2024-2025學(xué)年高中生物專題5DNA和蛋白質(zhì)技術(shù)課題2多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)擴(kuò)增DNA片段教案新人教版選修1主備人備課成員課程基本信息1.課程名稱：多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)擴(kuò)增DNA片段

2.教學(xué)年級和班級：高中二年級生物班

3.授課時(shí)間：2024-2025學(xué)年第二學(xué)期，第10周星期二上午第三節(jié)

4.教學(xué)時(shí)數(shù)：45分鐘

教學(xué)內(nèi)容：

1.引導(dǎo)學(xué)生理解多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（PCR）的原理及其在DNA擴(kuò)增中的應(yīng)用。

2.通過實(shí)驗(yàn)演示和動手操作，讓學(xué)生掌握PCR技術(shù)的關(guān)鍵步驟和操作要點(diǎn)。

3.結(jié)合課本，解析PCR擴(kuò)增DNA片段的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，培養(yǎng)學(xué)生的觀察和分析能力。

教學(xué)步驟：

1.導(dǎo)入新課：回顧DNA結(jié)構(gòu)和功能，引出DNA擴(kuò)增技術(shù)在生物科學(xué)研究中的應(yīng)用。

2.理論講解：

a.介紹PCR技術(shù)的原理和基本步驟。

b.講解PCR反應(yīng)體系中的關(guān)鍵組分，如引物、DNA模板、Taq酶等。

3.實(shí)驗(yàn)演示：

a.演示PCR擴(kuò)增DNA片段的實(shí)驗(yàn)操作過程。

b.強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)，如溫度控制、反應(yīng)體系的配制等。

4.學(xué)生動手操作：

a.學(xué)生分組進(jìn)行PCR實(shí)驗(yàn)操作。

b.教師巡回指導(dǎo)，解答學(xué)生疑問。

5.結(jié)果分析：

a.學(xué)生觀察PCR擴(kuò)增后的DNA片段。

b.分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，討論可能影響擴(kuò)增效果的因素。

6.課堂小結(jié)：總結(jié)本節(jié)課學(xué)到的知識和實(shí)驗(yàn)技能，強(qiáng)調(diào)PCR技術(shù)在現(xiàn)代生物技術(shù)中的應(yīng)用價(jià)值。

作業(yè)布置：

1.完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

2.預(yù)習(xí)下一節(jié)課內(nèi)容：DNA測序技術(shù)。核心素養(yǎng)目標(biāo)分析本節(jié)課圍繞多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（PCR）技術(shù)展開，旨在培養(yǎng)學(xué)生以下核心素養(yǎng)：

1.科學(xué)探究能力：通過學(xué)習(xí)PCR技術(shù)的原理和操作過程，使學(xué)生能夠設(shè)計(jì)簡單的生物學(xué)實(shí)驗(yàn)，掌握實(shí)驗(yàn)方法和技巧，培養(yǎng)其科學(xué)探究能力。

2.邏輯思維與分析能力：引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識分析PCR實(shí)驗(yàn)結(jié)果，探討影響DNA擴(kuò)增效果的因素，提高學(xué)生的邏輯思維與分析能力。

3.生命觀念：通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，使學(xué)生深入理解DNA分子的結(jié)構(gòu)與功能，認(rèn)識到生物技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值，樹立正確的生命觀念。

4.合作與交流能力：在實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生分組合作，共同完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)。在此過程中，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作意識，提高交流與表達(dá)能力。

5.責(zé)任意識與道德觀念：強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)安全與規(guī)范操作，使學(xué)生認(rèn)識到實(shí)驗(yàn)過程中遵守紀(jì)律、關(guān)愛生命的重要性，培養(yǎng)其責(zé)任意識與道德觀念。教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)

（1）PCR技術(shù)的原理：本節(jié)課的核心內(nèi)容是PCR技術(shù)的基本原理，包括DNA雙鏈的分離、引物與模板的結(jié)合、DNA聚合酶的擴(kuò)增作用等。這些知識點(diǎn)是理解PCR技術(shù)的關(guān)鍵，教師在教學(xué)過程中應(yīng)詳細(xì)講解，確保學(xué)生能夠準(zhǔn)確理解。

