2024-2025學(xué)年高中生物 專題5 DNA和蛋白質(zhì)技術(shù) 課題1 DNA的粗提取與鑒定教案3 新人教版選修1

2024-2025學(xué)年高中生物專題5DNA和蛋白質(zhì)技術(shù)課題1DNA的粗提取與鑒定教案3新人教版選修1授課內(nèi)容授課時(shí)數(shù)授課班級授課人數(shù)授課地點(diǎn)授課時(shí)間課程基本信息1.課程名稱：高中生物選修1——DNA的粗提取與鑒定

2.教學(xué)年級和班級：2024-2025學(xué)年，高中一年級（1班）

3.授課時(shí)間：2024年10月15日，第3課時(shí)，時(shí)長45分鐘

4.教學(xué)時(shí)數(shù)：1課時(shí)

二、教學(xué)目標(biāo)

1.了解DNA的粗提取與鑒定的基本原理和方法。

2.通過實(shí)驗(yàn)操作，掌握DNA的粗提取與鑒定的實(shí)驗(yàn)步驟。

3.培養(yǎng)學(xué)生觀察、思考、分析問題的能力，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能。

三、教學(xué)內(nèi)容

1.DNA的粗提取與鑒定的原理和方法。

2.DNA的粗提取與鑒定的實(shí)驗(yàn)步驟：

（1）樣品的選取與處理。

（2）DNA的提取與純化。

（3）DNA的鑒定與分析。

四、教學(xué)方法

1.采用實(shí)驗(yàn)教學(xué)法，讓學(xué)生通過動手操作，加深對DNA的粗提取與鑒定的理解。

2.采用問題驅(qū)動法，引導(dǎo)學(xué)生思考、分析問題，提高學(xué)生的解決問題的能力。

3.采用小組合作學(xué)習(xí)法，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神。

五、教學(xué)資源

1.實(shí)驗(yàn)器材：顯微鏡、載玻片、滴管、試管等。

2.實(shí)驗(yàn)試劑：酒精、鹽酸、洗滌劑等。

3.教學(xué)課件：DNA的粗提取與鑒定相關(guān)的教學(xué)課件。

六、教學(xué)評價(jià)

1.通過課堂提問，了解學(xué)生對DNA的粗提取與鑒定的理解和掌握情況。

2.通過實(shí)驗(yàn)操作，評估學(xué)生對DNA的粗提取與鑒定的操作技能。

3.通過課后作業(yè)，檢查學(xué)生對DNA的粗提取與鑒定的知識的鞏固情況。核心素養(yǎng)目標(biāo)1.生命觀念：使學(xué)生理解DNA作為生物遺傳物質(zhì)的基本特征和重要性質(zhì)，建立DNA與遺傳信息傳遞的相關(guān)概念。

2.科學(xué)思維：培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用觀察、實(shí)驗(yàn)、分析等科學(xué)方法，對DNA的粗提取與鑒定過程進(jìn)行探究，提升邏輯思維和批判性思維能力。

3.科學(xué)探究：通過實(shí)驗(yàn)操作，培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、實(shí)施實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果的能力，以及對科學(xué)研究的興趣和好奇心。

4.社會責(zé)任：培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)識生物技術(shù)與生活、健康的密切關(guān)系，理解DNA技術(shù)在生物科學(xué)和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用和影響，提高對生物技術(shù)的社會責(zé)任感和道德觀念。學(xué)習(xí)者分析1.學(xué)生已經(jīng)掌握了哪些相關(guān)知識：學(xué)生在之前的學(xué)習(xí)中已經(jīng)掌握了生物學(xué)的基本概念，如細(xì)胞結(jié)構(gòu)、遺傳學(xué)原理等。他們對DNA的基本概念有一定的了解，如DNA的結(jié)構(gòu)、功能和遺傳信息的傳遞。此外，學(xué)生可能已經(jīng)接觸過一些簡單的實(shí)驗(yàn)操作，如顯微鏡觀察、試管操作等。

2.學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、能力和學(xué)習(xí)風(fēng)格：學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣主要集中在生物科學(xué)和實(shí)驗(yàn)操作方面。他們對于探索生物現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)操作具有較強(qiáng)的熱情。在學(xué)習(xí)能力方面，學(xué)生具備一定的邏輯思維和分析問題的能力，能夠理解和掌握較為復(fù)雜的生物學(xué)知識。在學(xué)習(xí)風(fēng)格上，學(xué)生偏好通過實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐活動來學(xué)習(xí)，喜歡互動和合作的學(xué)習(xí)方式。

