DNA的粗提取與鑒定實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)(可編輯修改word版)

1、DNA的粗提取與鑒定實(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，是山于生物體內(nèi)具有DNA或RXA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)了證明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有一定的感性認(rèn) 識(shí)。“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)和考試大綱對(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)能力培養(yǎng)，高考對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目己吮任滓仓鹉昙哟?。學(xué)生通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)，可進(jìn) 一步提高動(dòng)手能力和創(chuàng)

2、新能力。【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)了解了證明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，是山于生物體內(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有一定的感性認(rèn)識(shí)。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DXA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?！灸芰δ繕?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)程中發(fā)展學(xué)

3、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);6 .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. Ig/mL檸檬酸鈉 蒸懈水2inol/L無(wú)水乙醇 二苯胺試劑

4、【學(xué)生準(zhǔn)備】L預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)“DMA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。5 .進(jìn)行分組。6 .查閱資料，了解DNA的取樣的方法和來(lái)源7 .通過(guò)課前準(zhǔn)備，學(xué)生進(jìn)一步提高學(xué)習(xí)興趣，再次激發(fā)實(shí)驗(yàn)探究的熱悄；較大程度上節(jié)省了課堂時(shí) 間；為探究實(shí)驗(yàn)的成功打基礎(chǔ)。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、多媒體汁算機(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MV教師行為預(yù)s學(xué)生活動(dòng)實(shí)驗(yàn) 教學(xué) 5min引入主題：我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了 DNA的有關(guān)學(xué)習(xí)，這節(jié)課，我們一起學(xué)習(xí)DNA的粗提取與鑒定實(shí)驗(yàn)技

5、術(shù)。板書(shū)：DNA的提取與鑒定DXA的提取技術(shù)是整個(gè)基因工程技術(shù)基礎(chǔ)。無(wú)論人類(lèi)阿波羅計(jì)思考、回答問(wèn)劃”的人類(lèi)基因組計(jì)劃以及熟知的親子鑒定，題DXA提取技術(shù)都是其中基礎(chǔ)的基礎(chǔ)。對(duì)于DNA,我們只在書(shū)本中了解它，但是接下來(lái)我們將親手提取出細(xì)胞內(nèi)的DXA,并做鑒定實(shí)開(kāi)門(mén)見(jiàn)山，使 學(xué)生明白DXA 提取技術(shù)的重 要性，激發(fā)學(xué) 生學(xué)習(xí)的興趣 及探究熱悄， 主動(dòng)思考驗(yàn)?；仡櫥A(chǔ)知DNA提 取和 定的 實(shí)驗(yàn) 步騾:（50分鐘）這節(jié)課，我們一起學(xué)習(xí)DNA的粗提取與鑒定技術(shù)。首先，我們應(yīng)該選取合適的實(shí)驗(yàn)材料問(wèn)題：教材中列舉了很多中材料，請(qǐng)你從中選出2-3種。原則：凡是含有DNA的生物材料都可以考慮，但是，選 用DX

6、A含量相對(duì)較高的生物組織，成功的可能性更大。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)于其他材料雞 血細(xì)胞液，有什么優(yōu)點(diǎn)呢？1雞是真核生物，真核生物的DNA都在染色體上。2鳥(niǎo)類(lèi)的血細(xì)胞核大，E多（從核DM數(shù)U來(lái)看，豬38條,雞78 條，哺乳動(dòng)物血0條5-5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)胞液還有一個(gè)好處一一雞血比較容易獲得，那么我們 為什么不用哺乳動(dòng)物的紅細(xì)胞呢？哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞沒(méi)有細(xì)胞核識(shí)使學(xué)生明白為什么要選用雞血細(xì)回答、思考 胞液為材料，深對(duì)探 究性實(shí)驗(yàn)的 過(guò)程及原則 的理解11問(wèn)題：雞血細(xì)胞液可以直接用嗎?檸檬酸鈉抗凝問(wèn)題

7、：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) 細(xì)胞，的知識(shí)，有什么比較簡(jiǎn)便但是可行的方法可以破碎細(xì)胞膜？釋放DNA生物會(huì)考的實(shí)驗(yàn)是質(zhì)壁分離，你還記得方法和原理嗎？所以為了破碎雞血細(xì)胞，我們可以反其道而行之，在雞血細(xì)胞液 中加入一定量的蒸懈水，使其吸水脹破，達(dá)到破碎細(xì)胞的U的。學(xué)生回答使學(xué)生知道 破碎動(dòng)物細(xì) 胞的方法和 原理，激發(fā)學(xué)加入蒸懈水的同時(shí)，要用玻璃棒進(jìn)行攪拌方法：?jiǎn)蜗?，快速?nlim速度力量不要過(guò)于猛烈，防治打碎 DNAo生的探究思維U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)绾纬醪将@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