舉例：講解DNA雙鏈分離的過程，強(qiáng)調(diào)高溫（94-98℃）對雙鏈DNA的影響，以及引物與模板結(jié)合的重要性。

（2）PCR操作步驟：包括反應(yīng)體系的配制、循環(huán)擴(kuò)增程序的設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的觀察等。這些步驟是實(shí)驗(yàn)操作的基礎(chǔ)，教師應(yīng)著重講解和演示，使學(xué)生掌握正確的操作方法。

舉例：講解反應(yīng)體系中各組分的作用，如引物、DNA模板、Taq酶、dNTPs等，以及如何根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求調(diào)整濃度。

（3）PCR技術(shù)在生物科學(xué)研究中的應(yīng)用：介紹PCR技術(shù)在基因克隆、基因診斷、法醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用，使學(xué)生了解其重要性。

舉例：講解PCR技術(shù)在新冠病毒檢測中的應(yīng)用，使學(xué)生了解其在現(xiàn)實(shí)生活中的重要作用。

2.教學(xué)難點(diǎn)

（1）PCR反應(yīng)體系中各組分的作用及優(yōu)化：學(xué)生對反應(yīng)體系中各組分的作用及相互關(guān)系理解較困難，需要教師詳細(xì)講解和舉例說明。

舉例：解釋引物設(shè)計(jì)的原則，如何避免引物二聚體和非特異性擴(kuò)增；討論Taq酶濃度對擴(kuò)增效果的影響。

（2）實(shí)驗(yàn)操作技巧：學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中可能對操作技巧掌握不足，如溫度控制、反應(yīng)體系的配制等，教師應(yīng)著重演示和指導(dǎo)。

舉例：講解如何正確使用移液器，避免交叉污染；強(qiáng)調(diào)循環(huán)擴(kuò)增過程中溫度變化的精確控制。

（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析：學(xué)生可能難以分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，如無法判斷擴(kuò)增效果的好壞，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生從實(shí)驗(yàn)原理和操作過程兩方面進(jìn)行分析。

舉例：分析擴(kuò)增曲線，判斷擴(kuò)增效果是否良好；探討可能影響擴(kuò)增效果的因素，如模板質(zhì)量、引物設(shè)計(jì)等。學(xué)具準(zhǔn)備多媒體課型新授課教法學(xué)法講授法課時(shí)第一課時(shí)師生互動設(shè)計(jì)二次備課教學(xué)方法與策略1.教學(xué)方法選擇

本節(jié)課將采用以下教學(xué)方法，以適應(yīng)教學(xué)目標(biāo)和學(xué)習(xí)者特點(diǎn)：

a.講授法：用于講解PCR技術(shù)的原理、操作步驟和反應(yīng)體系中各組分的作用等理論知識，確保學(xué)生掌握核心概念。

b.討論法：鼓勵學(xué)生在實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析環(huán)節(jié)積極參與討論，分享觀點(diǎn)，提高學(xué)生的思考和分析能力。

c.案例研究：通過分析具體案例（如新冠病毒檢測中的PCR應(yīng)用），使學(xué)生更好地理解PCR技術(shù)在實(shí)踐中的應(yīng)用。

d.項(xiàng)目導(dǎo)向?qū)W習(xí)：將學(xué)生分組進(jìn)行PCR實(shí)驗(yàn)操作，以項(xiàng)目形式引導(dǎo)學(xué)生自主探究，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和團(tuán)隊(duì)合作精神。

