2024-2025学年高中生物 第四章 生物化学与分子生物学技术 第2节 分子生物学技术说课稿 苏教版选修1

2024-2025学年高中生物第四章生物化学与分子生物学技术第2节分子生物学技术说课稿苏教版选修1一、课程基本信息

1.课程名称：分子生物学技术

2.教学年级和班级：高中一年级

3.授课时间：2024年9月15日

4.教学时数：1课时二、核心素养目标

培养学生运用分子生物学技术解决生物学问题的能力，提高学生的实验操作技能和科学探究精神。通过学习DNA提取、PCR技术等，增强学生对生物分子结构和功能的理解，激发学生对生物科学的兴趣，培养严谨的科学态度和团队合作意识。三、教学难点与重点

1.教学重点，①

①DNA提取的原理和步骤：理解DNA在细胞中的分布，掌握从细胞中提取DNA的化学和物理方法，包括细胞破碎、去除杂质、DNA纯化等步骤。

②PCR技术的原理和应用：理解PCR技术的基本原理，包括DNA复制的过程、引物设计、温度循环等，以及PCR技术在分子生物学研究中的应用。

2.教学难点，①

①DNA提取过程中的细节操作：学生需要掌握精确的实验操作技巧，如离心、沉淀、溶解等，以确保DNA提取的效率和纯度。

②PCR实验的精确性和重复性：学生需要理解并实践如何控制实验条件，如温度、时间、试剂浓度等，以保证PCR实验结果的准确性和可重复性。

②PCR引物的设计和合成：学生需要了解引物设计的基本原则，包括序列特异性、Tm值计算等，并能根据目的基因设计合适的引物。同时，理解引物合成过程中的注意事项，如避免二级结构形成等。

