课题2　多聚酶链式反应扩增DNA片段教学设计及说课稿

《5.2 多聚酶链式反应扩增DNA片段》教学设计

一、教材分析

《多聚酶链式反应扩增DNA片段》是人教版普通高中新课程标准实验教科书生物选修1《生物技术实践》专题五第二节的内容，是高考选修部分的重点，由PCR原理，PCR反应过程，实验操作组成，一个课时可完成。

必修二完成了DNA分子的结构、DNA体内复制等相关内容，对学习本章节内容奠定了扎实的基础。新课标要求本节完成PCR原理的掌握、PCR过程以及具体实验操作，是理论结合实践操作的一节生物技术实践课。本节旨在指导学生掌握原理并能自行完成实验，同时引导学生能根据已有原理解释生活案例，体会DNA技术的广泛应用。

二、学情分析

学生在必修二学习了DNA分子的结构、DNA体内复制等相关内容，掌握了DNA相关的基础内容，对学习本章节内容奠定了扎实的基础。生活中通过新闻媒体影视作品的材料接触到DNA分子技术的应用，但是对于其应用原理，学生还不甚了解，这可引起学生学习本节的兴趣。同时学生的自主学习能力通过之前的锻炼已得到提升，可自主预习本节内容并完成相关练习。由于本节需要实验操作，而学生在之前也有练习，但具体实验操作技术有待提高，希望通过本节练习得到加强。

本节主要内容是原理性的学习，要求学生新旧知识点的联系以及理论联系实践的能力，通过教师教学环节的合理设计，发散学生思维提高学习效率。

三、教学目标

1.回顾DNA分子结构等相关基础知识，阐述DNA分子的复制及PCR原理，能够解释生活中常见案例有关DNA分子技术的应用原理；

2.通过已有相关理论知识及自主学习，能够归纳DNA体内复制和体外PCR扩增的异同，培养学生理性思维；

3.根据PCR原理，建立PCR模型，能够设计实验方案完成PCR实验操作，根据实验现象提出相关问题并解决，培养学生动手操作能力和团队合作精神。通过结果分析与讨论，培养学生科学严谨态度。

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4.列举生活案例，阐明DNA分子技术的应用原理，体会生物技术在生活中的广泛应用。并能向身边的民众宣传生物技术的神奇奥妙。

四、教学重难点

1.教学重点：PCR的原理和PCR的基本操作

2.教学难点：PCR的原理

五、教学资源

教案、课件、多媒体、实验室设备

六、课前准备

学生复习必修二DNA分子结构、DAN复制相关内容；预习本节内容，完成导学案的复习和预习部分。

七、教学过程：

（一）导入

教师：多媒体播放课件，展示图片：生活中常见的DNA技术应用的案例，如：DNA指纹鉴定、亲子鉴定、生物亲缘关系鉴定、刑侦案件鉴定犯罪嫌疑人。DNA技术在现在生活中应用广泛，那么，如果只有有限的生物材料如何获取大量的DNA片段呢？这就需要一个关键的技术：多聚酶链式反应——PCR扩增。今天我们来研究学习专题五第二节的内容多聚酶链式反应扩增DNA片段。

（二）进行新课

活动一：温故知新

教师：我们在必修二学习了DNA分子的结构、DNA复制等相关内容，请同学们回忆完成DNA复制的相关内容。

学生：学生表格，分小组展示

1.1细胞内DNA复制（学生思考讨论完成导学案）

项目

时间

场所

模板

复制

2

原料

酶

能量

产物

遵循原则

1．2 细胞内DNA复制过程

教师：DNA复制的具体过程是怎样的呢？请同学们根据图片以及自己掌握的内容回答。（PPT图片展示DNA复制过程，学生思考谈论主动回答。）

教师：那么在DNA复制过程中有个关键的问题还请同学们思考。

［思考］DNA分子能准确复制的原因有哪些？

学生：① DNA分子独特的双螺旋结构为复制提供了精确的模板; ②通过碱基互补配对，保证了复制能够准确地进行。

活动二：自主预习

教师：想必同学们已经提前预习过本节的内容，我们先来看看PCR扩增的原理及条件。

学生：提前完成导学案预习部分，小组展示预习内容

活动三：建立PCR扩增模型

教师：同学们能否根据已有原理，建立一个PCR扩增的实验模型呢？方便我们下面的实验操作。

学生：小组合作进行。根据自主预习完成模型建立，小组展示。

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变性：在95℃时DNA解旋

复性：在50℃时引物与DNA单链结合

延伸：在72℃时合成DNA子链（两个引物间的序列）

教师：很好，下面我们趁热打铁练习一个典型例题。（PPT展示）

学生：思考，展示答案，解析原因。

教师：根据以上学习，我们拓展一下相关知识点。（PPT展示）

1.PCR扩增的计算与DNA含量的测定

；2.

PCR扩增反应与体内DNA复制的比较

学生：思考，展示答案

教师：典型例题（PPT展示）

学生：思考，展示答案

活动四：实验操作

教师： PPT展示实验操作流程，讲解注意事项。

学生：以小组为单位完成实验操作，小组结果展示，讨论分析。

1. PCR反应体系：

缓冲液、DNA模板，四种脱氧核苷酸原料、热稳定DNA聚

合酶、两种RNA引物，水

2. 实验操作步骤

（1）按照PCR反应体系配方配制反应液；

（2）将PCR反应体系50μL用微量移液器转移到微量离心

管（0.5mL）中；

（3）将微量离心管放到PCR仪中；

（4）设置PCR仪的工作参数。

（5）DNA在PCR仪中大量扩增。

3．实验注意事项

3.1避免外源DNA污染：所用仪器、缓冲液、蒸馏水等使

用前高压灭菌。

3.2缓冲液和酶分装成小份，－20℃低温保存。

3.3每添加一种反应成分，更换一个移液器的枪头。

3.4混匀后离心处理，使反应液集中在离心管底部。

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4．结果分析与评价

4.1反应液稀释：取2µLPCR反应液，添加98µL蒸馏水；

4.2分光光度计调零：将100µL蒸馏水添加到比色杯中，

在260nm处将分光光度计调整读数为零。

4.3将100µL反应稀释液倒入比色杯中，测定在260nm处

的光吸收值。

4.4计算：DNA含量＝50×光吸收值×稀释倍数

（三）课堂总结、点评

（四）巩固练习

八、教学反思

本节课是理论与实践紧密结合的课程，要求学生既要掌握好理论知识，又能完成实验操作，还能解决操作出现的问题。在教学过程中，先引导学生回忆必修2的有关DNA复制的知识，在此基础上，加深学生对于PCR原理的认识。对于PCR反应过程的教学，通过自主预习和PCR模型构建，使学生掌握PCR基本流程，便于实验操作。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；每一步骤的作用。在教学中有些学生并不能很好的看懂过程图解，还需教师的进一步引导，在读图的同时，结合教科书中的文字说明来加深理解。

本节课后还应要求学生多做练习，多读一下当代DNA生物技术技术的发展，这是近几年高考选修的重点。

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