3.學(xué)生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：在DNA的粗提取與鑒定教學(xué)中，學(xué)生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)包括：對DNA的微觀結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的理解不夠深入，對實(shí)驗(yàn)操作的細(xì)節(jié)和技巧不夠熟悉，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析和解釋能力不足。此外，學(xué)生可能對一些專業(yè)術(shù)語和概念感到困惑，需要教師進(jìn)行解釋和引導(dǎo)。因此，教師需要根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況，提供適當(dāng)?shù)妮o導(dǎo)和支持，幫助學(xué)生克服困難，提高學(xué)習(xí)效果。教學(xué)方法與手段1.教學(xué)方法：

（1）實(shí)驗(yàn)法：通過設(shè)計(jì)DNA的粗提取與鑒定實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生親自動手操作，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，從而加深對DNA的粗提取與鑒定的理解和掌握。

（2）問題驅(qū)動法：教師提出與DNA的粗提取與鑒定相關(guān)的問題，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考和討論，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動性。

（3）小組合作學(xué)習(xí)法：將學(xué)生分成小組，進(jìn)行合作學(xué)習(xí)和討論，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神和溝通能力。

2.教學(xué)手段：

（1）多媒體設(shè)備：利用多媒體課件，展示DNA的微觀結(jié)構(gòu)和實(shí)驗(yàn)操作過程，幫助學(xué)生更直觀地理解和掌握知識。

（2）教學(xué)軟件：運(yùn)用教學(xué)軟件，進(jìn)行互動式教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生主動參與學(xué)習(xí)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和效果。

（3）網(wǎng)絡(luò)資源：利用網(wǎng)絡(luò)資源，提供相關(guān)的學(xué)習(xí)資料和案例，拓寬學(xué)生的知識視野，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。

（4）實(shí)驗(yàn)室設(shè)備：充分利用實(shí)驗(yàn)室設(shè)備，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，讓學(xué)生親身體驗(yàn)和感受DNA的粗提取與鑒定的過程，提高學(xué)生的實(shí)踐能力。

（5）評價(jià)工具：運(yùn)用評價(jià)工具，對學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行及時(shí)的評估和反饋，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自我調(diào)整和提高。教學(xué)過程設(shè)計(jì)1.導(dǎo)入新課（5分鐘）

目標(biāo)：引起學(xué)生對DNA的興趣，激發(fā)其探索欲望。

過程：

開場提問：“你們知道DNA是什么嗎？它與我們的生活有什么關(guān)系？”

展示一些關(guān)于DNA的圖片或視頻片段，讓學(xué)生初步感受DNA的魅力或特點(diǎn)。

簡短介紹DNA的基本概念和重要性，為接下來的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

2.DNA基礎(chǔ)知識講解（10分鐘）

目標(biāo)：讓學(xué)生了解DNA的基本概念、組成部分和原理。

過程：

講解DNA的定義，包括其主要組成元素或結(jié)構(gòu)。

詳細(xì)介紹DNA的組成部分或功能，使用圖表或示意圖幫助學(xué)生理解。

3.DNA案例分析（20分鐘）

目標(biāo)：通過具體案例，讓學(xué)生深入了解DNA的特性和重要性。

過程：

選擇幾個典型的DNA案例進(jìn)行分析。

詳細(xì)介紹每個案例的背景、特點(diǎn)和意義，讓學(xué)生全面了解DNA的多樣性或復(fù)雜性。

引導(dǎo)學(xué)生思考這些案例對實(shí)際生活或?qū)W習(xí)的影響，以及如何應(yīng)用DNA解決實(shí)際問題。

4.學(xué)生小組討論（10分鐘）

目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生的合作能力和解決問題的能力。

過程：

將學(xué)生分成若干小組，每組選擇一個與DNA相關(guān)的主題進(jìn)行深入討論。

小組內(nèi)討論該主題的現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)以及可能的解決方案。

每組選出一名代表，準(zhǔn)備向全班展示討論成果。

5.課堂展示與點(diǎn)評（15分鐘）

目標(biāo)：鍛煉學(xué)生的表達(dá)能力，同時(shí)加深全班對DNA的認(rèn)識和理解。

過程：

各組代表依次上臺展示討論成果，包括主題的現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)及解決方案。

