DNA的粗提取與鑒定試驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)

1、DNA勺粗提取與鑒定實(shí)驗(yàn)一、教學(xué)背景分析【教材分析】生物體的性狀之所以能夠遺傳給后代,是由于生物體內(nèi)具有DNA或RNA這些遺傳物質(zhì).通過(guò)必修2?遺傳與進(jìn)化?的學(xué)習(xí),學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了證實(shí)DNA是主要的遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)證據(jù).那么DNA究竟是什么樣的呢？本課題通過(guò)嘗試對(duì)植物或動(dòng)物組織中的DNA進(jìn)行粗提取,了解 DNA的物理化學(xué)性質(zhì),理解DNA粗提取以及DNA鑒定的原理,使學(xué)生對(duì) DNA有一定的感性熟悉.DNA的粗提取與鑒定實(shí)驗(yàn)在?普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)?和?測(cè)試大綱?對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容考查的要求中屬D級(jí)要求,新課標(biāo)強(qiáng)調(diào)水平培養(yǎng),高考對(duì)實(shí)驗(yàn)水平的考核比重也逐年加大.學(xué)生通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng), 可進(jìn)一步提升動(dòng)手水平和

2、創(chuàng)新水平.【學(xué)情分析】通過(guò)必修2?遺傳與進(jìn)化?的學(xué)習(xí),學(xué)生已經(jīng)了解了證實(shí)DNA是主要的遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)證據(jù),知道生物體的形狀之所以能夠遺傳給后代,是由于生物體內(nèi)具有 DNA或RNA這些遺傳物質(zhì).通過(guò)本課題的學(xué)習(xí),使學(xué)生對(duì) DNA有一定的感性熟悉.二、教學(xué)目標(biāo)【知識(shí)目標(biāo)】本實(shí)驗(yàn)通過(guò)嘗試對(duì)植物或動(dòng)物組織中的DNA進(jìn)行粗提取,了解 DNA的物理化學(xué)性質(zhì),理解 DNA粗提取方法以及 DNA鑒定的原理內(nèi)容.【水平目標(biāo)】1 .實(shí)驗(yàn)中能運(yùn)用已有的知識(shí),選擇實(shí)驗(yàn)材料用具；2 .通過(guò)具體的材料,學(xué)生嘗試課題研究,體驗(yàn)科學(xué)探究的一般過(guò)程.3 .初步掌握DNA的粗提取和鑒定的方法4 .在對(duì)實(shí)驗(yàn)原理、步驟的理解和分析過(guò)

3、程中開展學(xué)生的科學(xué)思維.5 .熟悉粗提取生物大分子的的一般性方法【情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)】1 .通過(guò)小組之間的分工合作,逐漸養(yǎng)成協(xié)作精神;2 .通過(guò)科學(xué)與數(shù)學(xué)的整合,逐漸形成簡(jiǎn)約、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S品質(zhì)；3 .在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度三、教學(xué)重難點(diǎn)【教學(xué)重點(diǎn)】DNA的粗提取與鑒定方法及其相關(guān)原理【教學(xué)難點(diǎn)】DNA的粗提取與鑒定方法及其相關(guān)原理四、實(shí)驗(yàn)實(shí)施準(zhǔn)備【教師準(zhǔn)備】1 .分組.學(xué)生平均分配,兩人一組.2 .實(shí)驗(yàn)用具.移液管、燒杯、滴管、玻璃棒、研缽、冰箱、濕紗布、試管、離心機(jī)、水浴鍋等.3 .材料.加抗凝劑的雞血4 .實(shí)驗(yàn)試劑.0.1g/mL檸檬酸鈉蒸儲(chǔ)水2mol/L無(wú)水乙醇

4、二苯胺試劑【學(xué)生準(zhǔn)備】1 .預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)“ DNA粗提取和鑒定,初步了解 DNA的理化性質(zhì)和根本形態(tài)特征.2 .進(jìn)行分組.3 .查閱資料,了解 DNA的取樣的方法和來(lái)源4 .通過(guò)課前準(zhǔn)備,學(xué)生進(jìn)一步提升學(xué)習(xí)興趣,再次激發(fā)實(shí)驗(yàn)探究的熱情；較大程度上節(jié)省了課堂時(shí) 間；為探究實(shí)驗(yàn)的成功打根底.五、教學(xué)方法【教法】任務(wù)驅(qū)動(dòng)法、直觀演示法【學(xué)法】自主學(xué)習(xí)法、合作交流法動(dòng)手操作法六、教學(xué)媒體黑板、多媒體計(jì)算機(jī)七、課時(shí)安排該實(shí)驗(yàn)的操作簡(jiǎn)單,不需要大量繁雜的實(shí)驗(yàn)培養(yǎng),調(diào)查等實(shí)驗(yàn)步驟,故兩個(gè)課時(shí)就可超額完成.八、教學(xué)過(guò)程程序 及時(shí)教師行為預(yù)設(shè)學(xué) 生設(shè)計(jì)意圖問(wèn)安活動(dòng)排引入引入主題：我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了 DNA的有美學(xué)習(xí),這

