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