2024-2025學(xué)年高中生物 第四章 生物化學(xué)與分子生物學(xué)技術(shù) 第2節(jié) 分子生物學(xué)技術(shù)說課稿 蘇教版選修1

2024-2025學(xué)年高中生物第四章生物化學(xué)與分子生物學(xué)技術(shù)第2節(jié)分子生物學(xué)技術(shù)說課稿蘇教版選修1一、課程基本信息

1.課程名稱：分子生物學(xué)技術(shù)

2.教學(xué)年級(jí)和班級(jí)：高中一年級(jí)

3.授課時(shí)間：2024年9月15日

4.教學(xué)時(shí)數(shù)：1課時(shí)二、核心素養(yǎng)目標(biāo)

培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用分子生物學(xué)技術(shù)解決生物學(xué)問題的能力，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能和科學(xué)探究精神。通過學(xué)習(xí)DNA提取、PCR技術(shù)等，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)生物分子結(jié)構(gòu)和功能的理解，激發(fā)學(xué)生對(duì)生物科學(xué)的興趣，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)。三、教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)

1.教學(xué)重點(diǎn)，①

①DNA提取的原理和步驟：理解DNA在細(xì)胞中的分布，掌握從細(xì)胞中提取DNA的化學(xué)和物理方法，包括細(xì)胞破碎、去除雜質(zhì)、DNA純化等步驟。

②PCR技術(shù)的原理和應(yīng)用：理解PCR技術(shù)的基本原理，包括DNA復(fù)制的過程、引物設(shè)計(jì)、溫度循環(huán)等，以及PCR技術(shù)在分子生物學(xué)研究中的應(yīng)用。

2.教學(xué)難點(diǎn)，①

①DNA提取過程中的細(xì)節(jié)操作：學(xué)生需要掌握精確的實(shí)驗(yàn)操作技巧，如離心、沉淀、溶解等，以確保DNA提取的效率和純度。

②PCR實(shí)驗(yàn)的精確性和重復(fù)性：學(xué)生需要理解并實(shí)踐如何控制實(shí)驗(yàn)條件，如溫度、時(shí)間、試劑濃度等，以保證PCR實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可重復(fù)性。

②PCR引物的設(shè)計(jì)和合成：學(xué)生需要了解引物設(shè)計(jì)的基本原則，包括序列特異性、Tm值計(jì)算等，并能根據(jù)目的基因設(shè)計(jì)合適的引物。同時(shí)，理解引物合成過程中的注意事項(xiàng)，如避免二級(jí)結(jié)構(gòu)形成等。

③數(shù)據(jù)分析和結(jié)果解釋：學(xué)生需要學(xué)會(huì)如何分析PCR產(chǎn)物，包括凝膠電泳、測(cè)序等，并能根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果解釋生物學(xué)意義，如基因表達(dá)、突變檢測(cè)等。四、教學(xué)方法與手段

教學(xué)方法：

1.講授法：通過系統(tǒng)講解DNA提取和PCR技術(shù)的原理，幫助學(xué)生建立知識(shí)框架。

2.實(shí)驗(yàn)法：引導(dǎo)學(xué)生參與DNA提取和PCR實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)操作技能和科學(xué)探究能力。

3.討論法：組織學(xué)生就實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行討論，提高分析問題和解決問題的能力。

教學(xué)手段：

1.多媒體展示：利用PPT展示實(shí)驗(yàn)步驟、原理圖和解題思路，增強(qiáng)直觀性。

2.實(shí)驗(yàn)視頻：播放DNA提取和PCR實(shí)驗(yàn)操作視頻，讓學(xué)生直觀學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)過程。

3.在線資源：提供相關(guān)實(shí)驗(yàn)操作指南和在線學(xué)習(xí)平臺(tái)，方便學(xué)生課后復(fù)習(xí)和自主學(xué)習(xí)。五、教學(xué)過程

一、導(dǎo)入新課

同學(xué)們，今天我們來(lái)學(xué)習(xí)第四章的第二節(jié)課，主題是“分子生物學(xué)技術(shù)”。在開始之前，我想請(qǐng)大家思考一個(gè)問題：為什么說分子生物學(xué)技術(shù)是現(xiàn)代生物科學(xué)發(fā)展的基石？

（停頓片刻，觀察學(xué)生的反應(yīng)）

二、新課講授

1.DNA提取的原理和步驟

首先，我們來(lái)看DNA提取。DNA是生物體的遺傳物質(zhì)，存在于細(xì)胞核中。今天，我們將學(xué)習(xí)如何從細(xì)胞中提取DNA。

