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的粗提取與鑒定教學(xué)實(shí)錄 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的粗提取與鑒定教學(xué)實(shí)錄新人教版選修1授課內(nèi)容授課時(shí)數(shù)授課班級(jí)授課人數(shù)授課地點(diǎn)授課時(shí)間教學(xué)內(nèi)容分析1.本節(jié)課的主要教學(xué)內(nèi)容：本節(jié)課主要圍繞新人教版選修1《專題5DNA和蛋白質(zhì)技術(shù)》中的“課題1DNA的粗提取與鑒定”展開，包括DNA粗提取的原理、方法、操作步驟以及DNA鑒定實(shí)驗(yàn)。

2.教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生已有知識(shí)的聯(lián)系：本節(jié)課內(nèi)容與學(xué)生已學(xué)過(guò)的生物學(xué)知識(shí)緊密相關(guān)，如細(xì)胞結(jié)構(gòu)、遺傳物質(zhì)等。通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠?qū)⒁褜W(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際操作，提高實(shí)驗(yàn)技能，并加深對(duì)DNA結(jié)構(gòu)、功能及遺傳信息的理解。核心素養(yǎng)目標(biāo)分析本節(jié)課旨在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力、生物技術(shù)操作技能和生命觀念。學(xué)生將通過(guò)實(shí)驗(yàn)操作，學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，從而提高科學(xué)探究和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力。同時(shí)，通過(guò)學(xué)習(xí)DNA的粗提取與鑒定，加深對(duì)生命科學(xué)中遺傳物質(zhì)的理解，形成科學(xué)的生命觀念，增強(qiáng)對(duì)生物技術(shù)的興趣和應(yīng)用意識(shí)。學(xué)習(xí)者分析1.學(xué)生已經(jīng)掌握的相關(guān)知識(shí)：學(xué)生在進(jìn)入本節(jié)課之前，已經(jīng)學(xué)習(xí)了生物學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)，包括細(xì)胞結(jié)構(gòu)、遺傳物質(zhì)的基本概念等。此外，他們可能已經(jīng)接觸過(guò)一些簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)操作，如顯微鏡觀察、細(xì)胞培養(yǎng)等。

2.學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、能力和學(xué)習(xí)風(fēng)格：高中生物學(xué)生對(duì)生物科學(xué)普遍具有濃厚興趣，尤其是與遺傳和分子生物學(xué)相關(guān)的主題。他們具備一定的觀察能力、實(shí)驗(yàn)操作能力和邏輯思維能力。在學(xué)習(xí)風(fēng)格上，部分學(xué)生可能更傾向于通過(guò)實(shí)驗(yàn)操作來(lái)學(xué)習(xí)，而另一部分學(xué)生可能更偏好理論學(xué)習(xí)和閱讀。

3.學(xué)生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：由于DNA的粗提取與鑒定實(shí)驗(yàn)涉及的操作步驟較多，學(xué)生可能在實(shí)際操作中遇到實(shí)驗(yàn)技巧不夠熟練、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯等困難。此外，對(duì)于DNA分子結(jié)構(gòu)的理解可能存在一定的挑戰(zhàn)，學(xué)生需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)和理論結(jié)合的方式來(lái)加深理解。此外，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析和解釋也可能成為學(xué)生的難點(diǎn)，需要教師引導(dǎo)學(xué)生逐步掌握實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫和科學(xué)思維的培養(yǎng)。教學(xué)資源-硬件資源：顯微鏡、離心機(jī)、恒溫水浴鍋、燒杯、移液器、酒精燈、DNA提取試劑盒、濾紙、玻璃棒等實(shí)驗(yàn)器材。

-軟件資源：DNA提取與鑒定實(shí)驗(yàn)操作流程圖、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析軟件、教學(xué)視頻等。

-課程平臺(tái)：學(xué)校內(nèi)部教學(xué)平臺(tái)，用于發(fā)布教學(xué)資料和在線交流。

-信息化資源：生物科學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)、在線實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)、實(shí)驗(yàn)視頻教程等。

-教學(xué)手段：PPT演示、實(shí)物模型展示、小組討論、實(shí)驗(yàn)操作演示等。教學(xué)過(guò)程1.導(dǎo)入（約5分鐘）