5、節(jié)課,傾聽思考開門見山,我們一起學(xué)習(xí)“ DNA的粗提取與鑒定實(shí)驗(yàn)技術(shù).使學(xué)生明白DNA頭取板書：DNA的粗提取與鑒定提取技術(shù)的重要教學(xué)DNA的提取技術(shù)是整個(gè)基因工程技術(shù)根底.無(wú)論人類阿思考、答復(fù)性,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)3min波羅方案的人類基因組方案以及熟知的親子鑒定,DNA提取問(wèn)題的興趣及探究熱技術(shù)都是其中根底的根底. 對(duì)于DNA ,我們只在書本中了解它,情,主動(dòng)思考但是接下來(lái)我們將親手提取出細(xì)胞內(nèi)的DNA,并做鑒定實(shí)驗(yàn).回憶根底知識(shí)DNA這節(jié)課,我們一起學(xué)習(xí) DNA的粗提取與鑒定技術(shù).使學(xué)生明白半目七日首先,我們應(yīng)該選取適宜的實(shí)驗(yàn)材料為什么要選用雞相提問(wèn)題：教材中列舉了很多中材料,請(qǐng)你從中選出2-

6、3種.答復(fù)、思考血細(xì)胞液為材料,取和原那么：但凡含有 DNA的生物材料都可以考慮,但是,選深對(duì)探究性實(shí)驗(yàn)定的用DNA含量相對(duì)較高的生物組織,成功的可能性更大.的過(guò)程及原那么的宜.哈那么教材中選擇雞血細(xì)胞液作為實(shí)驗(yàn)材料,而相對(duì)于其他理解材料雞血細(xì)胞液,有什么優(yōu)點(diǎn)呢？步驟：1.雞是真核生物,真核生物的DNA都在染色體上.(37分2.鳥類的血細(xì)胞核大, DNA多從核DNA數(shù)目來(lái)看,豬鐘38條,雞78條,哺乳動(dòng)物血0條,彳彌猴桃58條,洋蔥16條,豌豆14條,菠菜12條,大腸桿菌1條3.不需要破除細(xì)胞壁選用雞血細(xì)胞液還什-個(gè)好處一一雞血比擬容易獲得,那么我們?yōu)槭裁床挥貌溉閯?dòng)物的紅細(xì)胞呢？哺乳動(dòng)物成熟的

7、紅細(xì)胞沒(méi)有細(xì)胞核問(wèn)題：雞血細(xì)胞液可以直接用嗎？檸檬酸鈉抗凝破碎問(wèn)題：雞血細(xì)胞雖然沒(méi)有細(xì)胞壁,但是依然有細(xì)胞膜,以你所學(xué)的知識(shí),有什么比擬簡(jiǎn)便但是可行的方法可以破碎細(xì)胞細(xì)肥,膜？學(xué)生使學(xué)生知道釋放生物會(huì)考的實(shí)驗(yàn)是質(zhì)壁別離,你還記得方法和原理嗎？答復(fù)破碎動(dòng)物細(xì)胞的DNA所以為了破碎雞血細(xì)胞,我們可以反其道而行之,在雞血方法和原理,激發(fā)細(xì)胞液中參加一定量的蒸儲(chǔ)水,使其吸水脹破,到達(dá)破碎細(xì)胞學(xué)生的探究思維的目的.參加蒸儲(chǔ)水的同時(shí),要用玻璃棒進(jìn)行攪拌方法：?jiǎn)蜗?快速,5min ,速度力里/、要過(guò)于猛烈,防治打碎DNA.目的：加速血細(xì)胞破裂問(wèn)題：這是我們獲得的將是含有細(xì)胞膜、細(xì)胞器的碎片液體,我們?nèi)绾纬醪?/p>