③数据分析和结果解释：学生需要学会如何分析PCR产物，包括凝胶电泳、测序等，并能根据实验结果解释生物学意义，如基因表达、突变检测等。四、教学方法与手段

教学方法：

1.讲授法：通过系统讲解DNA提取和PCR技术的原理，帮助学生建立知识框架。

2.实验法：引导学生参与DNA提取和PCR实验，培养实验操作技能和科学探究能力。

3.讨论法：组织学生就实验结果进行讨论，提高分析问题和解决问题的能力。

教学手段：

1.多媒体展示：利用PPT展示实验步骤、原理图和解题思路，增强直观性。

2.实验视频：播放DNA提取和PCR实验操作视频，让学生直观学习实验过程。

3.在线资源：提供相关实验操作指南和在线学习平台，方便学生课后复习和自主学习。五、教学过程

一、导入新课

同学们，今天我们来学习第四章的第二节课，主题是“分子生物学技术”。在开始之前，我想请大家思考一个问题：为什么说分子生物学技术是现代生物科学发展的基石？

（停顿片刻，观察学生的反应）

二、新课讲授

1.DNA提取的原理和步骤

首先，我们来看DNA提取。DNA是生物体的遗传物质，存在于细胞核中。今天，我们将学习如何从细胞中提取DNA。

（展示DNA的分子结构图）

①DNA的分布：DNA主要存在于细胞核中，但细胞质中也有少量DNA存在。

②提取DNA的原理：利用DNA在不同溶剂中的溶解度差异，通过化学和物理方法将DNA从细胞中分离出来。

③提取DNA的步骤：

a.细胞破碎：将细胞膜破坏，释放出细胞内的DNA。

b.去除杂质：通过离心、沉淀等方法去除细胞碎片、蛋白质等杂质。

c.DNA纯化：利用DNA与杂质的溶解度差异，将DNA从混合物中分离出来。

2.PCR技术的原理和应用

①PCR的原理：利用DNA聚合酶在特定条件下，按照引物的指导，将DNA复制成无数倍。

②PCR的应用：

a.基因克隆：将目的基因插入载体，通过PCR技术大量扩增。

b.基因测序：通过PCR技术获取目的基因序列，进行测序分析。

c.基因诊断：利用PCR技术检测疾病相关基因突变。

3.DNA提取和PCR实验操作

为了让大家更好地理解这些原理，下面我们将进行DNA提取和PCR实验操作。

（展示实验器材和试剂）

①DNA提取实验操作：

a.准备实验材料：细胞样品、盐溶液、洗涤剂等。

b.细胞破碎：加入洗涤剂，搅拌至细胞膜破裂。

c.离心分离：离心去除细胞碎片和杂质。

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实验操作：

a.配制PCR反应体系：DNA模板、引物、DNA聚合酶等。

b.PCR反应：按照温度循环程序进行PCR反应。

c.PCR产物检测：通过琼脂糖凝胶电泳检测PCR产物。

三、课堂练习

为了巩固今天所学知识，请同学们完成以下练习：

1.简述DNA提取的原理和步骤。

2.解释PCR技术的原理和应用。

3.分析DNA提取和PCR实验操作中的注意事项。

四、课堂讨论

在DNA提取和PCR实验操作过程中，可能会遇到以下问题：

1.为什么细胞破碎后需要离心？

2.如何去除DNA提取过程中的杂质？

3.PCR反应过程中，为什么要进行温度循环？

请同学们分组讨论，互相交流，共同解决这些问题。

五、总结

同学们，今天的课程就到这里，下课！六、拓展与延伸

1.提供与本节课内容相关的拓展阅读材料

a.《分子克隆实验指南》：这本书详细介绍了分子生物学实验的原理和方法，包括DNA提取、PCR技术、基因克隆等，适合学生深入学习和实践。

b.《基因工程》：该书介绍了基因工程的基本原理和应用，包括基因编辑、基因治疗等前沿技术，有助于学生了解分子生物学技术的最新发展。

c.《生物化学》：这本书涵盖了生物化学的基本概念和实验技术，包括蛋白质、核酸的化学性质和生物功能，对于理解分子生物学技术具有重要意义。

2.鼓励学生进行课后自主学习和探究

a.DNA序列分析：指导学生使用在线生物信息学工具，如NCBI的BLAST或ClustalOmega，分析DNA序列，比较不同物种之间的基因相似性。

b.PCR引物设计：学生可以尝试设计PCR引物，针对特定的基因片段，通过在线引物设计工具进行验证。

c.基因表达分析：利用实时荧光定量PCR技术，学生可以学习如何检测特定基因在不同条件下的表达水平。

d.基因编辑技术：介绍CRISPR-Cas9等基因编辑技术的基本原理，探讨其在生物科学和医学领域的应用前景。

e.分子生物学实验设计：引导学生设计简单的分子生物学实验，如DNA提取、PCR扩增等，通过实际操作加深对理论知识的理解。七、内容逻辑关系

①本文重点知识点：

①DNA提取：细胞结构、DNA的化学性质、提取方法。

②PCR技术：DNA复制原理、PCR步骤、温度循环。

③DNA序列分析：基因相似性、序列比对工具。

②关键词：

①核酸、DNA、RNA、DNA聚合酶、引物。

②离心、沉淀、溶解、纯化。

③温度循环、Tm值、凝胶电泳。

③重点句子：

①“DNA提取是研究生物分子的重要步骤。”

②“PCR技术可以在短时间内扩增大量DNA，是分子生物学研究中的重要工具。”

③“通过DNA序列分析，我们可以了解不同物种之间的遗传关系。”

①本文重点知识点：

①DNA结构：双螺旋模型、碱基配对原则。

②基因表达：转录、翻译、蛋白质合成。

③基因调控：启动子、增强子、沉默子。

②关键词：

①碱基、核苷酸、核苷酸序列、遗传密码。

②转录因子、RNA聚合酶、mRNA。

③蛋白质合成、翻译起始、终止密码子。

③重点句子：

①“DNA的双螺旋结构是生物遗传信息传递的基础。”

②“基因表达调控是细胞生命活动的重要环节。”

③“蛋白质是生命活动的主要执行者，其合成受基因调控。”

①本文重点知识点：

①分子生物学技术：DNA提取、PCR、基因克隆。

②生物信息学：序列比对、数据库检索。

③分子生物学应用：基因工程、基因治疗。

②关键词：

①实验技术、生物信息、基因编辑。

②克隆载体、基因表达载体、PCR引物。

③生物数据库、序列分析、功能预测。

③重点句子：

①“分子生物学技术为基因研究和应用提供了强大的工具。”

②“生物信息学帮助我们解析大量的生物数据。”

③“基因工程和基因治疗为人类健康带来了新的希望。”八、反思改进措施

反思改进措施（一）教学特色创新

1.案例教学法：在讲解分子生物学技术时，结合实际案例，如DNA指纹技术、基因编辑在医疗中的应用等，让学生更直观地理解理论知识与实际生活的联系。

2.多媒体教学：利用多媒体展示DNA结构、PCR实验过程等，增强学生的视觉体验，提高学习兴趣。

反思改进措施（二）存在主要问题

1.学生参与度不足：在课堂讨论和实验操作中，部分学生参与度不高，需要进一步激发学生的学习热情。

2.实验操作指导不够精细：在实验教学中，对于一些细节操作，如DNA提取、PCR操作等，部分学生掌握不够熟练，需要加强指导。

3.评价方式单一：目前的评价方式主要依赖于期末考试，缺乏对学生日常学习过程的关注，需要改进评价体系。

反思改进措施（三）改进措施

1.提高学生参与度：

-设计互动环节，如小组讨论、角色扮演等，让学生在课堂上积极参与。

-鼓励学生提问，及时解答学生的疑问，增强学生的自信心。

-定期举办实验操作比赛，激发学生的学习兴趣和竞争意识。

2.加强实验操作指导：

-在实验课前，为学生提供详细的实验操