《多聚酶链式反应扩增DNA片段》（第1课时）名师教案.doc
PAGE6/NUMPAGES6
选修1专题5课题2
《多聚酶链式反应扩增DNA片段》教学设计
一、教学目标
知识与能力目标
（1）通过师生互动、观看视频，能够概述PCR的原理和反应过程；
（2）通过阅读文本、资料分析，能够比较细胞内DNA复制和PCR扩增过程的异同。
学科素养
（1）基础知识（PCR的原理和反应过程；细胞内DNA复制和PCR扩增过程）；
（2）基本技能（通过本节课的学习，能够分析PCR技术与细胞内DNA复制区别）；
（3）基本思想（通过对PCR的原理和反应过程以及细胞内DNA复制和PCR扩增过程，锻炼科学的思维方法，培养实事求是的科学态度）；
（4）基本活动经验（通过讨论PCR技术的应用，认同此科学技术在生活中的实际运用）。
二、教学重点
①PCR的原理；②比较细胞内DNA复制和PCR扩增过程。
三、教学难点
PCR的原理。
四、教学过程
教学流程
教师活动
学生活动
设计意图
环节一：课
程导入
展示课题背景，导入新课，并且解读学习目标。
课题背景
在刑事侦破案件中常需要对样品DNA进行分析，PCR技术能快速扩增DNA片段，在几个小时内复制出上百万份的DNA拷贝，有效地解决了因为样品中DNA含量太低而难以对样品进行分析研究的问题。现在PCR技术已广泛应用于遗传病的诊断、刑侦破案、古生物学、基因克隆和基因测序。
学习目标
1、理解PCR的原理和反应过程；
2、比较细胞内DNA复制和PCR扩增过程。
阅读、倾听。
情景导入，并且解读本节课目标。
环
节二：讲授新课与探究问题
一、基础知识回顾
1、DNA组成结构
提问学生：DNA组成元素、基本单位及结构。
核苷酸分子的结构与方向性：（分子结构模式图）
2、DNA双链方向与复制关系（结合多媒体投影图）
引导学生观察教材图5-6DNA复制方向的示意图，讲解DNA的3′端和5′端，DNA聚合酶的特性以及DNA复制方向。
小结：
（1）DNA的羟基“－OH”末端称为3’端，而磷酸基团的末端称为5’端。
（2）DNA聚合酶只能从3′端延伸DNA链，故DNA复制需要引物。
（3）DNA合成总是从子链的5′端向3′端伸。
［合作探究1］
DNA分子能准确复制的原因有哪些？
学生进行展示：DNA双螺旋结构提供模板；碱基互补配对；DNA聚合酶的复查功能。
二、多聚酶链式反应（PCR）
1、原理
联系DNA复制相关知识，讲解PCR原理，并且与细胞内DNA复制比较。
（1）DNA的热变性原理
通过控制温度来控制双链的解聚与结合。
①变性：80－100℃的温度范围内，DNA双螺旋结构解体，双链分开。
②复性：温度缓慢降低后，两条彼此分离的DNA链重新结合成双链。
（2）耐高温的TaqDNA聚合酶
（3）缓冲液为PCR反应提供的物质
DNA模板，分别与两条模板链相结合的两种引物，四种脱氧核苷酸，耐热的DNA聚合酶，同时通过控制温度使DNA复制在体外反复进行。
［合作探究2］
PCR技术需要什么条件下才能进行？
学生进行合作讨论后进行展示：从模板、原料、酶、引物以及环境要求进行回答。
2、PCR的反应过程
（优教提示：打开素材简单生命科学：PCR聚合酶链式反应）
引导学生观察教材图5-9PCR过程图解，理解PCR过程，加以点拨，共同归纳总结。（结合多媒体投影图）
PCR一般要经历三十多次循环，每次循环分为变性、复性和延伸三步。
(1)变性
温度上升到90℃以上时，双链DNA解旋为单链。
(2)复性
温度下降到50℃左右，两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合。
(3)延伸
温度上升到72℃左右，溶液中的四种脱氧核苷酸(A、T、C、G)在DNA聚合酶的作用下，根据碱基互补配对原则合成新的DNA链。
【引导点拨】
(1)72℃左右时，TaqDNA聚合酶有最大活性，可使DNA新链由5′端向3′端延伸。
(2)DNA聚合酶只能特异性地复制处于两个引物之间的DNA序列，使该段固定长度的序列呈“指数式”扩增。
［合作探究3］
列表比较PCR技术与体内DNA复制的区别。
学生进行思考后进行展示答案，教师进行点评并引导规范回答。
回忆、回答。
观察、思考、回答。
倾听、思考、回答。
思考、探究谈论回答。
思考、探究回答。
回顾必修1中学习相关的知识。
理解PCR的原理和反应过程。
加强必修知识与选修知识之间的联系。
环节三：课堂小结
共同回顾本节要点：（教师多媒体进行展示）一、PCR原理
二、PCR反应过程及条件
1、过程：变性—复性—延伸
2、条件：模板、酶、引物、原料及反应环境
三、细胞内DNA复制与PCR技术比较
呼应、回答。
突出本节重点。
环节四：当堂测试
学生完成导学案中当堂测试部分习题并进行展示。
（优教提示：打开优教习题课堂训练-《多聚酶链式反应扩增DNA片段》（第1课时）