2.教學(xué)活動設(shè)計(jì)

a.角色扮演：在講解實(shí)驗(yàn)操作步驟時(shí)，邀請學(xué)生扮演實(shí)驗(yàn)員、觀察員等角色，模擬實(shí)驗(yàn)過程，提高學(xué)生的參與度和興趣。

b.實(shí)驗(yàn)：組織學(xué)生進(jìn)行PCR實(shí)驗(yàn)操作，使學(xué)生親身體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)過程，加深對理論知識的理解。

c.游戲：設(shè)計(jì)PCR實(shí)驗(yàn)操作步驟排序游戲，讓學(xué)生在游戲中鞏固實(shí)驗(yàn)操作流程，提高記憶效果。

3.教學(xué)媒體和資源使用

a.PPT：制作詳細(xì)的PPT課件，展示PCR技術(shù)的原理、操作步驟、反應(yīng)體系等核心知識，方便學(xué)生理解和記憶。

b.視頻：播放PCR實(shí)驗(yàn)操作演示視頻，使學(xué)生直觀地了解實(shí)驗(yàn)操作流程，提高學(xué)習(xí)效果。

c.在線工具：利用網(wǎng)絡(luò)資源，如在線實(shí)驗(yàn)室模擬軟件，讓學(xué)生在虛擬環(huán)境中進(jìn)行PCR實(shí)驗(yàn)操作練習(xí)，鞏固所學(xué)知識。

d.教學(xué)模型：提供DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型、PCR反應(yīng)體系模型等，幫助學(xué)生形象地理解理論知識。教學(xué)實(shí)施過程1.課前自主探索

教師活動：

-發(fā)布預(yù)習(xí)任務(wù)：通過學(xué)校在線學(xué)習(xí)平臺，發(fā)布關(guān)于PCR技術(shù)原理和操作的預(yù)習(xí)資料，明確要求學(xué)生了解PCR的基本概念和步驟。

-設(shè)計(jì)預(yù)習(xí)問題：圍繞“PCR技術(shù)是如何實(shí)現(xiàn)DNA片段的擴(kuò)增？”設(shè)計(jì)問題，激發(fā)學(xué)生的探究興趣。

-監(jiān)控預(yù)習(xí)進(jìn)度：通過平臺數(shù)據(jù)跟蹤學(xué)生的預(yù)習(xí)情況，及時(shí)給予反饋和指導(dǎo)。

學(xué)生活動：

-自主閱讀預(yù)習(xí)資料：學(xué)生閱讀預(yù)習(xí)資料，初步理解PCR技術(shù)的基本原理和操作流程。

-思考預(yù)習(xí)問題：學(xué)生對預(yù)習(xí)問題進(jìn)行獨(dú)立思考，記錄下自己的理解和不解之處。

-提交預(yù)習(xí)成果：學(xué)生將自己的筆記和問題通過平臺提交，為課堂討論做準(zhǔn)備。

教學(xué)方法/手段/資源：

-自主學(xué)習(xí)法：鼓勵學(xué)生自主探索新知識，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力。

-信息技術(shù)手段：利用在線平臺共享資源，提高預(yù)習(xí)效率。

作用與目的：

-幫助學(xué)生提前接觸PCR技術(shù)，為課堂學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

-培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考和自主學(xué)習(xí)能力。

2.課中強(qiáng)化技能

教師活動：

-導(dǎo)入新課：通過一個(gè)新冠病毒檢測的案例視頻，引出PCR技術(shù)在現(xiàn)實(shí)生活中的重要作用。

-講解知識點(diǎn)：詳細(xì)講解PCR技術(shù)的原理、操作步驟和反應(yīng)體系，結(jié)合實(shí)驗(yàn)演示視頻，幫助學(xué)生深入理解。

-組織課堂活動：設(shè)計(jì)小組討論和實(shí)驗(yàn)操作活動，讓學(xué)生在實(shí)踐中掌握PCR技能。

-解答疑問：針對學(xué)生在學(xué)習(xí)中的疑問，進(jìn)行個(gè)別解答和集體討論。

學(xué)生活動：

-聽講并思考：認(rèn)真聽講，積極思考老師提出的問題，如“為什么PCR需要高溫來變性DNA？”