8、獲得含有 DNA的液體？過(guò)濾可以用濾紙過(guò)濾嗎？不可以,孔徑太小.需要用到3-4層紗布,除去一些顆粒較大的雜質(zhì),獲得含有 DNA的濾液.討論、這時(shí)DNA在哪里？濾液里.思考板書：破碎細(xì)胞,釋放 DNA對(duì)于動(dòng)物細(xì)胞我們可以利用細(xì)胞的滲透壓來(lái)破碎細(xì)胞,但 是很多情況下,人們不得/、面對(duì)植物材料,那么我們是不是還 可以通過(guò)參加一定量的蒸儲(chǔ)水來(lái)漲破細(xì)胞呢？植物細(xì)胞有細(xì)胞壁的支持和保護(hù),因此吸水不會(huì)漲破.我們通常通過(guò)研磨來(lái)破碎植物細(xì)胞的細(xì)胞壁.在研磨的過(guò) 程中,一般還會(huì)參加洗滌劑和食鹽.洗滌劑的作用：洗滌劑也分為親水基團(tuán)和親脂基團(tuán),可以與細(xì)胞膜中的蛋 白質(zhì)結(jié)合,使之溶解,進(jìn)而瓦解細(xì)胞膜.食鹽的作用：食鹽中

9、主要含有 NaCl,有利于DNA的溶解去除 濾液 中的 雜質(zhì)問(wèn)題：這時(shí)的濾液可能含有哪些細(xì)胞成分？主要后RNA、核蛋白、多糖等那么我們應(yīng)該如何將 DNA單獨(dú)別離出來(lái)？板書：去除濾液中的雜質(zhì)提取生物大分子的根本思路是選用一定的物理或化學(xué)方法別離具有不同物理或化學(xué)性質(zhì)的生物大分子.對(duì)于DNA的粗提取而言,就是要利用DNA與RNA、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)等在物理和化學(xué)性質(zhì)方面的差異,提取DNA ,去除其他成分.背景介紹;DNA的溶解性圖片：DNA在NaCl溶液中的溶解度曲線問(wèn)題：在什么濃度下,DNA的溶解度最小？ DNA在NaCl溶液中 的溶解度是如何變化的？在NaCl溶液濃度低于 0.14 mol/L時(shí)DN

10、A的溶解度隨NaCl 溶液濃度的增加而逐漸降低；在 0.14 mol/L時(shí),DNA溶解度最 ??；當(dāng)NaCl溶液濃度繼續(xù)增加時(shí),DNA的溶解度又逐漸增大.如何通過(guò)限制NaCl溶液的濃度使DNA在鹽溶液中溶解或 析出？當(dāng)氯化鈉的物質(zhì)的量濃度為2 mol/L時(shí),DNA的溶解度最大,濃度為 0. 14 mol/L時(shí),DNA的溶解度最低.利用這 一原理,可以使DNA在鹽溶液中溶解或析出為什么反復(fù)地溶解與析出 DNA ,能夠去除雜質(zhì)？用局濃度的鹽溶液溶解 DNA ,能除去在茴鹽中不能溶解的 雜質(zhì)；用低鹽濃度使 DNA析出,能除去溶解在低鹽溶液中的雜 質(zhì).第一步：在濃度較高的NaCl溶液溶液中核蛋白容易解聚

11、,游離出 的DNA溶解在溶液中.方法：在溶液中參加兩倍體積的濃度為2mol/L的NaCl溶液,用玻璃棒沿一個(gè)方向攪拌1min,使DNA充分溶解.板書：1溶解細(xì)胞核內(nèi)的 DNA 第二步：加蒸儲(chǔ)水降低 NaCl溶液濃度,使DNA析出.思考、答復(fù)觀看思考并回 答使學(xué)生懂得 DNA的提取別離 純化方法以及使 學(xué)生掌握鹽析法 的原理與方法方法：緩慢貼壁參加蒸儲(chǔ)水,并輕輕地沿一個(gè)方向不停地 均勻攪拌,以利于DNA分子的附著和纏繞.同時(shí)應(yīng)注意限制加 水量,使NaCl溶液的終濃度為 0.14mol/L ,直到溶液中絲狀物 /、再增加時(shí)為止.板書：2 DNA的析出在剛剛實(shí)驗(yàn)中我們利用 DNA在不同濃度NaCl溶

