3.1 重组DNA技术的基本工具（第1课时）- 2023-2024学年高二生物同步备课教学设计（人教版2019选择性必修3）.docx

3.1重组DNA技术的基本工具（第1课时）-2023-2024学年高二生物同步备课教学设计（人教版2019选择性必修3）

授课内容

授课时数

授课班级

授课人数

授课地点

授课时间

设计意图

本节课旨在帮助学生系统掌握重组DNA技术的基本工具，理解其在现代生物技术中的应用。结合高二学生的认知水平及人教版2019选择性必修3课程内容，通过讲解、案例分析、互动讨论等多种教学手段，使学生在掌握理论知识的同时，能够联系实际应用，培养其创新思维和实践能力。本节课内容紧密围绕教材，注重实用性，确保学生能够深入理解并灵活运用所学知识。

核心素养目标

培养学生生命观念，使其能够理解DNA重组技术的科学原理与实际应用；提升科学思维，通过分析DNA重组技术的基本工具，培养逻辑推理和批判性思维能力；增强实践创新能力，通过设计简单的DNA重组实验方案，提高学生的实验操作和问题解决能力。

教学难点与重点

1.教学重点

①限制酶的作用原理及分类。

②连接酶的功能及其在DNA重组中的作用。

③基因载体的种类及其选择标准。

2.教学难点

①理解限制酶识别并切割DNA分子的特异性。

②掌握DNA连接酶连接两个DNA片段的具体机制。

③分析不同基因载体在重组DNA技术中的适用性及操作要点。

教学资源准备

1.教材：人教版2019选择性必修3《生物》。

2.辅助材料：限制酶和连接酶作用原理动画视频、DNA重组技术相关图片及图表。

3.实验器材：DNA模型、限制酶和连接酶样品、微型离心管、移液器等。

4.教室布置：分组讨论区、实验操作台，确保实验安全及学生互动讨论的顺利进行。

教学过程

1.导入（约5分钟）

-激发兴趣：通过介绍现代生物技术在医药、农业等领域的应用，引发学生对重组DNA技术的兴趣。

-回顾旧知：简要回顾DNA的基本结构、复制和转录等相关知识，为学习重组DNA技术打下基础。

2.新课呈现（约45分钟）

-讲解新知：

1.介绍限制酶的概念、作用原理及分类。

2.讲解连接酶的功能、作用机制以及在DNA重组中的应用。

3.分析基因载体的种类、特点及其选择标准。

-举例说明：

1.以限制酶EcoRI切割DNA分子为例，说明其识别并切割特定位点的特异性。

2.以λ噬菌体作为基因载体，说明其在基因克隆中的应用。

-互动探究：

1.分组讨论：让学生分组讨论限制酶和连接酶在DNA重组中的作用，以及如何选择合适的基因载体。

2.实验操作：展示DNA模型，让学生尝试使用限制酶和连接酶对DNA分子进行切割和连接。

3.巩固练习（约20分钟）

-学生活动：

1.让学生根据所学知识，设计一个简单的DNA重组实验方案。

2.学生展示实验方案，互相评价、讨论并完善。

-教师指导：

1.对学生的实验方案进行点评，指出不足之处并给出建议。

2.针对学生在讨论中遇到的问题，及时给予指导和解答。

4.课堂小结（约10分钟）

-总结本节课的主要内容，强调限制酶、连接酶和基因载体在重组DNA技术中的重要性。

-引导学生思考如何将所学知识应用于实际生活和科学研究。

5.课后作业（课后完成）

-布置相关习题，巩固学生对课堂所学知识的理解和应用。

-鼓励学生查阅资料，了解重组DNA技术在各个领域的具体应用案例。

知识点梳理

1.重组DNA技术的概述

-定义：重组DNA技术是指通过分子生物学手段，将不同来源的DNA分子进行连接和组合，以产生新的DNA分子。

-目的：获取有用的基因，进行基因表达、基因改造等研究。

2.限制酶

-概念：限制酶是一种能够识别特定的DNA序列并在这些序列上切割的酶。

-作用原理：限制酶通过识别特定的核苷酸序列，并在这些序列的特定位置上切割DNA分子。

-分类：根据切割方式的不同，限制酶可分为I型、II型和III型。

-应用：限制酶在DNA重组技术中用于切割目的基因和载体，以实现基因的插入和重组。

3.连接酶

-概念：连接酶是一种能够将两个DNA分子连接起来的酶。

-作用机制：连接酶通过催化两个DNA分子的磷酸二酯键形成，将它们连接在一起。

-类型：DNA连接酶主要分为E.coliDNA连接酶和T4DNA连接酶。

-应用：连接酶在DNA重组技术中用于将切割后的目的基因和载体连接起来，形成重组DNA分子。

4.基因载体

-概念：基因载体是指用于将目的基因导入受体细胞并自我复制的DNA分子。

-类型：

1.质粒：一种小型的环状DNA分子，存在于细菌等微生物中。

2.噬菌体：一种感染细菌的病毒，其基因组可插入细菌染色体中。

3.真核细胞载体：包括酵母菌载体、哺乳动物细胞载体等。

-选择标准：根据实验目的和受体细胞的不同，选择适合的基因载体。

5.DNA重组