2024年高中生物 專題5 DNA和蛋白質(zhì)技術(shù) 課題1 DNA和蛋白質(zhì)技術(shù)教案 新人教版選修1

2024年高中生物專題5DNA和蛋白質(zhì)技術(shù)課題1DNA和蛋白質(zhì)技術(shù)教案新人教版選修1主備人備課成員教學(xué)內(nèi)容分析本節(jié)課的主要教學(xué)內(nèi)容選自2024年高中生物專題5“DNA和蛋白質(zhì)技術(shù)”中的課題1“DNA和蛋白質(zhì)技術(shù)”，新人教版選修1。內(nèi)容主要包括DNA的提取、純化和鑒定技術(shù)，以及蛋白質(zhì)的提取和分離技術(shù)。這部分內(nèi)容與學(xué)生已有知識(shí)中的細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能、生物大分子特別是核酸和蛋白質(zhì)的基礎(chǔ)知識(shí)相聯(lián)系，幫助學(xué)生深入理解DNA和蛋白質(zhì)在生命活動(dòng)中的重要作用及其在科研和實(shí)際應(yīng)用中的技術(shù)原理。通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生將能結(jié)合之前學(xué)習(xí)的遺傳學(xué)、分子生物學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，掌握DNA和蛋白質(zhì)技術(shù)的基本操作流程和實(shí)驗(yàn)原理。核心素養(yǎng)目標(biāo)分析本節(jié)課的核心素養(yǎng)目標(biāo)旨在通過DNA和蛋白質(zhì)技術(shù)教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生以下能力：科學(xué)探究與思維，使學(xué)生能夠運(yùn)用實(shí)驗(yàn)方法探究生命現(xiàn)象，理解科學(xué)本質(zhì)，發(fā)展批判性思維和創(chuàng)新能力；社會(huì)責(zé)任與倫理，讓學(xué)生了解DNA和蛋白質(zhì)技術(shù)在社會(huì)發(fā)展中的應(yīng)用及其倫理意義，培養(yǎng)其社會(huì)責(zé)任感；科學(xué)概念與技能，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)DNA和蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)、功能的認(rèn)識(shí)，提高實(shí)驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)分析技能，為未來進(jìn)一步學(xué)習(xí)和研究打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。這些目標(biāo)與新教程要求緊密關(guān)聯(lián)，有助于學(xué)生形成生物學(xué)科核心素養(yǎng)。學(xué)情分析本節(jié)課面對(duì)的是高中學(xué)生，他們已經(jīng)具備了一定的生物學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，對(duì)細(xì)胞結(jié)構(gòu)、遺傳信息和生物大分子有了初步的理解。在知識(shí)層面，學(xué)生對(duì)DNA和蛋白質(zhì)的概念、結(jié)構(gòu)和功能有一定的認(rèn)識(shí)，但對(duì)于具體的實(shí)驗(yàn)技術(shù)和應(yīng)用可能較為陌生。在能力方面，學(xué)生具備基本的實(shí)驗(yàn)操作能力和觀察分析能力，但高級(jí)的數(shù)據(jù)處理和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力有待提高。在素質(zhì)方面，學(xué)生的科學(xué)探究精神和團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)較強(qiáng)，但個(gè)別學(xué)生可能缺乏自信和自主學(xué)習(xí)習(xí)慣。

學(xué)生的行為習(xí)慣方面，大部分學(xué)生能夠遵循實(shí)驗(yàn)規(guī)程，注意安全和細(xì)節(jié)，但部分學(xué)生可能存在粗心大意、操作不規(guī)范等問題。這些因素將對(duì)課程學(xué)習(xí)產(chǎn)生影響，需要在教學(xué)過程中針對(duì)性地指導(dǎo)糾正，確保實(shí)驗(yàn)安全和準(zhǔn)確性。

