课题:限制酶和DNA连接酶

应用技能:讲解技能

教学目标:使学生能熟练识别出限制酶切割的磷酸二酯键和掌握DNA连接酶连接磷酸二酯键、实现黏性末端的缝合,激发学生的学习兴趣,调动学生学习的积极性,使学生真正的动起来。

学习任务:通过学生自己动手操作、老师的讲解以及课件演示相结合,使学生自己能得出正确的答案,让学生体验到学习是一个动脑、动手、动耳的动态过程。

教学策略:这部分内容为现代生物研究的热点,抽象、微观,通过学生自己动手操作及课件相结合,让学生动起来同时给学生具体和形象化的宏观认识,使学生学习的难度降低。

教学手段:演示Flash课件

教学设计过程:

限制酶、DNA连接酶和运载体是DNA重组技术的基本工具,其中限制酶切割的磷酸二酯键的识别和DNA连接酶连接磷酸二酯键实现黏性末端的缝合是本部分的重点和难点,我运用比较分析法和经典习题讲解法来突破重点和难点。

一、磷酸二酯键的识别

我在课件中展示磷酸和连接碱基的脱氧核糖,二者连接后失去一分子水形成磷酸二酯键和脱氧核苷酸,接着,我又展示出一个脱氧核苷酸,上面脱氧核苷酸中的脱氧核糖和下面脱氧核苷酸中的磷酸连接脱去一分子水后也形成磷酸二酯键,通过上述讲解,学生就会知道磷酸二酯键存在的部位有两个。

在此基础上,我让学生画出上下排列的两个脱氧核苷酸结构式,同时将这两个结构式连接好,我让学生用红色线条表示一个脱氧核苷酸上存在的磷酸二酯键,用蓝色线条表示两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键,进行上述过程时,通过学生间的讨论和合作,学生能明确的用不同颜色的线条表示出磷酸二酯键。红色和蓝色线条都表示磷酸二酯键,这两种颜色可引起学生的高度注意,加深学生的印象。完成上述内容后,我强调指出限制酶切割的是两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键,通过强调达到了预期的目的。

学生能否真正识别出限制酶切割的磷酸二酯键,我设计了一个练习进行反馈:在课件上展示DNA分子的结构模式图,让学生找出1~7中哪些是限制酶切割的磷酸二酯键,学生根据前面的比较分析能准确地找到限制酶切割的磷酸二酯键,习题既培养了学生的识图能力,又巩固了所学的内容。

二、DNA连接酶连接磷酸二酯键

“限制酶切割磷酸二酯键会形成黏性末端,形成的黏性末端碱基是互补的,DNA连接酶连接磷酸二酯键,碱基自然互补配对,实现了黏性末端的缝合”,由这样简单的一句话很自然地过渡到对“DNA连接酶连接磷酸二酯键”的学习上。DNA连接酶对磷酸二酯键的连接来实现了黏性末端的缝合,我是通过一道高考题来突破的。

习题:限制性内切酶I的识别序列和切点是-G↓GATCC-,限制性内切酶II的识别序列和切点是-↓GATC-。在质粒上有酶I的一个切点,在目的基因的两侧各有一个酶II的切点。问题:在DNA连接酶的作用下,上述两种不同限制酶切割后形成的黏性末端是否连接起来?

在解决酶I切割质粒形成黏性末端时,我强调酶I在质粒上有一个切点,同时我用课件进行演示,使学生有一个形象化的认识。

在解决酶II切取目的基因时,我让学生在课前准备好一支铅笔和一块橡皮,用铅笔写出含目的基因的片段,并标出切割位点。然后用橡皮擦掉切下去的部分,露出黏性末端,经过比较发现两种酶切割后形成的黏性末端是互补的,因此可以连接。整个过程锻炼了学生的动手能力并且加深了学生的理解。

板书:

选修3

DNA重组技术的基本工具

分子手术刀——限制酶

分子缝合针——DNA连接酶

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