DNA的粗提取和鑒定實驗教學設(shè)計

1、DNA勺粗提取與鑒定實驗一、教學背景分析【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)。通過必修2遺傳與進化的學習，學生已經(jīng)學習了證明DNA 是主要的遺傳物質(zhì)的實驗證據(jù)。那么 DNA 究竟是什么樣的呢？本課題通過嘗試對植物或動物組織中的 DNA 進行粗提取，了解DNA 的物理化學性質(zhì)，理解 DNA 粗提取以及DNA 鑒定的原理，使學生對DNA 有一定的感性認識?！癉NA 的粗提取與鑒定實驗”在 普通高中生物課程標準和考試大綱對實驗內(nèi)容考查的要求中屬 D級要求，新課標強調(diào)能力培養(yǎng)，高考對實驗能力的考核比重也逐年加大。學生通過本次實驗探究活動，可進

2、一步提高動手能力和創(chuàng)新能力。【學情分析】通過必修2遺傳與進化的學習，學生已經(jīng)了解了證明DNA 是主要的遺傳物質(zhì)的實驗證據(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)。 通過本課題的學習，使學生對 DNA 有一定的感性認識。二、教學目標【知識目標】本實驗通過嘗試對植物或動物組織中的 DNA 進行粗提取，了解DNA 的物理化學性質(zhì)，理解DNA粗提取方法以及DNA 鑒定的原理內(nèi)容?！灸芰δ繕恕? . 實驗中能運用已有的知識，選擇實驗材料用具；2 .通過具體的材料，學生嘗試課題研究，體驗科學探究的一般過程。3 .初步掌握 DNA 的粗提取和鑒定的方法4

3、.在對實驗原理、步驟的理解和分析過程中發(fā)展學生的科學思維。5 .熟悉粗提取生物大分子的的一般性方法【情感態(tài)度與價值觀目標】1 . 通過小組之間的分工合作，逐漸養(yǎng)成協(xié)作精神；2 .通過科學與數(shù)學的整合，逐漸形成簡約、嚴謹?shù)乃季S品質(zhì)；3 .在實驗過程中培養(yǎng)學生嚴謹細致、實事求是的科學態(tài)度三、教學重難點【教學重點】DNA的粗提取與鑒定方法及其相關(guān)原理【教學難點】DNA的粗提取與鑒定方法及其相關(guān)原理四、實驗實施準備【教師準備】1 .分組。學生平均分配，兩人一組。2 .實驗用具。移液管、燒杯、滴管、玻璃棒、研缽、冰箱、濕紗布、試管、離心機、水浴鍋等。3 .材料。加抗凝劑的雞血4 .實驗試劑。0.1g/m

4、L檸檬酸鈉蒸儲水2mol/L無水乙醇二苯胺試劑【學生準備】1 .預習實驗“ DNA粗提取和鑒定”，初步了解 DNA的理化性質(zhì)和基本形態(tài)特征。2 .進行分組。3 .查閱資料，了解 DNA的取樣的方法和來源4 .通過課前準備，學生進一步提高學習興趣，再次激發(fā)實驗探究的熱情；較大程度上節(jié)省了課堂時 間；為探究實驗的成功打基礎(chǔ)。五、教學方法【教法】任務驅(qū)動法、直觀演示法【學法】自主學習法、合作交流法動手操作法六、教學媒體黑板、多媒體計算機七、課時安排該實驗的操作簡單，不需要大量繁雜的實驗培養(yǎng)，調(diào)查等實驗步驟，故兩個課時就可超額完成。八、教學過程程序預設(shè)學及時教師行為生設(shè)計意圖問安活動排引入引入主題：我

