DNA的粗提取与鉴定实验教学设计

DNA勺粗提取与鉴定实验一、教学背景分析【教材分析】生物体的性状之所以能够遗传给后代， 是由于生物体内具有DNA RNAS些遗传物质。 通过必修2遗传与进化的学习，学生已经学习了证明DNA1主要的遗传物质的实验证据。那么DN啦竟是什么样的呢本课题通过尝试对植物或动物组织中的DNA!行粗提取，了解DNA勺物理化学卜t质，理解 DNA!提取以及DNAI定的原理，使学生对 DNAT一定的 感性认识。“DNA勺粗提取与鉴定实验”在普通高中生物课程标准和考试大纲对实验内容考 查的要求中属D级要求，新课标强调能力培养，高考对实验能力的考核比重也逐年加大。 学生通过本次实验探究活动，可进一步提高动手能力和创新能力。【学情分析】通过必修2遗传与进化的学习，学生已经了解了证明DNA是主要的遗传物质的实验证据，知道生物体的形状之所以能够遗传给后代，是由于生物体内具有DNM RNA&些遗传物质。通过本课题的学习，使学生对DNAt一定的感性认识。二、教学目标【知识目标】本实验通过尝试对植物或动物组织中的 DNA!行粗提取，了解DNA勺物理化学性质， 理解DNAfi提取方法以及DN服定的原理内容。【能力目标】1. 实验中能运用已有的知识，选择实验材料用具；2. 通过具体的材料，学生尝试课题研究，体验科学探究的一般过程。3. 初步掌握DNA勺粗提取和鉴定的方法4. 在对实验原理、步骤的理解和分析过程中发展学生的科学思维。5. 熟悉粗提取生物大分子的的一般性方法【情感态度与价值观目标】1. 通过小组之间的分工合作，逐渐养成协作精神；2. 通过科学与数学的整合，逐渐形成简约、严谨的思维品质；3. 在实验过程中培养学生严谨细致、实事求是的科学态度三、教学重难点【教学重点】DNA勺粗提取与鉴定方法及其相关原理【 教学难点】DNA勺粗提取与鉴定方法及其相关原理四、实验实施准备【教师准备】1 .分组。学生平均分配，两人一组。2 . 实验用具。移液管、烧杯、滴管、玻璃棒、研钵、冰箱、湿纱布、试管、离心机、水浴锅等。3 . 材料。加抗凝剂的鸡血4 .实验试剂。mL柠檬酸钠蒸储水2mol/L无水乙醇二苯胺试剂【学生准备】1 .预习实验“ DNA1提取和鉴定”，初步了解DNA勺理化性质和基本形态特征。2 . 进行分组。3 .查阅资料，了解DNA勺取样的方法和来源4 . 通过课前准备，学生进一步提高学习兴趣，再次激发实验探究的热情；较大程度上节省了课堂时间；为探究实验的成功打基础。五、教学方法【教法】任务驱动法、直观演示法【学法】自主学习法、合作交流法动手操作法六、教学媒体黑板、多媒体计算机七、课时安排该实验的操作简单，不需要大量繁杂的实验培养，调查等实验步骤，故两个课时就可超额完成。八、教学过程程序 及时 问安 排教师行为预设学生 活动设计意图引入引入主题：我们已经学习了 DNA勺有关学习，这节课，倾听思开门见山，实验考使学生明白教学我们T学习“ DNA勺粗提取与鉴定”实验技术。DNA提取技5min板书：DNA勺粗提取与鉴定术的重要DNA勺提取技术是整个基因工程技术基础。无论人类思考、回答问性，激发学阿波罗计划”的人类基因组计划以及熟知的亲子鉴定，题生学习的兴DNAE取技术都是其中基础的基础。对于 DNA我们只趣及探究热在书本中了解它，但是接下来我们将亲手提取出细胞内情，主动思的DNA并做鉴定实验。考回顾基础知识DNA这节课，我们T学习DNA勺粗提取与鉴定技术。使学生明白粗提为什么要选取和首先，我们应该选取合适的实验材料回答、思考用鸡血细胞定的问题：教材中列举了很多中材料，请你从中选出2-3种。液为材料，实验深对探究性步骤：原则：凡是含有DNA勺生物材料都可以考虑，但是，选实验的过程(50用DNA量相对较局的生物组织，成功的可能性更大。