12、液中溶解 度不同的特性,去除雜質(zhì).DNA析出為止DNA的初 步純 化們剛剛說(shuō)了 DNA提取技術(shù)是分子生物學(xué)技術(shù)的根底,但 如果提取的DNA量不夠且其中含有較多雜質(zhì),是無(wú)法用于其它 操作的.所以我們必須對(duì) DNA進(jìn)行進(jìn)一步的純化.原理也是 DNA的溶解性.背景介紹：DNA不溶于酒精溶液,但是細(xì)胞中的某些蛋白質(zhì)那么溶于酒 精.在實(shí)驗(yàn)中,我們可以使用預(yù)冷的酒精,使DNA能夠更好地凝結(jié)方法：將DNA粘稠物再溶解,繼續(xù)用2mol/L的NaCl溶?夜20mL 溶解DNA黏稠物,仍舊沿一個(gè)方向/、停攪拌 3min,使DNA充 分溶解.過(guò)濾：用34層紗布進(jìn)行過(guò)濾, 濾去雜質(zhì),收集含有DNA 的濾液.純化：向?yàn)V

13、液中貼壁緩慢參加 50mL預(yù)冷的體積份數(shù)為95%乙醇,并用玻璃棒朝一個(gè)方向緩慢、均勻地?cái)嚢?溶液中 會(huì)出現(xiàn)DNA絲狀物.板書：DNA的初步純化預(yù)冷的酒精具有以下優(yōu)點(diǎn)：1 .抑制核酸水解酶活性,預(yù)防DNA降解2 .降低分子運(yùn)動(dòng),易于形成沉淀析出3 .低溫有利于增加DNA分子柔韌性,減少斷裂觀看思考、討 論、答復(fù)思考思考、討論DNA的鑒 定原理介紹：一聚胺法在沸水浴的條件下,DNA遇二苯胺變藍(lán).方法：溶解：在物質(zhì)的量濃度為 2mol/L的NaCl溶液5mL,放入 絲狀物,用玻璃棒攪拌,使之溶解.顯色：參加4mL的二苯胺試劑. 混合均勻后,將試管置于 沸水中加熱5min.問(wèn)題：如果溶液變藍(lán)是否能說(shuō)明

14、DNA的存在？設(shè)置對(duì)照組：在 5mL體積的2mol/L的NaCl溶液中參加4mL的一本胺試劑,置于沸水中加熱5min.比照：除了可以使用一苯胺法,還用什么方法可以鑒定DNA ?用甲基綠溶液直接滴在有 DNA絲狀物的載玻片或玻棒上, 呈藍(lán)綠色反響.只用一種即可,不混合用.前者要加熱,后者 不加熱板書：DNA的鑒定思考、 討論、答復(fù)使學(xué)生知道DNA鑒定的原理 和方法結(jié)束 局部 10min我根據(jù)所需別離物質(zhì)與其他物質(zhì)物理或者化學(xué)性質(zhì)的不 同,來(lái)提取生物大分子物質(zhì). 而通過(guò)今天的學(xué)習(xí),我們知道DNA 有以下物理或者化學(xué)的特性是與其他生物大分子物質(zhì)不同的：在NaCl溶液濃度低于 0.14 mol/L時(shí),

15、DNA的溶解度隨NaCl溶液濃度的增加而逐漸降低；在0.14 mol/L時(shí),DNA溶解度最??；當(dāng)NaCl溶液濃度繼續(xù)增加時(shí),DNA的溶解度又逐漸增大.DNA不溶于酒精溶液,但是細(xì)胞中的某些物質(zhì)那么可以溶于 酒精.利用這一原理,可以將 DNA與蛋白質(zhì)進(jìn)一步別離蛋白酶能水解蛋白質(zhì),但是對(duì) DNA沒(méi)有影響大多數(shù)蛋白質(zhì)不能忍受 60-80° C的高溫,而DNA在80°C以上才會(huì)變性洗滌劑可以溶解細(xì)胞的細(xì)胞膜,去除脂質(zhì)和蛋白質(zhì),但對(duì)DNA沒(méi)有影響在沸水浴的條件下,DNA遇二苯胺變藍(lán).因此,我們可以設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn), 通過(guò)破碎細(xì)胞,釋放DNA 一溶 解細(xì)胞核內(nèi)的 DNA-DNA的析出一 DNA的初步純化一 DNA的 鑒定完成DNA的粗提取與鑒定視頻：DNA的粗提取與鑒定思考、 做筆記總結(jié)知識(shí) 點(diǎn),擴(kuò)展同學(xué)的知 識(shí),培養(yǎng)他們探究 其他生命物質(zhì)的 渴望板書 設(shè)計(jì)DNA的粗提取與鑒定1