江蘇省新沂市高中生物 第四章 生物化學(xué)與分子生物學(xué)技術(shù)實踐 4.1 DNA粗提取與鑒定教案（選修1）

江蘇省新沂市高中生物第四章生物化學(xué)與分子生物學(xué)技術(shù)實踐4.1DNA粗提取與鑒定教案（選修1）課題：科目：班級：課時：計劃3課時教師：單位：一、教材分析《江蘇省新沂市高中生物》第四章“生物化學(xué)與分子生物學(xué)技術(shù)實踐”模塊的4.1節(jié)“DNA粗提取與鑒定”是選修1的重要內(nèi)容，本節(jié)課程旨在讓學(xué)生通過實驗操作，掌握DNA提取的基本原理和方法，了解DNA鑒定過程，并與理論知識相結(jié)合，深化對DNA分子結(jié)構(gòu)和功能的認(rèn)識。教材以實驗為載體，緊密聯(lián)系分子生物學(xué)基礎(chǔ)知識，旨在培養(yǎng)學(xué)生的實驗技能和科學(xué)思維，提高實踐操作能力，為后續(xù)學(xué)習(xí)打下堅實基礎(chǔ)。教學(xué)內(nèi)容符合高中生物教學(xué)大綱要求，體現(xiàn)了學(xué)以致用的教學(xué)原則。二、核心素養(yǎng)目標(biāo)二、核心素養(yǎng)目標(biāo)：通過學(xué)習(xí)“DNA粗提取與鑒定”，培養(yǎng)學(xué)生對生物化學(xué)與分子生物學(xué)基本原理的理解和運用能力，提升以下核心素養(yǎng)：一是科學(xué)探究能力，通過實驗設(shè)計和操作，學(xué)會觀察、分析、解決問題，培養(yǎng)科學(xué)思維和創(chuàng)新能力；二是實踐操作能力，掌握實驗基本技能，提高實驗數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和實驗結(jié)果的可靠性；三是生命觀念，加深對DNA分子結(jié)構(gòu)和功能的認(rèn)識，理解其在生命活動中的重要性，樹立正確的生命觀念；四是社會責(zé)任感，了解生物技術(shù)在生活中的應(yīng)用和倫理問題，培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任感和道德判斷力。這些核心素養(yǎng)目標(biāo)與教材內(nèi)容緊密相關(guān)，有助于學(xué)生的全面發(fā)展。三、學(xué)情分析1.知識層面：學(xué)生對DNA的理論知識有一定的了解，但往往停留在表面，對于DNA分子的提取、鑒定等實驗操作過程及其背后的原理掌握不足。此外，學(xué)生對生物化學(xué)與分子生物學(xué)技術(shù)實踐的了解有限，需要通過本課程加深對DNA相關(guān)實驗技術(shù)的認(rèn)識。

2.能力層面：學(xué)生在實驗操作方面能力參差不齊，部分學(xué)生動手能力較強(qiáng)，能夠迅速掌握實驗技巧，而另一部分學(xué)生則相對較弱，需要更多指導(dǎo)與練習(xí)。此外，學(xué)生在觀察、分析實驗現(xiàn)象和解決實際問題時，往往缺乏獨立思考與判斷能力，需要通過課程培養(yǎng)這方面的能力。

3.素質(zhì)層面：學(xué)生在科學(xué)探究、團(tuán)隊合作、創(chuàng)新意識等方面有待提高。實驗過程中，部分學(xué)生表現(xiàn)出較強(qiáng)的責(zé)任感、合作精神，但也有一些學(xué)生在實驗過程中注意力不集中，對實驗結(jié)果不夠重視。此外，學(xué)生在面對實驗失敗時，缺乏積極調(diào)整心態(tài)、查找原因、勇于改進(jìn)的精神。

4.行為習(xí)慣方面：學(xué)生在實驗課程中表現(xiàn)出不同的行為習(xí)慣，如實驗操作規(guī)范性、實驗記錄完整性、實驗器材愛護(hù)程度等。這些行為習(xí)慣對實驗結(jié)果和課堂紀(jì)律有很大影響，需要在課程中進(jìn)行引導(dǎo)與糾正。