及原则的理分钟）解那么教材中选择鸡血细胞液作为实验材料，而相对于其他材料鸡血细胞液，有什么优点呢1.鸡是真核生物，真核生物的 DNATB在染色体上。2.鸟类的血细胞核大，DNAI；（从核DN徵目来看，猪38条，鸡78条，哺乳动物血0条，彳弥猴桃58条，洋葱16条，豌且14条，菠菜12条，大肠杆菌1条）3. /、需要破除细胞壁选用鸡血细胞液还启一个好处一一鸡血比较容易获得，那么我们为什么不用哺乳动物的红细胞呢哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核问题：鸡血细胞液可以直接用吗柠檬酸钠抗凝破碎 细胞， 释放DNA问题：鸡血细胞虽然没有细胞壁，但是依然有细胞膜， 以你所学的知识，有什么比较简便但是可行的方法可以 破碎细胞膜生物会考的实验是质壁分离，你还记得方法和原理吗所以为了破碎鸡血细胞，我们可以反其道而行之，在鸡 血细胞液中加入一定量的蒸储水，使其吸水胀破，达到 破碎细胞的目的。加入蒸储水的同时，要用玻璃棒进行搅拌方法：单向，快速，5min,速度力量/、要过于猛烈，防 治打碎DNA目的：加速血细胞破裂问题：这是我们获得的将是含有细胞膜、细胞器的碎片 液体，我们如何初步获得含有DNA勺液体过滤可以用滤纸过滤吗学生回答讨论、思考使学生知道 破碎动物细 胞的方法和 原理，激发 学生的探究 思维不可以，孔径太小。需要用到3-4层纱布，除去一些颗 粒较大的杂质，状得含有 DNA勺滤液。这时DNM哪里滤液里。板书：破碎细胞，释放DNA对于动物细胞我们可以利用细胞的渗透压来破碎细胞， 但是很多情况下，人们不得不面对植物材料，那么我们 是不是还可以通过加入一定量的蒸储水来涨破细胞呢 植物细胞肩细胞壁的支持和保护，因此吸水不会涨破。我们通常通过研磨来破碎植物细胞的细胞壁。 在研磨的 过程中，一般还会加入洗涤剂和食盐。洗涤剂的作用：洗涤剂也分为亲水基团和亲脂基团，可以与细胞膜中的 蛋白质结合，使之溶解，进而瓦解细胞膜。食盐的作用：食盐中主要含有NaCl,有利于DNA勺溶解去除 滤液 中的 杂质问题：这时的滤液可能含有哪些细胞成分主要有RNA核蛋白、多糖等那么我们应该如何将DNAI独分离出来板书：去除滤液中的杂质提取生物大分子的基本思路是选用f的物理或化学方法分离具有不同物理或化学性质的生物大分子。对于 DNA勺粗提取加百，就是要利用 DNA与RNA蛋白质和 脂质等在物理和化学性质方面的差异，提取 DNA去除 其他成分。思考、回答观看思考并回答使学生懂得DNA的提取 分离纯化方 法以及使学 生掌握盐析 法的原理与 方法背景介绍；DNA的溶解性图片：DNAft NaCl溶液中的溶解度曲线问题：在什么浓JTF, DNA勺溶解度戢小DNAft NaCl溶液中的 溶解度是如何义化的在NaCl溶液浓度低于 mol/L时DNA的溶解度随NaCl 溶液浓度的增加而逐渐降低；在 mol/L时，DNA容解度 最小；当NaCl溶液浓度继续增加时，DNA勺溶解度乂逐 渐增大。如何通过控制NaCl溶液的浓度使DNAft盐溶液中溶解 或析出当氯化钠的物质的量浓度为 2 mol /L时，DNA的溶解 度最大，浓度为0. 14 mol/L时，DNA勺溶解度戢低。利用这一原理，可以使 DNA&盐溶液中溶解或析出为什么反复地溶解与析出DNA能够去除杂质用局浓度的盐溶液溶解 DNA能除去在局盐中不能溶解 的杂质；用低盐浓度使DN所出，能除去溶解在低盐溶 液中的杂质。第f ：在浓度较高的NaCl溶液溶液中核蛋白容易解聚，游离 出的DNA容解在溶液中。方法：在溶液中加入两倍体积的浓度为 2mol/L的NaCl 溶液，用玻璃棒沿一个方向搅拌1min,使DNAfe分溶解。板书：（1）溶解细胞核内的DNA第二步：加蒸储水降低NaCl溶液浓度，使DNAff出。