結(jié)合課本內(nèi)容，本節(jié)課將引導(dǎo)學(xué)生從已知知識(shí)出發(fā)，通過實(shí)踐探索，提升對(duì)DNA和蛋白質(zhì)技術(shù)的理解與應(yīng)用能力。同時(shí)，關(guān)注學(xué)生個(gè)體差異，鼓勵(lì)自主學(xué)習(xí)與合作交流，以促進(jìn)全體學(xué)生的全面發(fā)展。學(xué)具準(zhǔn)備多媒體課型新授課教法學(xué)法講授法課時(shí)第一課時(shí)師生互動(dòng)設(shè)計(jì)二次備課教學(xué)資源準(zhǔn)備1.教材：確保每位學(xué)生都有新人教版選修1的生物教材，提前指導(dǎo)學(xué)生預(yù)習(xí)本節(jié)課相關(guān)內(nèi)容。

2.輔助材料：準(zhǔn)備與DNA和蛋白質(zhì)技術(shù)相關(guān)的圖片、圖表、視頻等多媒體資源，以便在課堂上直觀展示技術(shù)原理和操作流程。

3.實(shí)驗(yàn)器材：準(zhǔn)備DNA提取、純化和鑒定，以及蛋白質(zhì)提取和分離所需的實(shí)驗(yàn)器材，確保實(shí)驗(yàn)器材的完整性和安全性。

4.教室布置：將教室劃分為實(shí)驗(yàn)操作區(qū)、多媒體展示區(qū)和分組討論區(qū)，便于學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作、觀察多媒體資源和開展小組討論，創(chuàng)造有利于學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的環(huán)境。教學(xué)過程首先，讓我們一起來回顧一下我們之前學(xué)習(xí)的生物大分子的基礎(chǔ)知識(shí)，特別是DNA和蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能。今天，我們將深入探討專題五“DNA和蛋白質(zhì)技術(shù)”中的課題1，了解這些技術(shù)在科研和實(shí)際應(yīng)用中的重要性。

1.導(dǎo)入新課（5分鐘）

（1）通過展示DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)和蛋白質(zhì)的圖片，激發(fā)學(xué)生的興趣，引導(dǎo)學(xué)生思考這些生物大分子的功能及其在生命活動(dòng)中的作用。

（2）提出問題：“你們知道DNA和蛋白質(zhì)是如何被科學(xué)家們研究和應(yīng)用的嗎？”引發(fā)學(xué)生對(duì)本節(jié)課內(nèi)容的探究欲望。

2.知識(shí)講解（15分鐘）

（1）簡(jiǎn)要介紹DNA和蛋白質(zhì)技術(shù)的基本原理，包括DNA的提取、純化、鑒定，以及蛋白質(zhì)的提取和分離。

（2）結(jié)合教材，詳細(xì)講解各個(gè)步驟的操作方法和注意事項(xiàng)，強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)安全性和實(shí)驗(yàn)操作的準(zhǔn)確性。

3.實(shí)踐探究（30分鐘）

（1）將學(xué)生分成小組，每組分配實(shí)驗(yàn)器材和試劑，確保每組都能完成實(shí)驗(yàn)。

（2）引導(dǎo)學(xué)生按照教材中的步驟進(jìn)行DNA提取、純化和鑒定實(shí)驗(yàn)，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

（3）在實(shí)驗(yàn)過程中，巡回指導(dǎo)，解答學(xué)生疑問，糾正操作錯(cuò)誤，確保實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行。

4.分組討論與分享（15分鐘）

（1）組織學(xué)生進(jìn)行分組討論，分析實(shí)驗(yàn)過程中遇到的問題和解決方法，總結(jié)實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)。

（2）每組選派一名代表進(jìn)行分享，展示實(shí)驗(yàn)成果，其他組學(xué)生認(rèn)真傾聽，互相學(xué)習(xí)。

5.知識(shí)拓展（10分鐘）

（1）介紹DNA和蛋白質(zhì)技術(shù)在科研、醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用，讓學(xué)生了解技術(shù)的現(xiàn)實(shí)意義。

（2）討論DNA和蛋白質(zhì)技術(shù)的倫理問題，培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感和倫理意識(shí)。

6.總結(jié)與評(píng)價(jià)（5分鐘）

（1）回顧本節(jié)課的主要內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)DNA和蛋白質(zhì)技術(shù)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