5.對課程學(xué)習(xí)的影響：學(xué)生對課程學(xué)習(xí)的興趣和積極性是影響教學(xué)效果的重要因素。在此基礎(chǔ)上，學(xué)生對實驗課程的態(tài)度、學(xué)習(xí)動力、課堂參與度等都會對課程學(xué)習(xí)產(chǎn)生影響。此外，學(xué)生的個性特點、學(xué)習(xí)策略等也會在一定程度上影響學(xué)習(xí)效果。

針對以上學(xué)情分析，本課程在設(shè)計過程中應(yīng)充分考慮以下幾點：

1.注重理論知識與實踐操作的結(jié)合，通過實驗引導(dǎo)學(xué)生深入理解DNA提取與鑒定的原理。

2.針對學(xué)生能力差異，設(shè)計不同難度的實驗任務(wù)，使每位學(xué)生都能在課程中收獲成就感。

3.培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力，鼓勵學(xué)生提問、思考、解決問題，提高創(chuàng)新能力。

4.注重團(tuán)隊合作，培養(yǎng)學(xué)生的溝通能力、協(xié)作精神，提高課堂氛圍。

5.加強(qiáng)實驗行為習(xí)慣的培養(yǎng)，提高實驗操作規(guī)范性和實驗結(jié)果可靠性。

6.關(guān)注學(xué)生心理變化，引導(dǎo)他們正確面對實驗失敗，培養(yǎng)積極向上的學(xué)習(xí)態(tài)度。四、教學(xué)資源1.硬件資源：

-生物實驗室

-DNA提取與鑒定實驗器材（如離心機(jī)、水浴鍋、電子天平、移液器等）

-化學(xué)試劑（如食鹽、洗滌劑、酒精、醋酸銨、硝酸銀等）

-生物安全柜

-實驗顯微鏡

2.軟件資源：

-生物學(xué)科相關(guān)教學(xué)軟件

-實驗操作演示視頻

-DNA結(jié)構(gòu)及功能的教學(xué)動畫

3.課程平臺：

-學(xué)校課程管理系統(tǒng)

-在線學(xué)習(xí)平臺（用于發(fā)布預(yù)習(xí)資料、課后作業(yè)等）

4.信息化資源：

-電子教材

-PPT課件

-實驗步驟電子指導(dǎo)書

5.教學(xué)手段：

-探究式教學(xué)

-分組討論

-實驗操作

-互動提問

-課后反思與評價五、教學(xué)實施過程1.課前自主探索

-教師活動：發(fā)布預(yù)習(xí)資料，包括電子教材、PPT課件、實驗原理和步驟的介紹。

-學(xué)生活動：學(xué)生登錄課程平臺，下載預(yù)習(xí)資料，自主探究DNA提取與鑒定的基本原理和實驗步驟。

-教學(xué)方法：采用翻轉(zhuǎn)課堂模式，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)。

-教學(xué)手段：利用課程平臺、電子教材、PPT課件。

-作用和目的：培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，為課堂實驗操作打下理論基礎(chǔ)，明確本節(jié)課的重難點。

舉例：學(xué)生通過預(yù)習(xí)資料了解DNA的溶解性、鑒定方法等，為課堂實驗操作做好知識準(zhǔn)備。

2.課中強(qiáng)化技能

-教師活動：現(xiàn)場演示實驗操作，講解實驗注意事項，分組指導(dǎo)學(xué)生實驗操作。

-學(xué)生活動：學(xué)生分組進(jìn)行實驗，觀察實驗現(xiàn)象，記錄實驗數(shù)據(jù)，分析實驗結(jié)果。

-教學(xué)方法：采用實驗教學(xué)法、分組討論法。

-教學(xué)手段：實驗器材、化學(xué)試劑、教學(xué)視頻、實驗步驟電子指導(dǎo)書。

-作用和目的：提高學(xué)生的實驗操作技能，加深對DNA提取與鑒定原理的理解，突破重難點。

舉例：學(xué)生在實驗過程中，學(xué)習(xí)使用離心機(jī)、移液器等器材，掌握DNA的粗提取和鑒定方法，如沉淀法、電泳法等。

3.課后拓展應(yīng)用

-教師活動：布置課后作業(yè)，包括實驗報告的撰寫、課程反思，提供拓展學(xué)習(xí)資料。

-學(xué)生活動：學(xué)生完成實驗報告，反思實驗過程中的不足，利用拓展資料進(jìn)行深入學(xué)習(xí)。

-教學(xué)方法：采用探究式教學(xué)、課后自主學(xué)習(xí)。

-教學(xué)手段：課后作業(yè)、拓展資料、在線學(xué)習(xí)平臺。

-作用和目的：鞏固課堂所學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的反思能力，拓寬知識視野，提高實踐應(yīng)用能力。

