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【研学单】

引入主题：教师创设转基因食品和药品相关应用背景，提出问题：“你知道生活中我们接触到了转基因食品和药品有哪些吗？你知道这些转基因产生是如何生产出来的吗？”

设计目的：了解转基因食品对我们日常生活的影响和重要性，激发学生的求知欲，启迪学生思维。

主题一  基因工程的概念及基本工具

活动一   基因工程概念的理解

基因工程的别名
操作环境
操作对象
操作水平

【思考1】基因工程的原理______________；意义：________________________________

【思考2】基因拼接的理论基础是什么？

 

【思考3】外源基因在受体细胞内表达的理论基础是什么?

 

【典例分析】下列叙述符合基因工程概念的是       

A．B淋巴细胞与肿瘤细胞融合，杂交瘤细胞中含有B淋巴细胞中的抗体基因

B．将人的干扰素基因重组到质粒后导入大肠杆菌，获得能产生人干扰素的菌株

C．用紫外线照射青霉菌，使其DNA发生改变，通过筛选获得青霉素高产菌株

D．自然界中天然存在的噬菌体自行感染细菌后其DNA整合到细菌DNA上

设计目的：通过对基本概念、基本原理的学习，引导学生主动参与教学过程的探究活动，培养学生的获取新知的能力、分析和解决问题的能力及交流与合作的能力。

活动二  基因工程的基本工具的种类及功能特点

1、限制性核酸内切酶

【思考1】限制酶的性质、作用底物和作用部位是什么？

 

【典例分析1】下列有关限制酶识别的叙述，不正确的是      

A．从反应类型来看，限制酶催化的是一种水解反应

B．限制酶的活性受温度、pH的影响

C．一种限制酶只能识别双链DNA中某种特定的脱氧核苷酸序列

D．限制酶识别序列越短，则该序列在DNA中出现的几率就越小

【典例分析2】下面是5种限制性核酸内切酶对DNA分子的识别序列和剪切位点图(↓表示剪切点，切出的断面为黏性末端)：

限制酶1：—↓GATC—    限制酶2：—CATG↓—     限制酶3：—G↓GATCC—

限制酶4：—CCGC↓GG—      限制酶5：—↓CCAGG—

请指出下列哪项表达正确： 

A．限制酶2和4识别的序列都包含4个碱基对

B．限制酶3和5识别的序列都包含5个碱基对

C．限制酶1和3剪出的黏性末端相同    

D．限制酶1和2剪出的黏性末端相同

【思考2】画出限制酶3切割形成黏性末端的过程：

【思考3】不同限制酶切割DNA片段产生的黏性末端一定不同吗？

设计目的：让学生板演限制酶的切割过程，加深学生对限制酶作用机理的理解，同时适当拓展，以具体的实例说明不同限制酶切割也可产生相同的粘性末端，培养学生的理性思维能力。

 2、DNA连接酶

【思考1】T₄DNA连接酶连接平末端的效率较低，从酶促反应的影响因素考虑，在适宜的温度和pH条件下，如何提高平末端的连接效率？

 

【思考2】思考DNA连接酶、DNA聚合酶、限制酶、解旋酶有什么区别？

 

 

【典例分析】下图表达式的括号中为催化此反应的酶，应为_________

A．DNA连接酶 B.DNA聚合酶 C.RNA聚合酶 D.解旋酶  E.逆转录酶 F.都不是

主题二   PCR技术的原理及应用

PCR全名：________________________；

原理：____________________________；

条件：_____________、__________、____________、____________

视频演示PCR过程，引导学生思考：

【思考1】用于扩增的两个引物是否能够进行碱基互补配对？设计引物应该满足什么条件？

 

 

【思考2】DNA双螺旋解开可采取的措施：_______________和_______________

【思考3】PCR反应如图所示，在第几轮循环结束开始出现两条脱氧核苷酸链等长的DNA片段？

设计目的：通过视频虚拟实验，降低学生学习难度，丰富了课堂教学，充分调动了学生学习的积极性。

 

教学反思：理性思维和科学探究式生物学核心素养的重要内容，也是本节课堂教学的目标和方向，创设情境，设计启迪学生思维的问题和培养学生科学探究能力的活动，才能发展学生的生物学核心素养。本节课中培养学生对概念的总结，演示限制酶的切割过程，探究PCR的作用原理和过程都培养了学生这些方面的能力，帮助学生更好的理解所学内容。