-參與課堂活動：在小組討論中分享預(yù)習(xí)成果，通過實(shí)驗(yàn)操作親身體驗(yàn)PCR過程。

-提問與討論：對不懂的問題勇敢提問，與同學(xué)和老師共同探討。

教學(xué)方法/手段/資源：

-講授法：通過講解和視頻演示，幫助學(xué)生理解PCR技術(shù)的理論知識。

-實(shí)踐活動法：通過實(shí)驗(yàn)操作，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和動手技能。

-合作學(xué)習(xí)法：通過小組討論，提高學(xué)生的合作能力和交流技巧。

作用與目的：

-加深學(xué)生對PCR技術(shù)的理解和記憶。

-通過實(shí)踐活動，提高學(xué)生的操作技能和解決問題的能力。

-培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識和溝通能力。

3.課后拓展應(yīng)用

教師活動：

-布置作業(yè)：布置課后作業(yè)，要求學(xué)生撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，總結(jié)PCR技術(shù)的關(guān)鍵步驟。

-提供拓展資源：推薦相關(guān)書籍和在線資源，鼓勵學(xué)生進(jìn)一步了解PCR技術(shù)的最新進(jìn)展。

-反饋?zhàn)鳂I(yè)情況：及時(shí)批改作業(yè)，給予學(xué)生個(gè)性化反饋和改進(jìn)建議。

學(xué)生活動：

-完成作業(yè)：認(rèn)真完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告，鞏固PCR技術(shù)知識。

-拓展學(xué)習(xí)：利用老師推薦的資源，探索PCR技術(shù)的更多應(yīng)用和前沿發(fā)展。

-反思總結(jié)：通過反思學(xué)習(xí)過程，評估自己的學(xué)習(xí)效果，并提出改進(jìn)措施。

教學(xué)方法/手段/資源：

-自主學(xué)習(xí)法：學(xué)生自主完成作業(yè)和拓展學(xué)習(xí)，提高學(xué)習(xí)的自主性。

-反思總結(jié)法：通過反思，學(xué)生能夠認(rèn)識到自己的不足，促進(jìn)自我提升。

作用與目的：

-鞏固學(xué)生在課堂上所學(xué)的PCR技術(shù)知識。

-拓寬學(xué)生的知識視野，了解PCR技術(shù)的未來發(fā)展。

-培養(yǎng)學(xué)生的自我反思和自我管理能力。學(xué)生學(xué)習(xí)效果1.理解PCR技術(shù)的原理：學(xué)生能夠理解PCR技術(shù)的基本原理，包括DNA雙鏈的分離、引物與模板的結(jié)合、DNA聚合酶的擴(kuò)增作用等。學(xué)生能夠清晰地解釋PCR技術(shù)是如何實(shí)現(xiàn)DNA片段的擴(kuò)增的。

2.掌握PCR操作步驟：學(xué)生能夠熟練掌握PCR操作的步驟，包括反應(yīng)體系的配制、循環(huán)擴(kuò)增程序的設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的觀察等。學(xué)生能夠按照操作規(guī)程進(jìn)行PCR實(shí)驗(yàn)，并注意實(shí)驗(yàn)的細(xì)節(jié)和注意事項(xiàng)。

3.分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果：學(xué)生能夠根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理和操作過程，分析PCR實(shí)驗(yàn)結(jié)果，判斷擴(kuò)增效果的好壞。學(xué)生能夠識別可能影響擴(kuò)增效果的因素，并提出相應(yīng)的解決方案。

4.應(yīng)用PCR技術(shù)：學(xué)生能夠理解PCR技術(shù)在生物科學(xué)研究中的應(yīng)用，如基因克隆、基因診斷、法醫(yī)學(xué)等。學(xué)生能夠舉出PCR技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中的例子，并解釋其原理和應(yīng)用價(jià)值。

5.合作與交流能力：學(xué)生在小組合作中能夠積極參與討論和實(shí)驗(yàn)操作，與同學(xué)進(jìn)行有效的溝通和合作。學(xué)生能夠傾聽他人的意見，提出自己的觀點(diǎn)，并共同解決問題。