舉例：學(xué)生通過撰寫實驗報告，總結(jié)實驗經(jīng)驗，針對實驗過程中遇到的問題進(jìn)行反思和改進(jìn)。同時，通過拓展資料了解DNA提取與鑒定技術(shù)在生活中的應(yīng)用，提高學(xué)習(xí)的實際意義。六、拓展與延伸1.拓展閱讀材料：

-《生物技術(shù)實踐》：介紹生物技術(shù)在生活中的應(yīng)用，包括DNA提取與鑒定技術(shù)在內(nèi)的一系列實驗方法。

-《分子生物學(xué)》：深入講解DNA的結(jié)構(gòu)、功能及其在生命活動中的重要性。

-《生物化學(xué)》：闡述DNA提取與鑒定過程中所涉及的化學(xué)反應(yīng)原理。

-《實驗室安全與操作規(guī)范》：介紹實驗室安全知識，提高學(xué)生在實驗過程中的自我保護(hù)意識。

2.課后自主學(xué)習(xí)和探究：

-知識點一：DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)。學(xué)生通過拓展閱讀，了解DNA分子結(jié)構(gòu)特點，掌握雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。

-知識點二：DNA復(fù)制與轉(zhuǎn)錄。學(xué)生探究DNA在細(xì)胞分裂過程中的復(fù)制與轉(zhuǎn)錄機(jī)制，理解其在遺傳信息傳遞中的作用。

-知識點三：生物技術(shù)在醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用。學(xué)生了解DNA提取與鑒定技術(shù)在疾病診斷、基因工程、生物育種等方面的應(yīng)用案例，提高學(xué)習(xí)的實際意義。

-知識點四：實驗操作技巧與注意事項。學(xué)生通過查閱資料，學(xué)習(xí)實驗操作技巧，提高實驗成功率。

-知識點五：實驗數(shù)據(jù)的處理與分析。學(xué)生掌握實驗數(shù)據(jù)分析方法，學(xué)會從實驗結(jié)果中提取有效信息，為后續(xù)研究提供依據(jù)。

一、DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)

學(xué)生通過拓展閱讀，了解DNA分子由兩條互補(bǔ)的鏈組成，形成雙螺旋結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)使得DNA在復(fù)制、轉(zhuǎn)錄過程中具有較高的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。

二、DNA復(fù)制與轉(zhuǎn)錄

學(xué)生探究DNA在細(xì)胞分裂過程中的復(fù)制與轉(zhuǎn)錄機(jī)制。了解DNA復(fù)制過程中，解旋酶、DNA聚合酶等酶的作用；掌握轉(zhuǎn)錄過程中，RNA聚合酶的作用以及mRNA、tRNA、rRNA的生成。

三、生物技術(shù)在醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用

學(xué)生了解DNA提取與鑒定技術(shù)在以下領(lǐng)域的應(yīng)用：

1.疾病診斷：通過檢測DNA序列變異，實現(xiàn)對遺傳病、腫瘤等疾病的早期診斷。

2.基因工程：利用DNA重組技術(shù)，將有益基因?qū)肽繕?biāo)生物體，實現(xiàn)生物品種改良。

3.生物育種：通過DNA鑒定技術(shù)，篩選具有優(yōu)良性狀的農(nóng)作物、家禽家畜品種。

四、實驗操作技巧與注意事項

學(xué)生通過查閱資料，掌握以下實驗操作技巧與注意事項：

1.實驗器材的清潔與消毒，避免交叉污染。

2.試劑的配制與保存，確保實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性。

3.實驗過程中，遵循操作規(guī)程，注意個人安全。

五、實驗數(shù)據(jù)的處理與分析

學(xué)生掌握以下實驗數(shù)據(jù)分析方法：

1.數(shù)據(jù)的收集與整理，確保實驗數(shù)據(jù)的可靠性。

2.數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，如平均值、標(biāo)準(zhǔn)差等，評估實驗結(jié)果的穩(wěn)定性。

3.從實驗結(jié)果中提取有效信息，為后續(xù)研究提供依據(jù)。七、板書設(shè)計①重點知識點：

-DNA粗提取原理

-DNA鑒定方法

-實驗步驟及注意事項

-實驗結(jié)果分析

②詞、句：

-沉淀法

-電泳法

-雙螺旋結(jié)構(gòu)