其他學(xué)生和教師對展示內(nèi)容進(jìn)行提問和點(diǎn)評，促進(jìn)互動交流。

教師總結(jié)各組的亮點(diǎn)和不足，并提出進(jìn)一步的建議和改進(jìn)方向。

6.課堂小結(jié)（5分鐘）

目標(biāo)：回顧本節(jié)課的主要內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)DNA的重要性和意義。

過程：

簡要回顧本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，包括DNA的基本概念、組成部分、案例分析等。

強(qiáng)調(diào)DNA在現(xiàn)實(shí)生活或?qū)W習(xí)中的價(jià)值和作用，鼓勵學(xué)生進(jìn)一步探索和應(yīng)用DNA。

布置課后作業(yè)：讓學(xué)生撰寫一篇關(guān)于DNA的短文或報(bào)告，以鞏固學(xué)習(xí)效果。拓展與延伸1.拓展閱讀材料：

（1）推薦閱讀DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)者詹姆斯·沃森和弗朗西斯·克里克的經(jīng)典著作《DNA：雙螺旋結(jié)構(gòu)》（"DNA:TheDoubleHelix"），該書詳細(xì)介紹了DNA結(jié)構(gòu)的研究歷程和發(fā)現(xiàn)細(xì)節(jié)，有助于學(xué)生深入理解DNA的基本性質(zhì)和科學(xué)意義。

（2）介紹一些關(guān)于DNA應(yīng)用的前沿領(lǐng)域，如基因編輯技術(shù)（CRISPR-Cas9）、DNA測序技術(shù)等，讓學(xué)生了解DNA技術(shù)在生物科學(xué)和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的最新進(jìn)展和應(yīng)用前景。

（3）提供一些與DNA相關(guān)的科普文章、視頻或網(wǎng)站資源，如國家地理雜志的DNA專題、美國國家衛(wèi)生研究院的DNA教育資源等，以增加學(xué)生的知識面和興趣。

2.課后自主學(xué)習(xí)和探究：

（1）鼓勵學(xué)生進(jìn)行課后自主學(xué)習(xí)，進(jìn)一步深入了解DNA的提取、鑒定和應(yīng)用等方面的知識，可以通過閱讀教材、查找網(wǎng)絡(luò)資源或參加學(xué)術(shù)講座等方式進(jìn)行。

（2）要求學(xué)生結(jié)合本節(jié)課的內(nèi)容，選擇一個感興趣的DNA相關(guān)話題，進(jìn)行深入探究和研究?？梢允菍δ硞€實(shí)驗(yàn)方法的改進(jìn)、對某個案例的深入分析，或是對某個DNA技術(shù)的研究等。

（3）鼓勵學(xué)生參與科學(xué)競賽、研究項(xiàng)目或?qū)嶒?yàn)室實(shí)習(xí)等活動，提供更多機(jī)會鍛煉學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維。

（4）引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注DNA技術(shù)在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用，如基因檢測、個性化醫(yī)療等，并思考這些技術(shù)對社會和倫理的影響，培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任感和道德觀念。典型例題講解例題1：DNA分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是什么？

解答：DNA分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是由兩條反向平行的脫氧核苷酸長鏈盤旋而成的雙螺旋結(jié)構(gòu)；外側(cè)由脫氧核糖和磷酸交替連結(jié)構(gòu)成基本骨架，內(nèi)側(cè)是堿基通過氫鍵連接形成的堿基對，堿基之間的配對遵循堿基互補(bǔ)配對原則（A-T、C-G）。

例題2：請簡述DNA的粗提取與鑒定的實(shí)驗(yàn)步驟。

解答：DNA的粗提取與鑒定的實(shí)驗(yàn)步驟包括：

（1）樣品處理：選擇含有DNA的生物材料，如鱗片、細(xì)胞等，進(jìn)行研磨和過濾，獲得含DNA的濾液。

（2）DNA的提取與純化：向?yàn)V液中加入蒸餾水、洗滌劑和鹽酸等試劑，通過攪拌、離心等方法提取和純化DNA。

（3）DNA的鑒定與分析：通過染色、觀察和測量等方法，對提取的DNA進(jìn)行鑒定和分析。常用的染色劑有二苯胺和醋酸洋紅等。

例題3：為什么在DNA的粗提取實(shí)驗(yàn)中需要加入蒸餾水？

解答：在DNA的粗提取實(shí)驗(yàn)中加入蒸餾水的原因是，蒸餾水可以降低溶液的滲透壓，使細(xì)胞膜破裂，釋放出DNA。此外，蒸餾水還可以使DNA分子從細(xì)胞核中析出，便于提取和純化。