-激發(fā)興趣：通過(guò)展示DNA分子結(jié)構(gòu)的圖片，提出問(wèn)題：“DNA是如何在生物體內(nèi)傳遞遺傳信息的？”以此激發(fā)學(xué)生的好奇心和探究欲望。

-回顧舊知：引導(dǎo)學(xué)生回顧細(xì)胞結(jié)構(gòu)、遺傳物質(zhì)等基礎(chǔ)知識(shí)，為學(xué)習(xí)DNA的粗提取與鑒定打下基礎(chǔ)。

2.新課呈現(xiàn)（約20分鐘）

-講解新知：詳細(xì)講解DNA粗提取的原理、方法、操作步驟，包括細(xì)胞破碎、DNA沉淀、DNA溶解等過(guò)程。

-舉例說(shuō)明：通過(guò)具體實(shí)驗(yàn)案例，如提取自身口腔上皮細(xì)胞中的DNA，幫助學(xué)生理解實(shí)驗(yàn)原理和操作步驟。

-互動(dòng)探究：組織學(xué)生分組討論，針對(duì)DNA提取過(guò)程中的關(guān)鍵步驟進(jìn)行探討，如如何選擇合適的提取方法、如何優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件等。

3.實(shí)驗(yàn)操作（約40分鐘）

-學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行操作，教師巡回指導(dǎo)，確保實(shí)驗(yàn)過(guò)程順利進(jìn)行。

-教師指導(dǎo)：針對(duì)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中遇到的問(wèn)題，及時(shí)給予指導(dǎo)和幫助，確保實(shí)驗(yàn)成功。

4.DNA鑒定（約20分鐘）

-講解DNA鑒定實(shí)驗(yàn)原理，如電泳、染色等。

-學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行DNA鑒定實(shí)驗(yàn)，教師巡回指導(dǎo)。

-教師指導(dǎo)：針對(duì)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中遇到的問(wèn)題，及時(shí)給予指導(dǎo)和幫助，確保實(shí)驗(yàn)成功。

5.數(shù)據(jù)分析（約20分鐘）

-學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，如電泳條帶分析、DNA濃度測(cè)定等。

-教師指導(dǎo)：引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并與預(yù)期結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。

6.總結(jié)與反思（約10分鐘）

-學(xué)生總結(jié)：學(xué)生總結(jié)本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，分享實(shí)驗(yàn)心得和體會(huì)。

-教師總結(jié)：教師對(duì)本節(jié)課進(jìn)行總結(jié)，強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)知識(shí)，并對(duì)學(xué)生的表現(xiàn)給予評(píng)價(jià)。

7.作業(yè)布置（約5分鐘）

-布置課后作業(yè)，要求學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告，總結(jié)實(shí)驗(yàn)過(guò)程、結(jié)果和分析。

教學(xué)過(guò)程中，教師應(yīng)注重以下幾點(diǎn)：

-引導(dǎo)學(xué)生積極參與實(shí)驗(yàn)操作，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)技能。

-鼓勵(lì)學(xué)生提出問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生的探究精神。

-及時(shí)反饋學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，調(diào)整教學(xué)策略。

-培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。知識(shí)點(diǎn)梳理1.DNA的化學(xué)組成

-DNA的基本單位：脫氧核苷酸（由磷酸、脫氧核糖和堿基組成）

-DNA的堿基：腺嘌呤（A）、胸腺嘧啶（T）、胞嘧啶（C）、鳥嘌呤（G）

-DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)：由兩條反向平行的鏈組成，通過(guò)氫鍵連接堿基

2.DNA的復(fù)制

-復(fù)制原理：半保留復(fù)制，每個(gè)新合成的DNA分子包含一個(gè)舊鏈和一個(gè)新鏈

-復(fù)制過(guò)程：解旋、合成新的互補(bǔ)鏈、形成新的雙螺旋結(jié)構(gòu)

3.DNA的轉(zhuǎn)錄

-轉(zhuǎn)錄過(guò)程：DNA模板上的信息被轉(zhuǎn)錄成RNA，包括mRNA、tRNA和rRNA

-轉(zhuǎn)錄酶：RNA聚合酶負(fù)責(zé)將DNA模板上的信息轉(zhuǎn)錄成RNA

4.DNA的翻譯

-翻譯過(guò)程：mRNA上的密碼子被tRNA識(shí)別，tRNA攜帶的氨基酸按順序連接形成蛋白質(zhì)