-"DNA，生命的密碼"

③藝術(shù)性和趣味性：

-使用不同顏色的粉筆，突出重點，如用紅色標(biāo)注關(guān)鍵詞。

-畫圖展示DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)視覺效果。

-設(shè)計實驗步驟流程圖，簡潔明了，便于記憶。

-在板書邊緣添加趣味圖案，如小實驗器材、生物圖案等，激發(fā)學(xué)生興趣。

板書設(shè)計以清晰、簡潔、重點突出為原則，結(jié)合藝術(shù)性和趣味性，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注課程重點，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣和主動性。八、典型例題講解例題一：

題目：簡述DNA粗提取的原理及其在實驗中的應(yīng)用。

答案：DNA粗提取的原理是利用DNA在不同溶液中的溶解性差異，通過物理或化學(xué)方法將DNA從細(xì)胞中釋放出來，并使其沉淀。在實驗中，常用的方法有鹽析法、酒精沉淀法等。

例題二：

題目：闡述DNA鑒定中電泳法的原理及操作步驟。

答案：電泳法是利用DNA分子在電場中的遷移速度差異來實現(xiàn)分離的方法。操作步驟包括：制備瓊脂糖凝膠、配制電泳緩沖液、制備DNA樣品、進(jìn)行電泳、觀察電泳結(jié)果。

例題三：

題目：在DNA粗提取與鑒定實驗中，為什么需要用洗滌劑？

答案：洗滌劑可以破壞細(xì)胞膜，釋放出細(xì)胞內(nèi)的DNA。同時，洗滌劑還能使DNA分子中的蛋白質(zhì)等雜質(zhì)變性，便于后續(xù)步驟中去除雜質(zhì)。

例題四：

題目：請簡述如何避免實驗過程中的交叉污染。

答案：避免交叉污染的方法有：

1.使用一次性實驗器材，如移液器、離心管等。

2.實驗過程中，避免用同一器械處理不同樣本。

3.定期清潔實驗臺和實驗器材，用75%酒精擦拭。

4.實驗操作時，戴好口罩、手套等個人防護(hù)用品。

例題五：

題目：在DNA粗提取與鑒定實驗中，如何評估實驗結(jié)果的可靠性？

答案：評估實驗結(jié)果可靠性的方法有：

1.觀察DNA提取物的外觀，如顏色、粘稠度等。

2.通過紫外分光光度計測定DNA的濃度和純度。

3.進(jìn)行電泳分析，觀察DNA條帶的清晰度和遷移距離。

4.對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，如計算平均值、標(biāo)準(zhǔn)差等。

補(bǔ)充和說明：

1.例題一：DNA粗提取原理及應(yīng)用

-補(bǔ)充：DNA在不同濃度鹽溶液中的溶解性不同，利用這一特性可以實現(xiàn)DNA的粗提取。

-說明：實驗中，通過添加食鹽使細(xì)胞破裂，釋放出DNA。

2.例題二：電泳法原理及操作步驟

-補(bǔ)充：電泳時，DNA分子向正極遷移，遷移速度與DNA分子大小和電泳條件有關(guān)。

-說明：實驗中，需注意瓊脂糖凝膠的濃度、電泳緩沖液的配制及電泳電壓的選擇。

3.例題三：洗滌劑在實驗中的作用

-補(bǔ)充：洗滌劑能破壞細(xì)胞膜和核膜，使DNA從細(xì)胞中釋放出來。

-說明：實驗中，需掌握洗滌劑的濃度和作用時間，以確保DNA的提取效果。

4.例題四：避免交叉污染的方法

-補(bǔ)充：實驗過程中，還需注意避免空氣中的DNA污染。

-說明：定期對實驗室進(jìn)行清潔和消毒，防止交叉污染。

5.例題五：評估實驗結(jié)果可靠性

-補(bǔ)充：實驗結(jié)果的可靠性還與實驗操作的規(guī)范性和實驗數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性有關(guān)。

-說明：在實驗過程中，要嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，準(zhǔn)確記錄實驗數(shù)據(jù)。教學(xué)反思與總結(jié)回顧這節(jié)課的教學(xué)過程，我在教學(xué)方法、策略和管理方面有以下得失和經(jīng)驗教訓(xùn)：