（展示DNA的分子結(jié)構(gòu)圖）

①DNA的分布：DNA主要存在于細(xì)胞核中，但細(xì)胞質(zhì)中也有少量DNA存在。

②提取DNA的原理：利用DNA在不同溶劑中的溶解度差異，通過化學(xué)和物理方法將DNA從細(xì)胞中分離出來(lái)。

③提取DNA的步驟：

a.細(xì)胞破碎：將細(xì)胞膜破壞，釋放出細(xì)胞內(nèi)的DNA。

b.去除雜質(zhì)：通過離心、沉淀等方法去除細(xì)胞碎片、蛋白質(zhì)等雜質(zhì)。

c.DNA純化：利用DNA與雜質(zhì)的溶解度差異，將DNA從混合物中分離出來(lái)。

2.PCR技術(shù)的原理和應(yīng)用

①PCR的原理：利用DNA聚合酶在特定條件下，按照引物的指導(dǎo)，將DNA復(fù)制成無(wú)數(shù)倍。

②PCR的應(yīng)用：

a.基因克?。簩⒛康幕虿迦胼d體，通過PCR技術(shù)大量擴(kuò)增。

b.基因測(cè)序：通過PCR技術(shù)獲取目的基因序列，進(jìn)行測(cè)序分析。

c.基因診斷：利用PCR技術(shù)檢測(cè)疾病相關(guān)基因突變。

3.DNA提取和PCR實(shí)驗(yàn)操作

為了讓大家更好地理解這些原理，下面我們將進(jìn)行DNA提取和PCR實(shí)驗(yàn)操作。

（展示實(shí)驗(yàn)器材和試劑）

①DNA提取實(shí)驗(yàn)操作：

a.準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)材料：細(xì)胞樣品、鹽溶液、洗滌劑等。

b.細(xì)胞破碎：加入洗滌劑，攪拌至細(xì)胞膜破裂。

c.離心分離：離心去除細(xì)胞碎片和雜質(zhì)。

d.沉淀DNA：加入酒精，使DNA沉淀。

e.溶解DNA：加入NaCl溶液，溶解DNA。

②PCR實(shí)驗(yàn)操作：

a.配制PCR反應(yīng)體系：DNA模板、引物、DNA聚合酶等。

b.PCR反應(yīng)：按照溫度循環(huán)程序進(jìn)行PCR反應(yīng)。

c.PCR產(chǎn)物檢測(cè)：通過瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)PCR產(chǎn)物。

三、課堂練習(xí)

為了鞏固今天所學(xué)知識(shí)，請(qǐng)同學(xué)們完成以下練習(xí)：

1.簡(jiǎn)述DNA提取的原理和步驟。

2.解釋PCR技術(shù)的原理和應(yīng)用。

3.分析DNA提取和PCR實(shí)驗(yàn)操作中的注意事項(xiàng)。

四、課堂討論

在DNA提取和PCR實(shí)驗(yàn)操作過程中，可能會(huì)遇到以下問題：

1.為什么細(xì)胞破碎后需要離心？

2.如何去除DNA提取過程中的雜質(zhì)？

3.PCR反應(yīng)過程中，為什么要進(jìn)行溫度循環(huán)？

請(qǐng)同學(xué)們分組討論，互相交流，共同解決這些問題。

五、總結(jié)

同學(xué)們，今天的課程就到這里，下課！六、拓展與延伸

1.提供與本節(jié)課內(nèi)容相關(guān)的拓展閱讀材料

a.《分子克隆實(shí)驗(yàn)指南》：這本書詳細(xì)介紹了分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的原理和方法，包括DNA提取、PCR技術(shù)、基因克隆等，適合學(xué)生深入學(xué)習(xí)和實(shí)踐。

b.《基因工程》：該書介紹了基因工程的基本原理和應(yīng)用，包括基因編輯、基因治療等前沿技術(shù)，有助于學(xué)生了解分子生物學(xué)技術(shù)的最新發(fā)展。

c.《生物化學(xué)》：這本書涵蓋了生物化學(xué)的基本概念和實(shí)驗(yàn)技術(shù)，包括蛋白質(zhì)、核酸的化學(xué)性質(zhì)和生物功能，對(duì)于理解分子生物學(xué)技術(shù)具有重要意義。

2.鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行課后自主學(xué)習(xí)和探究

a.DNA序列分析：指導(dǎo)學(xué)生使用在線生物信息學(xué)工具，如NCBI的BLAST或ClustalOmega，分析DNA序列，比較不同物種之間的基因相似性。

b.PCR引物設(shè)計(jì)：學(xué)生可以嘗試設(shè)計(jì)PCR引物，針對(duì)特定的基因片段，通過在線引物設(shè)計(jì)工具進(jìn)行驗(yàn)證。

c.基因表達(dá)分析：利用實(shí)時(shí)熒光定量PCR技術(shù)，學(xué)生可以學(xué)習(xí)如何檢測(cè)特定基因在不同條件下的表達(dá)水平。

d.基因編輯技術(shù)：介紹CRISPR-Cas9等基因編輯技術(shù)的基本原理，探討其在生物科學(xué)和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用前景。

e.分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)，如DNA提取、PCR擴(kuò)增等，通過實(shí)際操作加深對(duì)理論知識(shí)的理解。七、內(nèi)容邏輯關(guān)系