-三聯(lián)密碼子：mRNA上的三個(gè)堿基組成一個(gè)密碼子，對(duì)應(yīng)一個(gè)氨基酸

5.DNA的粗提取與鑒定

-提取原理：利用細(xì)胞破碎、DNA沉淀、DNA溶解等步驟提取DNA

-鑒定方法：通過(guò)電泳、染色等實(shí)驗(yàn)方法鑒定DNA的存在和純度

6.基因工程

-基因工程原理：通過(guò)分子生物學(xué)技術(shù)對(duì)DNA進(jìn)行操作，如基因克隆、基因編輯等

-基因工程應(yīng)用：基因治療、轉(zhuǎn)基因作物、生物制藥等

7.DNA指紋技術(shù)

-指紋技術(shù)原理：利用DNA的特異性，通過(guò)PCR、電泳等技術(shù)分析個(gè)體的遺傳信息

-指紋技術(shù)應(yīng)用：法醫(yī)學(xué)鑒定、親子鑒定、疾病診斷等

8.生物技術(shù)在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用

-基因診斷：通過(guò)檢測(cè)基因突變來(lái)診斷遺傳性疾病

-基因治療：利用基因工程技術(shù)治療遺傳性疾病

-生物制藥：利用生物技術(shù)生產(chǎn)藥物，如單克隆抗體、重組蛋白等

9.生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用

-轉(zhuǎn)基因作物：通過(guò)基因工程技術(shù)改良作物性狀，提高產(chǎn)量和抗病性

-生物農(nóng)藥：利用生物技術(shù)生產(chǎn)對(duì)環(huán)境友好的農(nóng)藥

10.生物技術(shù)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用

-生物降解：利用微生物降解有害物質(zhì)，凈化環(huán)境

-生物修復(fù)：利用微生物修復(fù)污染土壤和水質(zhì)板書設(shè)計(jì)①DNA的化學(xué)組成

-脫氧核苷酸：磷酸、脫氧核糖、堿基（A、T、C、G）

-雙螺旋結(jié)構(gòu)：兩條反向平行鏈，氫鍵連接堿基

②DNA的復(fù)制

-半保留復(fù)制：每個(gè)新DNA含一個(gè)舊鏈和一個(gè)新鏈

-解旋：DNA雙鏈解開

-合成新的互補(bǔ)鏈：根據(jù)模板鏈合成新鏈

-形成新的雙螺旋：新鏈與舊鏈結(jié)合

③DNA的轉(zhuǎn)錄

-轉(zhuǎn)錄過(guò)程：DNA→RNA（mRNA、tRNA、rRNA）

-RNA聚合酶：催化DNA轉(zhuǎn)錄成RNA

④DNA的翻譯

-翻譯過(guò)程：mRNA→蛋白質(zhì)

-密碼子：mRNA上的三個(gè)堿基對(duì)應(yīng)一個(gè)氨基酸

⑤DNA的粗提取與鑒定

-提取步驟：細(xì)胞破碎、DNA沉淀、DNA溶解

-鑒定方法：電泳、染色

⑥基因工程

-基因克隆：將目的基因插入載體

-基因編輯：修改基因序列

⑦DNA指紋技術(shù)

-PCR：聚合酶鏈反應(yīng)，擴(kuò)增DNA

-電泳：分離DNA片段

⑧生物技術(shù)在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用

-基因診斷：檢測(cè)基因突變

-基因治療：修復(fù)基因缺陷

⑨生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用

-轉(zhuǎn)基因作物：提高產(chǎn)量和抗病性

-生物農(nóng)藥：環(huán)保型農(nóng)藥

⑩生物技術(shù)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用

-生物降解：降解有害物質(zhì)

-生物修復(fù)：修復(fù)污染環(huán)境課后作業(yè)1.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，用于提取某植物葉片中的DNA，并簡(jiǎn)要說(shuō)明實(shí)驗(yàn)步驟和預(yù)期結(jié)果。