例題4：如何判斷DNA提取成功？

解答：判斷DNA提取成功的方法有以下幾種：

（1）觀察染色后的DNA絲狀物：在染色后，DNA會呈現(xiàn)絲狀物，顏色較深，形狀較長，說明提取的DNA量較多且較純凈。

（2）測量DNA的溶解度：將提取的DNA溶解在一定濃度的氯化鈉溶液中，通過測量溶液的吸光度，可以估算DNA的含量。

（3）進(jìn)行PCR擴(kuò)增：通過PCR技術(shù)對提取的DNA進(jìn)行擴(kuò)增，如果能夠得到擴(kuò)增產(chǎn)物，說明提取的DNA是完整的。

例題5：請解釋DNA的凝膠電泳分離原理。

解答：DNA的凝膠電泳分離原理是利用DNA分子在電場中的遷移速度不同，根據(jù)DNA的大小、形狀和電荷等特性將其分離。在電泳過程中，DNA分子在凝膠中受到電場力的作用，向正極移動。由于DNA分子的不同特性，它們在凝膠中的遷移速度不同，從而實(shí)現(xiàn)分離。通常，DNA分子的遷移速度與其大小成反比，即越大越慢遷移。板書設(shè)計(jì)①DNA的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：雙螺旋結(jié)構(gòu)，由兩條反向平行的脫氧核苷酸長鏈構(gòu)成，外側(cè)是脫氧核糖和磷酸交替連結(jié)構(gòu)成的基本骨架，內(nèi)側(cè)是堿基通過氫鍵連接形成的堿基對。

②DNA的粗提取與鑒定的實(shí)驗(yàn)步驟：樣品處理、DNA的提取與純化、DNA的鑒定與分析。

③DNA的凝膠電泳分離原理：利用DNA分子在電場中的遷移速度不同，根據(jù)DNA的大小、形狀和電荷等特性將其分離。

2.關(guān)鍵詞：

①DNA：脫氧核糖核酸，生物遺傳物質(zhì)。

②雙螺旋結(jié)構(gòu)：兩條反向平行的脫氧核苷酸長鏈盤旋而成的結(jié)構(gòu)。

③堿基互補(bǔ)配對原則：A-T、C-G。

④凝膠電泳：利用凝膠作為支持物，通過電場力使DNA分子在凝膠中遷移，實(shí)現(xiàn)分離。

3.板書設(shè)計(jì)：

①板書標(biāo)題：DNA的粗提取與鑒定

②板書框架：

-DNA的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：雙螺旋結(jié)構(gòu)，基本骨架，堿基對

-DNA的粗提取與鑒定的實(shí)驗(yàn)步驟：樣品處理，提取與純化，鑒定與分析

-DNA的凝膠電泳分離原理：遷移速度，大小、形狀、電荷

③板書樣式：

-使用簡潔的圖形和顏色，突出DNA的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和實(shí)驗(yàn)步驟。

-使用箭頭和流程圖，清晰展示DNA的粗提取與鑒定的實(shí)驗(yàn)步驟。

-使用表格或圖標(biāo)，對比DNA的凝膠電泳分離原理中的不同特性。

④板書藝術(shù)性和趣味性：

-使用生動形象的插圖，如DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，增強(qiáng)學(xué)生的視覺吸引力。

-設(shè)計(jì)有趣的實(shí)驗(yàn)操作流程圖，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和參與度。反思改進(jìn)措施（一）教學(xué)特色創(chuàng)新

1.引入多媒體互動教學(xué)，增強(qiáng)學(xué)生的直觀感受和興趣。

2.設(shè)計(jì)情景模擬和角色扮演活動，提高學(xué)生的參與度和互動性。

3.引入案例分析和小組討論，培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

（二）存在主要問題

1.教學(xué)管理方面：課堂紀(jì)律和學(xué)生的專注度需要進(jìn)一步改善。

2.教學(xué)方法方面：實(shí)驗(yàn)操作的指導(dǎo)和反饋不夠充分，學(xué)生的操作技能需要加強(qiáng)。

3.教學(xué)評價(jià)方面：評價(jià)方式較為單一，缺乏對學(xué)