沪科教版选修1 生物技术实践《第六章 蛋白质和DNA技术 15.DNA片段的扩增——PCR技术》优秀教案设计

沪科教版选修1 生物技术实践《第六章 蛋白质和DNA技术 15.DNA片段的扩增——PCR技术》优秀教案设计

（二）学生分析

本节内容针对高三年级学生，而学生在必修二中已经初步掌握了细胞中DNA复制的条件和原料，所以在引入体外DNA扩增时，学生可以将两者进行联系、对比；另一方面，学生已经知道“基因重组可使子代出现变异”，也就是基因重组会使子代的性状出现重新组合，而紧接上一节“基因工程是一种DNA分子重组技术”，学生更需要掌握的是基因工程技术的应用价值，包括应用范围的广度和价值褒贬的深度，这是培养学生科学思维、科学探究，树立社会责任的学习需求。

二、教学目标

1.通过自主设计转基因抗虫棉的实验方案，尝试提出初步的工程学构想，培养分析实验原理、设计实验步骤的科学思维，形成结构与功能观的生命观念。

2.通过软件模拟PCR仪实验操作，并对比细胞内DNA的复制过程来分析PCR的条件，培养对比分析、实验设计的科学探究能力，最终能用生命观念认识PCR的实验原理并拓展应用。

3.通过辨析基因工程在农牧、食品及医药行业中的应用，能运用理性思维阐述自己对“镰状细胞贫血的治疗方案”、“CCR5基因敲除治疗艾滋病”等案例可行性的观点，形成“利用基因工程改善人类生活品质”的社会责任。

三、教学重难点

（一）教学重点：

1.设计培育抗虫棉的方案；

2.对比细胞内DNA的复制过程，说出聚合酶链反应（PCR）的原理和操作步骤；

3.辩析镰状细胞贫血的治疗方案的可行性。

（二）教学难点：

1.熟练操作PCR仪并完成DNA的体外扩增和初步鉴定。

2.运用理性思维阐述自己对“镰状细胞贫血的治疗方案”、“CCR5基因敲除治疗艾滋病”等案例是否可行的观点，形成“利用基因工程改善人类生活品质”的社会责任。

四、教学策略

针对教学重点，在三个环节中运用不同的策略。第一，在“设计培育抗虫棉的方案”中，采用讨论法，分享学生的课前预习、归纳出的治疗方案；第二，在“PCR操作”中，采用讨论对比法分析PCR所需的原料、采用虚拟实验法来体验试剂的选择和混合过程、采用演示法来展示PCR仪和紫外分光光度计的使用，最后再次讨论探究能否用恒温水浴锅模仿DNA体外扩增；第三，在“镰状细胞贫血的治疗方案”中，先以讨论法分析其可行性，再以发现问题情境中“利用技术敲除CCR5基因从而预防艾滋病”的可行性。

五、教学过程

教学

环节 教学行为 学生活动 设计意图 情境

创设

（4min） 1.展示被HIV感染是T细胞，问：由此图你能联想到什么？

至今仍没有有效的药物可以治疗艾滋病。

2.据资料显示，北欧人群里面有约10%的人天然存在CCR5基因缺失，对艾滋病存在天然免疫力。基于此现象，南方科技大学生物系副教授贺建奎利用生物技术，敲除受精卵中CCR5基因，结合试管婴儿和胚胎移植技术，培育出能天然抵抗艾滋病的人类双胞胎。

播放视频，并提问：你能提出什么问题？

答：艾滋病