多聚酶链式反应扩增DNA片段-教学设计.doc
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课题高二选修一5.2《多聚酶链式反应扩增DNA片段》
第一课时教学设计
河北安国中学张艳丽
一、教学内容和学情分析
本节课主要讲述DNA的体外复制,也就是多聚酶链式反应的原理和过程。
课本以体外扩增DNA能够解决的好多生活问题为切入点引入PCR,极大的提高了学生学习本节知识的兴趣。
对本节知识的学习需要学生掌握体内DNA的复制,由于必修二中已经学过相应的知识,但是相隔时间较长,需要老师帮助学生回忆。
同时本节课的学习也使学生对必修二体内DNA分子的复制理解更深刻。
也能提升学生探究生物奥秘的兴趣。
二、教学目标
1.知识与能力目标
(1)通过师生互动、观看视频,能够概述PCR的原理和反应过程;
(2)通过阅读文本、资料分析,能够比较细胞内DNA复制和PCR扩增过程的异同。
2.学科素养
(1)基础知识
(PCR的原理和反应过程;细胞内DNA复制和PCR扩增过程);
(2)基本技能
(通过本节课的学习,能够分析PCR技术与细胞内DNA复制区别);
(3)基本思想
(通过对PCR的原理和反应过程以及细胞内DNA复制和PCR扩增过程,锻炼科学的思维方法,培养实事求是的科学态度);
三、教学重点和难点
1.PCR的原理;
2.比较细胞内DNA复制和PCR扩增过程。
四、教学方法
1.合作探究法
2.任务型教学法
五、教学流程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
1.新课导入
2.基础知识回顾
3、讲授新课与探究问题
4、知识总结比较
5、课堂小结
6、当堂测试
(1)展示课题背景,导入新课
在刑事侦破案件中常需要对样品DNA进行分析,PCR技术能快速扩增DNA片段,在几个小时内复制出上百万份的DNA拷贝,有效地解决了因为样品中DNA含量太低而难以对样品进行分析研究的问题。
现在PCR技术已广泛应用于遗传病的诊断、刑侦破案、古生物学、基因克隆和基因测序。
展示发明PCR的科学家慕斯里,提高学生的科学素养
(2)展示学习目标
①理解PCR的原理和反应过程;
②比较细胞内DNA复制和PCR扩增过程。
1、DNA组成结构
提问学生:
① DNA组成元素、基本单位及结构。
② 核苷酸分子的结构
(展示核苷酸的分子结构模式图)
2、讲述DNA分子的方向性:
即DNA的3´端和5´端
3、回忆复习体内DNA分子的复制
(1)学生写出DNA复制的概念,时期,场所,条件,特点,原则,准确复制的原因,意义
(2)教师小结细胞内DNA复制的基本体系
一、引物和DNA复制的方向
1、讲引物
(1)本质,作用,需要引物的原因
(2)DNA双链方向与复制关系(结合多媒体投影图)
2、学生讨论:
DNA复制的方向
引导学生根据DNA聚合酶的特性并观察教材图5-6DNA复制方向的示意图得出结论
3、小结:
(1)DNA的羟基“-OH”末端称为3’端,而磷酸基团的末端称为5’端。
(2)DNA聚合酶只能从3´端延伸DNA链,故DNA复制需要引物。
(3)DNA合成总是从子链的5´端向3´端伸。
阅读、倾听。
回忆、回答。
倾听并思考
学生在作业本上写出答案并相互交流讨论
倾听、思考、回答问题
讨论并展示回答
记笔记
情景导入,并且解读本节课目标。
回顾必修1中学习相关的知识。
认识DNA的方向性
检查学生基础知识是否牢固为学习PCR做准备
体内DNA复制没有讲过引物这里需要重点说明
帮助学生理解PCR复制的方向。
方便复习
二、多聚酶链式反应(PCR)
1、联系DNA复制相关知识,讲解PCR原理
(1)DNA的热变性原理
通过控制温度来控制双链的解聚与结合。
①变性:
80-100℃的温度范围内,DNA双螺旋结构解体,双链分开。
②复性:
温度缓慢降低后,两条彼此分离的DNA链重新结合成双链。
提问学生:
为什么复性不是让变性解链的DNA分子重新形成双螺旋结构,引导学生理解PCR复性的作用是让引物和模板DNA相结合
2、讲述PCR的过程变性复性延伸
重点讲延伸
温度上升到72℃左右,溶液中的四种脱氧核苷酸(A、T、C、G)在DNA聚合酶的作用下,根据碱基互补配对原则合成新的DNA链。
PCR一般要经历三十多次循环
【视频演示】PCR的过程
讲解
(1)72℃左右时,TaqDNA聚合酶有最大活性,可使DNA新链由5′端向3′端延伸。
(2)DNA聚合酶只能特异性地复制处于两个引物之间的DNA序列,使该段固定长度的序列呈“指数式”扩增。
列表比较PCR技术与体内DNA复制的区别。
一、PCR原理
二、PCR反应过程及条件
1、过程:
变性—复性—延伸
2、条件:
模板、酶、引物、原料及反应环境
三、细胞内DNA复制与PCR技术比较
四、展示下节课教学基本内容
学生完成课件中当堂测试部分习题
教师进行引导和点评
观察、思考、记笔记
讨论、回答。
阅读课本
观看视频
倾听、思考、回答。
学生进行思考后进行展示答案,教师进行点评并引导规范回答。
呼应、回答
思考、回答。
将DNA分子的特性和PCR的原理结合到一起
加强必修知识与选修知识之间的联系
让学生理解引物与模板结合的原因
理解过程
深刻形象的理解PCR的原理和反应过程。
突出本节重点
突出基础知识题。
七、教学反思
在教学过程中,先引导学生回忆必修一和必修二的有关DNA复制的知识,在此基础上,让学生加深对于PCR原理的认识。
对于PCR反应过程的教学,应以读图识图为主。
教材中反应过程图解详细的描绘了参与PCR的各种组成成分;每一轮反应的三个基本步骤—变性、复性、延伸。
在教学过程中应加强与学生的沟通和交流,提高学生学习热情和学习知识的准确性。
附:
板书设计
5.2多聚酶链式反应PCR
一DNA分子二、PCR
1.结构1.原理:
DNA双链复制
2.复制2.过程:
变性—复性—延伸
引物
(1)本质:
DNA或RNA三、比较体内DNA复制和PCR
(2)作用:
引导DNA的合成
(3)需要引物的原因
6/6