（2）評(píng)價(jià)學(xué)生的課堂表現(xiàn)，鼓勵(lì)學(xué)生積極參與實(shí)驗(yàn)，勇于提出問題，培養(yǎng)科學(xué)探究精神。

7.作業(yè)布置

（1）請(qǐng)學(xué)生完成教材中的課后習(xí)題，鞏固所學(xué)知識(shí)。

（2）鼓勵(lì)學(xué)生查閱資料，了解DNA和蛋白質(zhì)技術(shù)的最新研究進(jìn)展，拓寬知識(shí)視野。知識(shí)點(diǎn)梳理1.DNA提取、純化和鑒定技術(shù)

-DNA的溶解性和吸附性質(zhì)

-常用DNA提取試劑及其作用原理，如CTAB、SDS、蛋白酶K等

-DNA的純化方法，如酚/氯仿抽提、乙醇沉淀等

-DNA的鑒定方法，如瓊脂糖凝膠電泳、紫外吸收光譜等

2.蛋白質(zhì)提取和分離技術(shù)

-蛋白質(zhì)的溶解性和電荷性質(zhì)

-常用蛋白質(zhì)提取試劑及其作用原理，如TritonX-100、脲、SDS等

-蛋白質(zhì)的分離方法，如SDS、凝膠過濾、離子交換等

-蛋白質(zhì)的定量方法，如Bradford法、Lowry法等

3.DNA和蛋白質(zhì)技術(shù)的應(yīng)用

-基因克隆與表達(dá)

-基因突變檢測(cè)

-基因診斷與基因治療

-蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能研究

-蛋白質(zhì)工程與藥物開發(fā)

4.實(shí)驗(yàn)操作注意事項(xiàng)

-實(shí)驗(yàn)室安全規(guī)范

-實(shí)驗(yàn)器材的清潔與消毒

-試劑的保存與使用

-實(shí)驗(yàn)操作步驟的準(zhǔn)確性

-實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄與分析

5.DNA和蛋白質(zhì)技術(shù)的倫理問題

-基因隱私權(quán)

-基因歧視

-基因改造與生物多樣性

-生物技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展

本節(jié)課的知識(shí)點(diǎn)涵蓋了DNA和蛋白質(zhì)技術(shù)的基本原理、實(shí)驗(yàn)方法、應(yīng)用領(lǐng)域以及倫理問題。這些知識(shí)點(diǎn)與教材緊密關(guān)聯(lián)，旨在幫助學(xué)生全面掌握DNA和蛋白質(zhì)技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)，提高實(shí)驗(yàn)操作技能，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和倫理意識(shí)。在教學(xué)過程中，請(qǐng)注意引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合實(shí)際案例，深入理解各知識(shí)點(diǎn)的內(nèi)在聯(lián)系，提高知識(shí)運(yùn)用能力。課后作業(yè)1.請(qǐng)簡(jiǎn)述DNA提取、純化和鑒定的基本步驟，并說明每一步驟中常用的試劑及其作用原理。

答案：

（1）DNA提?。豪眉?xì)胞裂解液（如CTAB、SDS）破壞細(xì)胞膜和核膜，釋放DNA。蛋白酶K用于消化蛋白質(zhì)，防止其與DNA結(jié)合。

（2）DNA純化：通過酚/氯仿抽提去除蛋白質(zhì)、脂質(zhì)等雜質(zhì)，然后使用無水乙醇或異丙醇沉淀DNA。

（3）DNA鑒定：采用瓊脂糖凝膠電泳分離DNA，通過紫外吸收光譜檢測(cè)DNA的純度和濃度。

2.請(qǐng)闡述蛋白質(zhì)提取和分離的常用方法，并舉例說明其應(yīng)用場(chǎng)景。

答案：

（1）蛋白質(zhì)提?。篢ritonX-100等去垢劑用于破壞細(xì)胞膜，脲和SDS用于變性蛋白質(zhì)，使蛋白質(zhì)溶解。

（2）蛋白質(zhì)分離：SDS用于分離蛋白質(zhì)，凝膠過濾用于分離不同分子量的蛋白質(zhì)，離子交換色譜用于分離帶電性質(zhì)不同的蛋白質(zhì)。

