至少需要三種工具：一是限制酶；二是DNA連接酶；三是運載體。那么這幾種工具各有什么樣的作用呢？接著開始進入第一部分的教學(xué)。1.“分子手術(shù)刀”──限制酶。（板書）

這部分內(nèi)容的教學(xué)中，我通過設(shè)置學(xué)生關(guān)心的問題“限制酶從哪里尋找”，誘導(dǎo)學(xué)生聯(lián)想從前學(xué)過的內(nèi)容──噬菌體侵染細菌的實驗，進而認識到細菌等單細胞生物容易受到自然界外源DNA的入侵。進一步提出問題：這類原核生物之所以能長期生存而不絕滅，會有什么保護機制呢？誘導(dǎo)學(xué)生產(chǎn)生“可能是有什么酶來切割外源DNA，而使之失效，達到保護自身的目的”。這樣就將書中直白的“這類酶主要是從原核生物中分離純化出來”的寫法，變成了一個自主探索的思想活動。有效地讓思維充滿課堂，讓學(xué)習(xí)成為一個發(fā)現(xiàn)的過程。下面是引導(dǎo)探究的過程：

師：關(guān)于限制酶人們最關(guān)心的可能是這種工具酶到哪里去尋找。我們不妨從以往學(xué)過的知識談起，自然界中有各種生物，它們所處的環(huán)境不是真空，一些生物的DNA可能進入另一種生物的細胞中。對于這種可能性，同學(xué)們可用什么實例來說明？ 生：噬菌體侵染細菌的實驗。

師：那么現(xiàn)存的生物為什么沒有在長期的進化過程中被外源DNA的入侵而絕滅，仍能保持相對穩(wěn)定的狀態(tài)呢？

生：生物體都有各自的保護機制，如動物有免疫系統(tǒng)，植物有具有保護作用的組織、器官。師：那么作為單細胞的生物來講，沒有那么復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)，它如何來抵抗入侵的外源DNA，保護自身呢？

生：只有讓外來的DNA失效，才能保護自身。

師：那么怎樣才能讓DNA失效？ 生：用DNA酶，因為在必修課本中學(xué)過。

師：用DNA酶，那么生物自身的DNA不也要失效了嗎？

生：可能有一種特殊的酶，能切割外來的DNA，而對自身不切割。

師：根據(jù)你們的分析可知，這種酶可能是一種不同于DNA酶的、我們還沒有認識的酶。那么我們應(yīng)該從哪里尋找這種酶呢？ 生：到單細胞的生物中去找。

師：科學(xué)家的基本意向也和同學(xué)們一樣。單細胞生物比多細胞生物更容易受到外源DNA的侵入。在長期的進化過程中，使其必須有處理外源DNA的酶。科學(xué)家們經(jīng)過不懈的努力，終于從原核生物中分離純化出這種酶，叫做限制酶。迄今已從近300種微生物中分離出4 000種限制酶。這種酶與我們以前知道的DNA酶的作用是不同的。然后讓學(xué)生看書，并通過討論得出限制酶的作用。

它們能夠識別雙鏈DNA分子的某種特定核苷酸序列，并且使每一條鏈中特定部位的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開。

通過討論讓學(xué)生體會限制酶能識別的序列有什么特點。它是如何對DNA進行切割的，切割的位置是哪里，切口有什么特點，并進一步思考與討論下列問題：

1、要想獲得某個特定性狀的基因必須要用限制酶切幾個切口？可產(chǎn)生幾個黏性末端？

2、如果把兩種來源不同的DNA用同一種限制酶來切割，結(jié)果會怎樣呢？

討論后接著提出新的問題：切割下來的DNA片斷還需要接到運載體上去，還要靠另一種工具DNA連接酶來實現(xiàn)，那么DNA連接酶又是怎么把DNA連接起來的呢？由此引入對DNA連接酶的學(xué)習(xí)。

2.“分子縫合針”──DNA連接酶。（板書）

這一環(huán)節(jié)中我先讓學(xué)生閱讀課本，并討論下面的幾個問題，之后提出連接酶與聚合酶有什么區(qū)別與聯(lián)系，引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)以前的知識，使學(xué)生認識到DNA連接酶是將雙鏈的DNA片段連接起來，而DNA聚合酶則是將一個個脫氧核苷酸連接起來。從而加強了前后知識的聯(lián)系，加深了學(xué)生對酶的專一性的認識

簡單小結(jié)上述問題后我進一步提出問題：單純的DNA片段是很難導(dǎo)入受體細胞的，所以切割下來的目的基因?qū)胧荏w細胞就需要有一個“分子運輸車”幫助。那么這個運輸車應(yīng)該具備什么樣的特點呢？

3.“分子運輸車”──基因進入受體細胞的載體。（板書）

在這個學(xué)習(xí)過程中我通過提出以下幾問題引導(dǎo)學(xué)生探究作為運輸工具必須具備的條件。1.假如目的基因?qū)胧荏w細胞后不能復(fù)制將怎樣？ 2.作為載體沒有切割位點將怎樣？

3.目的基因是否進入受體細胞，你如何去察覺？

4.如果載體對受體細胞有害將怎樣？ 通過分組討論使學(xué)生認識到

1.導(dǎo)入受體細胞的目的基因不能復(fù)制，將在細胞增殖中丟失。2.載體沒有切割位點，外源的目的基因不可能插入。

3.如果載體上有遺傳標(biāo)記基因，這樣，在載體進入受體細胞后，就可通過標(biāo)記基因的表達來檢測。

4.載體對受體有害，將影響受體細胞新陳代謝，進而使轉(zhuǎn)入的目的基因也無立足之地。最后得出作為運輸工具必須具備的條件有以下幾個。1.能自我復(fù)制； 2.有切割位點； 3.有遺傳標(biāo)記基因； 4.對受體細胞無害。

然后展示圖片和學(xué)生一起認識最常見的運載體----細菌質(zhì)粒 找出剛才歸納的幾個條件的具體體現(xiàn)。

找到“復(fù)制原點”──說明質(zhì)粒能復(fù)制并能帶著插入的目的基因一起復(fù)制。找到“目的基因的插入位點”──說明質(zhì)粒有切割位點。

找到“氨芐青霉素抗性基因”──說明有標(biāo)記基因的存在，將來可用含青霉素的培養(yǎng)基鑒別。

（三）、模擬操作，鞏固升華

知識學(xué)習(xí)結(jié)束后我發(fā)給學(xué)生剪刀和膠帶讓學(xué)生模擬操作DNA的剪切與拼接并思考相關(guān)問題加深對所學(xué)知識的理解。

（四）、強化訓(xùn)練，注重應(yīng)用

最后我通過精選習(xí)題，讓學(xué)生進行課上及課下的訓(xùn)練，及時鞏固本節(jié)課的重難點知識。然后總結(jié)本節(jié)課的主要內(nèi)容結(jié)束學(xué)習(xí)。

五、教后反思

本節(jié)內(nèi)容主要是介紹DNA重組技術(shù)的三種基本工具及其作用，內(nèi)容復(fù)雜、抽象不好理解。通過設(shè)置問題情境讓學(xué)生進行自主探究，引導(dǎo)學(xué)生積極參與教學(xué)活動，尤其是模擬操作的引入使得學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和積極性被充分調(diào)動起來，從而開啟了他們思想的閘門，收到了良好的教學(xué)效果。