选修1 生物技术实践《生物技术概述 第四部分 浅尝现代生物技术 实验13 DNA片段的PCR扩增》优秀教案

选修1 生物技术实践《生物技术概述 第四部分 浅尝现代生物技术 实验13 DNA片段的PCR扩增》优秀教案

3、讨论PCR与体内DNA复制的异同；

（二）过程与方法

1、尝试制备口腔上皮细胞DNA粗提取液；

2、尝试利用PCR技术，设计实验鉴定未知样本DNA性别；

（三）情感、态度与价值观

1、通过对PCR实验的操作及结果分析，培养学生严谨的科学态度和实事求是的科研精神；2、了解PCR进行性别鉴定的方法，感悟现代科学技术在考古、医疗等领域的重要作用，培养正确对待科学技术的态度。

二、教学重点

PCR的原理和PCR的基本操作

三、教学难点

比较PCR与体内DNA复制的异同

四、重难点突破方法

PCR技术是利用DNA聚合酶在体外进行DNA复制的过程，所涉及的反应过程是微观的化学反应，学生主动构建PCR扩增DNA片段的分子模型。在教学上，以解决问题为导向，逐步剖析PCR扩增过程中模板来源、反应体系、反应条件等内容，实现学以致用。

五、教学过程

课前准备：PCR扩增男性Y染色体片段DYZ1基因，准备琼脂糖凝胶电泳。

（一）问题设疑，引入新课

以科学家通过Y染色体测序，鉴定曹操后代以及曹操墓发掘的新闻导入新课，提出问题：在考古过程中，如何利用一块骨骼残骸确定样本性别？教师展示课前准备的PCR产物，让学生进行琼脂糖凝胶电泳，鉴定未知样本性别。提出疑问：为什么这样就可以知道样本的性别？老师在课前对这个DNA样本进行了怎样的处理？

（二）问题剖析，理论分析

以问题串的形式引导学生思考鉴定的关键技术在于在体外进行DNA扩增，获得大量的目的基因。男性和女性在遗传上最大的区别是什么？样本染色体已无法观察，而DNA较为稳定，怎么办？样本DNA含量极少，无法直接观察到DYZ1基因怎么办？如何在体外大量扩增DYZ1基因？层层设疑，将问题逐步解决，导出PCR技术。PCR技术的实质就是DNA的体外扩增，因而引导学生从DNA体内复制的条件推导出PCR反应需要的反应体系，并比较异同。同时介绍Taq DNA聚合酶的反应特点和引物设计的基本原则。

（三）模板制备，实验操作

设计实验鉴定未知样本性别。讲解设置空白对照、阳性对照和阴性对照的必要性。每组选择男女同学各1名，制备口腔上皮细胞DNA粗提取液，作为模板，方法如下：

1、取材前，用凉开水漱净，去除口腔内的食物残渣。

2、用无菌的牙签在口腔两侧颊部轻轻刮动数次，获得口腔上皮细胞。

3、将牙签放入裂解液中，反复搅动几次，将细胞洗下。

4、将EP管放入85℃水浴锅2-3min，自然冷却即可。

按Taq DNA聚合酶的使用说明书配制反应体系。配方如下：