①本文重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：

①DNA提?。杭?xì)胞結(jié)構(gòu)、DNA的化學(xué)性質(zhì)、提取方法。

②PCR技術(shù)：DNA復(fù)制原理、PCR步驟、溫度循環(huán)。

③DNA序列分析：基因相似性、序列比對(duì)工具。

②關(guān)鍵詞：

①核酸、DNA、RNA、DNA聚合酶、引物。

②離心、沉淀、溶解、純化。

③溫度循環(huán)、Tm值、凝膠電泳。

③重點(diǎn)句子：

①“DNA提取是研究生物分子的重要步驟?！?/p>

②“PCR技術(shù)可以在短時(shí)間內(nèi)擴(kuò)增大量DNA，是分子生物學(xué)研究中的重要工具?！?/p>

③“通過DNA序列分析，我們可以了解不同物種之間的遺傳關(guān)系?！?/p>

①本文重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：

①DNA結(jié)構(gòu)：雙螺旋模型、堿基配對(duì)原則。

②基因表達(dá)：轉(zhuǎn)錄、翻譯、蛋白質(zhì)合成。

③基因調(diào)控：?jiǎn)?dòng)子、增強(qiáng)子、沉默子。

②關(guān)鍵詞：

①堿基、核苷酸、核苷酸序列、遺傳密碼。

②轉(zhuǎn)錄因子、RNA聚合酶、mRNA。

③蛋白質(zhì)合成、翻譯起始、終止密碼子。

③重點(diǎn)句子：

①“DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)是生物遺傳信息傳遞的基礎(chǔ)?！?/p>

②“基因表達(dá)調(diào)控是細(xì)胞生命活動(dòng)的重要環(huán)節(jié)?！?/p>

③“蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要執(zhí)行者，其合成受基因調(diào)控?！?/p>

①本文重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：

①分子生物學(xué)技術(shù)：DNA提取、PCR、基因克隆。

②生物信息學(xué)：序列比對(duì)、數(shù)據(jù)庫(kù)檢索。

③分子生物學(xué)應(yīng)用：基因工程、基因治療。

②關(guān)鍵詞：

①實(shí)驗(yàn)技術(shù)、生物信息、基因編輯。

②克隆載體、基因表達(dá)載體、PCR引物。

③生物數(shù)據(jù)庫(kù)、序列分析、功能預(yù)測(cè)。

③重點(diǎn)句子：

①“分子生物學(xué)技術(shù)為基因研究和應(yīng)用提供了強(qiáng)大的工具?！?/p>

②“生物信息學(xué)幫助我們解析大量的生物數(shù)據(jù)?！?/p>

③“基因工程和基因治療為人類健康帶來(lái)了新的希望?！卑?、反思改進(jìn)措施

反思改進(jìn)措施（一）教學(xué)特色創(chuàng)新

1.案例教學(xué)法：在講解分子生物學(xué)技術(shù)時(shí)，結(jié)合實(shí)際案例，如DNA指紋技術(shù)、基因編輯在醫(yī)療中的應(yīng)用等，讓學(xué)生更直觀地理解理論知識(shí)與實(shí)際生活的聯(lián)系。

2.多媒體教學(xué)：利用多媒體展示DNA結(jié)構(gòu)、PCR實(shí)驗(yàn)過程等，增強(qiáng)學(xué)生的視覺體驗(yàn)，提高學(xué)習(xí)興趣。

反思改進(jìn)措施（二）存在主要問題

1.學(xué)生參與度不足：在課堂討論和實(shí)驗(yàn)操作中，部分學(xué)生參與度不高，需要進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。

2.實(shí)驗(yàn)操作指導(dǎo)不夠精細(xì)：在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，對(duì)于一些細(xì)節(jié)操作，如DNA提取、PCR操作等，部分學(xué)生掌握不夠熟練，需要加強(qiáng)指導(dǎo)。

3.評(píng)價(jià)方式單一：目前的評(píng)價(jià)方式主要依賴于期末考試，缺乏對(duì)學(xué)生日常學(xué)習(xí)過程的關(guān)注，需要改進(jìn)評(píng)價(jià)體系。

反思改進(jìn)措施（三）改進(jìn)措施

1.提高學(xué)生參與度：

-設(shè)計(jì)互動(dòng)環(huán)節(jié)，如小組討論、角色扮演等，讓學(xué)生在課堂上積極參與。

-鼓勵(lì)學(xué)生提問，及時(shí)解答學(xué)生的疑問，增強(qiáng)學(xué)生的自信心。

-定期舉辦實(shí)驗(yàn)操作比賽，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)。

2.加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)操作指導(dǎo)：

-在實(shí)驗(yàn)課前，為學(xué)生提供詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)操