答案：實(shí)驗(yàn)步驟：

1.將植物葉片剪碎，加入緩沖溶液和蛋白酶，進(jìn)行細(xì)胞破碎。

2.加入氯化鈉和異丙醇，使DNA沉淀。

3.將沉淀的DNA用75%乙醇洗滌，去除雜質(zhì)。

4.將洗滌后的DNA溶解于適量的TE緩沖液中。

預(yù)期結(jié)果：獲得含有植物DNA的溶液。

2.數(shù)據(jù)分析題

在DNA電泳實(shí)驗(yàn)中，觀察到兩條不同的DNA條帶，一條較短，一條較長(zhǎng)。請(qǐng)解釋可能的原因。

答案：可能的原因：

1.短鏈DNA可能代表完整基因，長(zhǎng)鏈DNA可能代表重復(fù)序列。

2.短鏈DNA可能代表部分降解的DNA，長(zhǎng)鏈DNA代表未降解的DNA。

3.應(yīng)用題

舉例說(shuō)明DNA指紋技術(shù)在法醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用。

答案：DNA指紋技術(shù)在法醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用舉例：

1.犯罪現(xiàn)場(chǎng)遺留的血液、毛發(fā)或皮膚細(xì)胞的DNA分析，用于確定犯罪嫌疑人的身份。

2.親子鑒定，通過(guò)比較父母和子女的DNA指紋，確定親子關(guān)系。

4.理論題

解釋DNA復(fù)制過(guò)程中的半保留復(fù)制原理。

答案：半保留復(fù)制原理：

DNA復(fù)制時(shí)，每個(gè)DNA分子的一條鏈作為模板，合成一條新的互補(bǔ)鏈。因此，每個(gè)新合成的DNA分子包含一個(gè)舊鏈和一個(gè)新鏈，保證了遺傳信息的穩(wěn)定性。

5.綜合題

結(jié)合所學(xué)知識(shí)，討論生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用及其對(duì)環(huán)境的影響。

答案：生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用及其對(duì)環(huán)境的影響：

1.應(yīng)用：轉(zhuǎn)基因作物可以提高產(chǎn)量、抗病性和耐逆性，減少農(nóng)藥使用。

2.影響：轉(zhuǎn)基因作物可能對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生影響，如基因污染、生物多樣性減少等。因此，在應(yīng)用生物技術(shù)時(shí)，需要充分考慮其對(duì)環(huán)境的影響，并采取相應(yīng)的環(huán)境保護(hù)措施。課堂1.課堂評(píng)價(jià)

-提問(wèn)評(píng)價(jià)：通過(guò)課堂提問(wèn)，了解學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度。教師可以設(shè)計(jì)不同難度的問(wèn)題，從基礎(chǔ)到深入，逐步引導(dǎo)學(xué)生思考。例如，在講解DNA復(fù)制時(shí)，可以先問(wèn)學(xué)生DNA復(fù)制的基本原理，再問(wèn)他們?nèi)绾瓮ㄟ^(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證DNA的半保留復(fù)制。

-觀察評(píng)價(jià)：通過(guò)觀察學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作、課堂參與度和表情變化，評(píng)估學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)和興趣。例如，在DNA提取實(shí)驗(yàn)中，觀察學(xué)生是否能夠正確使用實(shí)驗(yàn)器材，是否能夠按照步驟進(jìn)行操作。

-測(cè)試評(píng)價(jià)：定期進(jìn)行小測(cè)驗(yàn)或課堂練習(xí)，檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和應(yīng)用能力。測(cè)試可以包括選擇題、填空題和簡(jiǎn)答題等形式，以便全面評(píng)估學(xué)生的知識(shí)掌握情況。

教師在課堂評(píng)價(jià)中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

-及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題：通過(guò)提問(wèn)和觀察，教師能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中遇到的問(wèn)題，并給予及時(shí)的幫助。

-鼓勵(lì)學(xué)生參與：鼓勵(lì)學(xué)生積極參與課堂討論和實(shí)驗(yàn)操作，提高他們的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性。

-個(gè)性化評(píng)價(jià)：根據(jù)學(xué)生的個(gè)體差異，給予個(gè)性化的評(píng)價(jià)和指導(dǎo)，幫助學(xué)生發(fā)揮潛力。

2.作業(yè)評(píng)價(jià)

-認(rèn)真批改：對(duì)學(xué)生的作業(yè)進(jìn)行認(rèn)真批改，確保每個(gè)學(xué)生都能得到及時(shí)的反饋。

-點(diǎn)評(píng)反饋：在批改作業(yè)時(shí)，不僅要指出錯(cuò)誤，還要給予學(xué)生具體的改進(jìn)建議和鼓勵(lì)。例如，在DNA提取實(shí)驗(yàn)報(bào)告中，教師可以評(píng)價(jià)學(xué)生的實(shí)