方法：缓慢贴壁加入蒸储水，并轻轻地沿一个方向不停 地均匀搅拌，以利于DN吩子的附着和缠绕。同时应注 意控制加水量，使NaCl溶液的终浓度为L,直到溶液中 丝状物不再增加时为止。板书：（2） DNA勺析出在刚才实验中我们利用DNA在/、同浓度NaCl溶液中溶 解度/、同的特性，去除杂质。DN晰出为止DNA的初 步纯 化们刚才说了 DNAI取技术是分子生物学技术的基础， 但 如果提取的DNAt不够且其中含肩较多杂质,是无法用 于其它操作的。所以我们必须对DNA8行进一步的纯化。原理也是DNA勺溶解性。背景介绍：DNA不溶于酒精溶液，但是细胞中的某些蛋白质则溶于酒精。在实验中，我们可以使用预冷的酒精，使 DNAfg够更好地凝结方法：将DNA占稠物再溶解，继续用2mol/L的NaCl溶液20mL溶解DNA黏稠物，仍旧沿一个方向不停搅拌 3min,使 DN蜕分溶解。过滤：用34层纱布进行过滤，滤去杂质，收集含有DNA 的滤液。纯化：向滤液中贴壁缓慢加入 50mL预冷的体积份数为95叱醇，并用玻璃棒朝一个方向缓慢、均匀地搅拌，溶液中会出现DN侬状物。观看思考、讨论、回答思考思考、讨论板书：DNA勺初步纯化预冷的酒精具有以下优点：1 .抑制核酸水解酶活性，防止 DNAI解2 .降低分子运动，易于形成沉淀析出3 .低温有利于增加DN砌子柔韧性，减少断裂DNA的鉴止原理介绍：二苯胺法在沸水浴的条件下，DNAM二苯胺变蓝。方法：溶解：在物质的量浓度为 2mol/L的NaCl溶液5mL放 入丝状物，用玻璃棒搅拌，使之溶解。显色：加入4mL的二苯胺试剂。混合均匀后，将试管置于沸水中加热5min。问题：如果溶液变蓝是否能说明 DNA3勺存在设置对照组：在5mL体积的2mol/L的NaCl溶液中加入4mL的一本胺试剂，置于沸水中加热 5min。对比：除了可以使用二苯胺法，还启什么方法可以鉴定DNA用甲基绿溶液直接滴在有 DNA丝状物的载玻片或玻棒 上，呈蓝绿色反应。只用一种即可，不混合用。前者要 加热，后者不加热板书：DNA勺鉴定思考、讨论、 回答使学生知道DNA鉴定的原理和方法结束 部分10min我根据所需分离物质与其他物质物理或者化学性质的 不同，来提取生物大分子物质。而通过今天的学习，我 们知道DNAT以下物理或者化学的特性是与其他生物大 分子物质/、同的：思考、做 笔记总结知识 点，扩展同 学的知识， 培养他们探 究具他生命 物质的渴望在NaCl溶液浓度低于 mol/L时，DNA勺溶解度随NaCl 溶液浓度的增加而逐渐降低；在 mol/L时，DNA容解度 最小；当NaCl溶液浓度继续增加时，DNA勺溶解度乂逐 渐增大。DNA不溶于酒精溶液，但是细胞中的某些物质则可以溶于酒精。利用这一原理，可以将 DNAf蛋白质进一步分离蛋白酶能水解蛋白质，但是对 DNAi有影响大多数蛋白质不能忍受 6080 C的高温，而DNA在80 C以上才会变性洗涤剂可以溶解细胞的细胞膜，去除脂质和蛋白质，但对DNA：有影响在沸水浴的条件下，DNA二苯胺变蓝。因此，我们可以设计实验，通过破碎细胞，释放 DN后 溶解细胞核内的DNADNA的析出一 DNA的初步纯化一 DNA勺鉴定完成DNA勺粗提取与鉴定视频：DNA勺粗提取与鉴定板书 设计DNA勺粗提取与鉴定1 .破碎细胞，释放DNA2 .去除滤液中的杂质(1)溶解细胞核内的DNA2) ) DNA勺析出3) DNA的初步纯化的鉴定九、教学设计反思本节课教学设计体现了探究性教学的要求，虽然实验步骤总体上看很简洁，目标很清 晰，但是其中的具体操作太繁琐了，要掌握的细节还是挺多，所以要清晰的讲解出来。 怎样让比较复杂的内容简单化是教师需要考虑的问题。本节课的板书条理清晰，一目了然,有助于学生对内容的深刻了解。为学生展示了优秀等板书模式，潜移默化的培养他们的板 书方面的能力。