首先，我采用了翻轉(zhuǎn)課堂模式，讓學(xué)生在課前自主探索DNA提取與鑒定的基本原理和實驗步驟。通過這種方式，學(xué)生能夠提前了解課程內(nèi)容，為課堂實驗操作打下理論基礎(chǔ)。然而，我發(fā)現(xiàn)有些學(xué)生對預(yù)習(xí)資料的學(xué)習(xí)不夠認(rèn)真，導(dǎo)致課堂實驗操作過程中出現(xiàn)了一些問題。因此，我意識到在今后的教學(xué)中，需要加強(qiáng)對學(xué)生學(xué)習(xí)過程的監(jiān)督和指導(dǎo)，確保他們能夠充分利用預(yù)習(xí)資料。

其次，在課堂教學(xué)中，我采用了實驗教學(xué)法，讓學(xué)生分組進(jìn)行實驗操作，觀察實驗現(xiàn)象，記錄實驗數(shù)據(jù)，分析實驗結(jié)果。這種方式能夠提高學(xué)生的實踐操作能力和團(tuán)隊合作能力。然而，我也發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生在實驗操作過程中存在不規(guī)范的行為，如不佩戴手套、不遵守實驗規(guī)程等。因此，我需要在今后的教學(xué)中加強(qiáng)實驗操作的規(guī)范性教育，提高學(xué)生的安全意識。

在教學(xué)管理方面，我注意到了學(xué)生在實驗過程中的行為習(xí)慣對實驗結(jié)果和課堂紀(jì)律有很大影響。有些學(xué)生表現(xiàn)出較強(qiáng)的責(zé)任感、合作精神，而有些學(xué)生在實驗過程中注意力不集中，對實驗結(jié)果不夠重視。因此，我需要在今后的教學(xué)中加強(qiáng)對學(xué)生行為習(xí)慣的培養(yǎng)，提高課堂紀(jì)律。

在教學(xué)效果方面，我對本節(jié)課的教學(xué)效果進(jìn)行了客觀評價。學(xué)生在知識方面，通過預(yù)習(xí)和課堂實驗操作，加深了對DNA提取與鑒定原理的理解。在技能方面，學(xué)生通過實驗操作，提高了實踐操作能力和團(tuán)隊合作能力。在情感態(tài)度方面，學(xué)生通過實驗課程，培養(yǎng)了對生物科學(xué)的興趣和責(zé)任感。

然而，教學(xué)中也存在一些問題和不足。首先，部分學(xué)生對預(yù)習(xí)資料的學(xué)習(xí)不夠認(rèn)真，導(dǎo)致課堂實驗操作過程中出現(xiàn)了一些問題。其次，部分學(xué)生在實驗操作過程中存在不規(guī)范的行為，如不佩戴手套、不遵守實驗規(guī)程等。最后，學(xué)生在實驗過程中的行為習(xí)慣對實驗結(jié)果和課堂紀(jì)律有很大影響。

針對教學(xué)中存在的問題和不足，我提出以下改進(jìn)措施和建議。首先，加強(qiáng)對學(xué)生學(xué)習(xí)過程的監(jiān)督和指導(dǎo)，確保他們能夠充分利用預(yù)習(xí)資料。其次，加強(qiáng)實驗操作的規(guī)范性教育，提高學(xué)生的安全意識。最后，加強(qiáng)對學(xué)生行為習(xí)慣的培養(yǎng)，提高課堂紀(jì)律。課堂小結(jié)，當(dāng)堂檢測一、課堂小結(jié)

1.DNA粗提取原理：利用DNA在不同溶液中的溶解性差異，通過物理或化學(xué)方法將DNA從細(xì)胞中釋放出來，并使其沉淀。

2.DNA鑒定方法：常用的方法有沉淀法、電泳法等。電泳法是利用DNA分子在電場中的遷移速度差異來實現(xiàn)分離的方法。

3.實驗步驟及注意事項：包括實驗器材的清潔與消毒，試劑的配制與保存，實驗過程中遵循操作規(guī)程等。

4.實驗結(jié)果分析：觀察DNA提取物的外觀，通過紫外分光光度計測定DNA的濃度和純度，進(jìn)行電泳分析等。

二、當(dāng)堂檢測

1.選擇題

（1）DNA粗提取的原理是利用DNA在不同溶液中的（）

A.溶解性差異B.電泳速