6.科學(xué)探究能力：學(xué)生能夠運(yùn)用所學(xué)知識設(shè)計(jì)簡單的生物學(xué)實(shí)驗(yàn)，掌握實(shí)驗(yàn)方法和技巧。學(xué)生能夠提出科學(xué)問題，并運(yùn)用實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行探究，培養(yǎng)科學(xué)探究能力。

7.生命觀念：學(xué)生通過學(xué)習(xí)PCR技術(shù)，深入理解DNA分子的結(jié)構(gòu)與功能，認(rèn)識到生物技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值。學(xué)生能夠樹立正確的生命觀念，認(rèn)識到生物技術(shù)在醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)、環(huán)境保護(hù)等方面的重要作用。

8.責(zé)任意識與道德觀念：學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中能夠遵守紀(jì)律，關(guān)愛生命，遵守實(shí)驗(yàn)室安全規(guī)定。學(xué)生能夠認(rèn)識到實(shí)驗(yàn)過程中責(zé)任意識的重要性，并養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣和道德觀念。教學(xué)評價(jià)與反饋1.課堂表現(xiàn)：觀察學(xué)生在課堂上的參與程度、提問回答的準(zhǔn)確性和積極性，以及實(shí)驗(yàn)操作的正確性和規(guī)范性。通過這些表現(xiàn)，評價(jià)學(xué)生對PCR技術(shù)原理和操作步驟的理解和掌握程度。

2.小組討論成果展示：評估學(xué)生在小組討論中的表現(xiàn)，包括對PCR技術(shù)要點(diǎn)的理解、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析的深度以及團(tuán)隊(duì)合作和交流的能力。學(xué)生需要展示他們對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的解讀和結(jié)論的推導(dǎo)過程。

3.隨堂測試：設(shè)計(jì)針對PCR技術(shù)知識點(diǎn)的小測試，包括選擇題、填空題和簡答題，以檢驗(yàn)學(xué)生對課堂所學(xué)內(nèi)容的理解和記憶情況。

4.實(shí)驗(yàn)報(bào)告：要求學(xué)生提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告，通過報(bào)告的質(zhì)量和內(nèi)容，評價(jià)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)原理、步驟、結(jié)果分析的理解和應(yīng)用能力。

5.教師評價(jià)與反饋：針對學(xué)生的課堂表現(xiàn)、討論成果、隨堂測試和實(shí)驗(yàn)報(bào)告，給予及時(shí)的反饋和評價(jià)。教師應(yīng)指出學(xué)生的優(yōu)點(diǎn)和不足，提供具體的改進(jìn)建議，幫助學(xué)生進(jìn)一步提高。

具體評價(jià)與反饋內(nèi)容包括：

-對學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作中的正確性和規(guī)范性給予評價(jià)，指出操作錯誤的原因和改進(jìn)方法。

-對學(xué)生在小組討論中的表現(xiàn)給予反饋，鼓勵積極發(fā)言和傾聽他人意見。

-對隨堂測試的成績進(jìn)行分析，指出學(xué)生知識掌握的薄弱環(huán)節(jié)，提供復(fù)習(xí)建議。

-對實(shí)驗(yàn)報(bào)告的結(jié)構(gòu)、邏輯性和科學(xué)性進(jìn)行評價(jià)，指導(dǎo)學(xué)生如何更好地撰寫科學(xué)報(bào)告。板書設(shè)計(jì)①重點(diǎn)知識點(diǎn)：

-PCR技術(shù)原理

-PCR操作步驟

-PCR反應(yīng)體系組分

-PCR技術(shù)在生物科學(xué)研究中的應(yīng)用

②重點(diǎn)詞句：

-DNA雙鏈分離

-引物與模板結(jié)合

-DNA聚合酶擴(kuò)增作用

-反應(yīng)體系配制

-循環(huán)