5、們已經(jīng)學習了 DNA的有美學習，這節(jié)課，傾聽思考開門見山，我們一起學習“ DNA的粗提取與鑒定”實驗技術(shù)。使學生明白DNA實驗板書：DNA的粗提取與鑒定提取技術(shù)的重要教學DNA的提取技術(shù)是整個基因工程技術(shù)基礎(chǔ)。無論人類阿思考、回答性，激發(fā)學生學習3min波羅計劃”的人類基因組計劃以及熟知的親子鑒定，DNA提取問題的興趣及探究熱技術(shù)都是其中基礎(chǔ)的基礎(chǔ)。 對于DNA ,我們只在書本中了解它，情，主動思考但是接下來我們將親手提取出細胞內(nèi)的DNA,并做鑒定實驗?；仡櫥A(chǔ)知識DNA這節(jié)課，我們一起學習 DNA的粗提取與鑒定技術(shù)。使學生明白半目七日首先，我們應該選取合適的實驗材料為什么要選用雞相提問題：教

6、材中列舉了很多中材料，請你從中選出2-3種?；卮?、思考血細胞液為材料，取和原則：凡是含有 DNA的生物材料都可以考慮，但是，選深對探究性實驗定的用DNA含量相對較高的生物組織，成功的可能性更大。的過程及原則的宜.哈那么教材中選擇雞血細胞液作為實驗材料，而相對于其他理解材料雞血細胞液，有什么優(yōu)點呢？步驟：1.雞是真核生物，真核生物的DNA都在染色體上。(37分2.鳥類的血細胞核大， DNA多（從核DNA數(shù)目來看，豬鐘）38條，雞78條，哺乳動物血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.不需要破除細胞壁選用雞血細胞液還什-個好處一一雞血比較容易獲得，那么我們?yōu)槭?/p>

7、么不用哺乳動物的紅細胞呢？哺乳動物成熟的紅細胞沒有細胞核問題：雞血細胞液可以直接用嗎？檸檬酸鈉抗凝破碎問題：雞血細胞雖然沒有細胞壁，但是依然有細胞膜，以你所學的知識，有什么比較簡便但是可行的方法可以破碎細胞細肥，膜？學生使學生知道釋放生物會考的實驗是質(zhì)壁分離，你還記得方法和原理嗎？回答破碎動物細胞的DNA所以為了破碎雞血細胞，我們可以反其道而行之，在雞血方法和原理，激發(fā)細胞液中加入一定量的蒸儲水，使其吸水脹破，達到破碎細胞學生的探究思維的目的。加入蒸儲水的同時，要用玻璃棒進行攪拌方法：單向，快速，5min ,速度力里/、要過于猛烈,防治打碎DNA。目的：加速血細胞破裂問題：這是我們獲得的將是含

8、有細胞膜、細胞器的碎片液體，我們?nèi)绾纬醪将@得含有 DNA的液體？過濾可以用濾紙過濾嗎？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DNA在哪里？濾液里。思考板書：破碎細胞，釋放 DNA對于動物細胞我們可以利用細胞的滲透壓來破碎細胞，但 是很多情況下，人們不得/、面對植物材料，那么我們是不是還 可以通過加入一定量的蒸儲水來漲破細胞呢？植物細胞有細胞壁的支持和保護，因此吸水不會漲破。我們通常通過研磨來破碎植物細胞的細胞壁。在研磨的過 程中，一般還會加入洗滌劑和食鹽。洗滌劑的作用：洗滌劑也分為親水基團和親脂基團，可以與細胞膜中的蛋 白質(zhì)結(jié)合，使之

9、溶解，進而瓦解細胞膜。食鹽的作用：食鹽中主要含有 NaCl,有利于DNA的溶解去除 濾液 中的 雜質(zhì)問題：這時的濾液可能含有哪些細胞成分？主要后RNA、核蛋白、多糖等那么我們應該如何將 DNA單獨分離出來？板書：去除濾液中的雜質(zhì)提取生物大分子的基本思路是選用一定的物理或化學方法分離具有不同物理或化學性質(zhì)的生物大分子。對于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題：在什么濃度下，DNA的溶解度最?。?DNA在NaCl溶液中 的溶解度是如何變化的？在NaCl

10、溶液濃度低于 0.14 mol/L時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，DNA溶解度最 ?。划擭aCl溶液濃度繼續(xù)增加時，DNA的溶解度又逐漸增大。如何通過控制NaCl溶液的濃度使DNA在鹽溶液中溶解或 析出？當氯化鈉的物質(zhì)的量濃度為2 mol/L時，DNA的溶解度最大，濃度為 0. 14 mol/L時，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