應(yīng)用場(chǎng)景：如研究蛋白質(zhì)在不同生物過程中的表達(dá)變化、蛋白質(zhì)相互作用等。

3.請(qǐng)舉例說明DNA和蛋白質(zhì)技術(shù)在醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用。

答案：

（1）醫(yī)學(xué)領(lǐng)域：基因診斷、基因治療、個(gè)體化醫(yī)療等。

（2）農(nóng)業(yè)領(lǐng)域：轉(zhuǎn)基因技術(shù)、分子育種、抗病抗蟲研究等。

4.針對(duì)DNA和蛋白質(zhì)技術(shù)的倫理問題，談?wù)勀愕目捶ā?/p>

答案：（此題為主觀題，以下為參考答案）

DNA和蛋白質(zhì)技術(shù)在為人類社會(huì)帶來巨大利益的同時(shí)，也引發(fā)了一系列倫理問題。如基因隱私權(quán)、基因歧視等。我們應(yīng)該在尊重個(gè)人隱私的前提下，合理使用這些技術(shù)，避免對(duì)他人造成傷害。同時(shí)，加強(qiáng)法律法規(guī)的制定和實(shí)施，確保技術(shù)應(yīng)用的公正性和可持續(xù)發(fā)展。

5.假設(shè)你需要對(duì)某植物樣品進(jìn)行DNA提取和純化，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟，并說明所需試劑和操作原理。

答案：

（1）實(shí)驗(yàn)步驟：

①取植物樣品，加入液氮研磨，使細(xì)胞破碎。

②加入細(xì)胞裂解液（含CTAB、SDS等），充分混合，使DNA釋放。

③加入蛋白酶K，37℃消化蛋白質(zhì)1小時(shí)。

④用等體積的酚/氯仿/異戊醇抽提，去除蛋白質(zhì)和脂質(zhì)。

⑤加入無水乙醇，沉淀DNA。

⑥用70%乙醇洗滌DNA，晾干后溶解于TE緩沖液。

（2）所需試劑和操作原理：

①液氮：用于冷凍研磨，破碎細(xì)胞。

②細(xì)胞裂解液：破壞細(xì)胞膜和核膜，釋放DNA。

③蛋白酶K：消化蛋白質(zhì)，防止與DNA結(jié)合。

④酚/氯仿/異戊醇：抽提雜質(zhì)，分離DNA。

⑤無水乙醇：沉淀DNA。

⑥70%乙醇：洗滌DNA，去除雜質(zhì)。內(nèi)容邏輯關(guān)系①DNA和蛋白質(zhì)技術(shù)的實(shí)驗(yàn)原理與操作流程

-重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：DNA提取、純化、鑒定；蛋白質(zhì)提取、分離。

-關(guān)鍵詞：CTAB、SDS、蛋白酶K、酚/氯仿抽提、乙醇沉淀、瓊脂糖凝膠電泳、SDS、凝膠過濾、離子交換。

-重點(diǎn)句：DNA提取過程中，細(xì)胞裂解液的作用是破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)，釋放DNA；蛋白酶K用于消化蛋白質(zhì)，避免與DNA結(jié)合。

②DNA和蛋白質(zhì)技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域

-重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：基因克隆、基因突變檢測(cè)、基因診斷、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能研究。

-關(guān)鍵詞：醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)、科研、生物技術(shù)。

-重點(diǎn)句：DNA和蛋白質(zhì)技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域可用于基因診斷和治療，農(nóng)業(yè)領(lǐng)域可用于轉(zhuǎn)基因作物的研究和分子育種。

③DNA和蛋白質(zhì)技術(shù)的倫理問題

-重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：基因隱私權(quán)、基因歧視、生物多樣性保護(hù)。

-關(guān)鍵詞：倫理、法律法規(guī)、可持續(xù)發(fā)展。

-重點(diǎn)句：在使用DNA和蛋白質(zhì)技術(shù)的過程中，應(yīng)尊重個(gè)人隱私權(quán)，避免產(chǎn)生基因歧視，同時(shí)考慮生物多樣性的保護(hù)。