11、度較高的NaCl溶液溶液中核蛋白容易解聚，游離出 的DNA溶解在溶液中。方法：在溶液中加入兩倍體積的濃度為2mol/L的NaCl溶液，用玻璃棒沿一個方向攪拌1min,使DNA充分溶解。板書：（1）溶解細胞核內(nèi)的 DNA 第二步：加蒸儲水降低 NaCl溶液濃度，使DNA析出。思考、回答觀看思考并回 答使學生懂得 DNA的提取分離 純化方法以及使 學生掌握鹽析法 的原理與方法方法：緩慢貼壁加入蒸儲水，并輕輕地沿一個方向不停地 均勻攪拌，以利于DNA分子的附著和纏繞。同時應注意控制加 水量，使NaCl溶液的終濃度為 0.14mol/L,直到溶液中絲狀物 /、再增加時為止。板書：（2） DNA的析出在

12、剛才實驗中我們利用 DNA在不同濃度NaCl溶液中溶解 度不同的特性，去除雜質(zhì)。DNA析出為止DNA們剛才說了 DNA提取技術(shù)是分子生物學技術(shù)的基礎(chǔ)，但的初如果提取的DNA量不夠且其中含有較多雜質(zhì)，是無法用于其它操作的。所以我們必須對 DNA進行進一步的純化。原理也是觀看步純DNA的溶解性?；尘敖榻B：DNA不溶于酒精溶液，但是細胞中的某些蛋白質(zhì)則溶于酒思考、討精。在實驗中，我們可以使用預冷的酒精， 使DNA能夠更好地 凝結(jié)論、回答方法：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，仍舊沿一個方向不停攪拌 3min ,使DNA充 分溶解。思考過濾：用34層紗

13、布進行過濾， 濾去雜質(zhì)，收集含有DNA的濾液。純化：向濾液中貼壁緩慢加入50mL預冷的體積份數(shù)為95%乙醇，并用玻璃棒朝一個方向緩慢、均勻地攪拌，溶液中 會出現(xiàn)DNA絲狀物。思考、討論板書：DNA的初步純化預冷的酒精具有以下優(yōu)點：1 .抑制核酸水解酶活性，防止 DNA降解2 .降低分子運動，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DNA的鑒止原理介紹：一聚胺法在沸水浴的條件下，DNA遇二苯胺變藍。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：加入4mL的二苯胺試劑?；旌暇鶆蚝?，將試管置于 沸水中加熱5min。問

14、題：如果溶液變藍是否能說明DNA的存在？設(shè)置對照組：在 5mL體積的2mol/L的NaCl溶液中加入4mL的一本胺試劑，置于沸水中加熱5min。對比：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， 呈藍綠色反應。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、回答使學生知道DNA鑒定的原理 和方法結(jié)束 部分10min我根據(jù)所需分離物質(zhì)與其他物質(zhì)物理或者化學性質(zhì)的不 同，來提取生物大分子物質(zhì)。 而通過今天的學習，我們知道DNA 有以下物理或者化學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

15、0.14 mol/L時，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，DNA溶解度最??；當NaCl溶液濃度繼續(xù)增加時，DNA的溶解度又逐漸增大。DNA不溶于酒精溶液，但是細胞中的某些物質(zhì)則可以溶于 酒精。利用這一原理，可以將 DNA與蛋白質(zhì)進一步分離蛋白酶能水解蛋白質(zhì)，但是對 DNA沒有影響大多數(shù)蛋白質(zhì)不能忍受 60 80° C的高溫，而DNA在80° C以上才會變性洗滌劑可以溶解細胞的細胞膜，去除脂質(zhì)和蛋白質(zhì)，但對DNA沒有影響在沸水浴的條件下，DNA遇二苯胺變藍。因此，我們可以設(shè)計實驗， 通過破碎細胞，釋放DNA 一溶 解細胞核內(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 點，擴展同學的知 識，培養(yǎng)他們探究 其他生命物質(zhì)的 渴望板書 設(shè)計DNA的粗提取與鑒定1