8、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、思考這時(shí)DXA在哪里?濾液里。板書(shū)：破碎細(xì)胞,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，但是很多悄況下，人們不得不面對(duì)植物材料，那么我們是不是還可以通過(guò) 加入一定量的蒸®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) 加入洗滌劑和食鹽。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:食鹽中主要含有NaCb有利于DNA的溶解去濾 中雜質(zhì)問(wèn)題：這時(shí)的

9、濾液可能含有哪些細(xì)胞成分？主要有RNA、核蛋0、多糖等那么我們應(yīng)該如何將DNA單獨(dú)分離出來(lái)？板書(shū)：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(xué)方法分離具 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0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。思回答觀看思考并回答使學(xué)生得 DNA的提取分 離純化方法以 及使學(xué)生掌握 鹽析法的原理 與方法背景介紹;DNA的溶解性 圖片：DNA在NdCl溶液中的溶解度曲線 問(wèn)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XaCl溶液濃度低于

10、0. 14 mol/L時(shí)DXA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 小；當(dāng)NaCl溶液濃度繼續(xù)增加時(shí)，DNA的溶解度乂逐漸增大。如何通過(guò)控制XaCl溶液的濃度使DXA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),DXA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)？用高濃度的鹽溶液溶解DNA,能除去在高鹽中不能溶 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J在濃度較高的NaCl溶

11、液溶液中核蛋口容易解聚，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(gè)方向攪拌Imim使DNA充分溶解。板書(shū)：（1）溶解細(xì)胞核內(nèi)的DNA第二步：加蒸詡水降低NaCl溶液濃度，使DNA析出。方法:緩慢貼壁加入蒸懈水，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 童控制加水量，使NaCl 溶液的終濃度為0.Hmol/L,直到溶液中絲狀物不再增加時(shí)為止。板書(shū)：（2 ） DNA的析出在剛才實(shí)驗(yàn)中我們利用DXA在不同濃度 NaCl溶液中溶解度不同的特性，去除雜質(zhì)。DNA析出為止觀看Dna 卜門(mén)剛才說(shuō)了 DNA提取

12、技術(shù)是分子生物學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)，但如果提U又 的DNA量不夠且其中含有較多朵質(zhì)，是無(wú)法用于其它操作的。所 的以我們必須對(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：思考、討論、回答DNA不洛于酒精溶液，但是細(xì)胞中的某些蛋白質(zhì)則溶于 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溶液20血 溶解 DNA黏稠物，仍舊沿一個(gè)方向不停攪拌3min,使DNA充分溶解。過(guò)濾:用3s4層紗布進(jìn)行過(guò)濾，濾去雜質(zhì)，收集含有DNA的濾液。思考純化：向?yàn)V液中貼騰緩慢加入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

13、慢、均勻地?cái)嚢?，溶液中?huì)出現(xiàn)DNA絲 狀物。板書(shū)：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，防止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，減少斷裂思考、討論DNA的鑒原理介紹：二苯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5inL,放 入2幺 狀物，用玻璃棒攪拌，使之溶解。顯色：加入4niL的二苯胺試劑。混合均勻后，將試管置于沸水 中加熱omirio思考、討論、回答使學(xué)生知道DNA鑒定的原理和方法問(wèn)題：如果溶液變藍(lán)是否能說(shuō)明DNA的存在？設(shè)置對(duì)照組：在 5mL體積的2mol/L的Na

14、d溶液中加入4mL的二苯胺試劑，置 于沸水中加熱Smino對(duì)比：除了可以使用二苯胺法，還有什么方 法可以鑒定DNA?用甲基綠溶液直接滴在有DXA絲狀物的載玻片或玻棒 上，呈藍(lán)綠 色反應(yīng)。只用一種即可，不混合用。前者要 加熱，后者不加熱 板書(shū)：DNA的鑒定結(jié)束 我根據(jù)所需分離物質(zhì)與其他物質(zhì)物理或者化學(xué)性質(zhì)的不同，來(lái)提 思考、做 總結(jié)知識(shí) 坂右 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 心 ' 上 廿向日 部分筆記點(diǎn)，擴(kuò)展同學(xué)10mi 理或者化學(xué)的特性是與其他生物大分子物質(zhì)不同的：工在NaCl溶液濃度低于0. 14 mol/L時(shí)，DXA的溶解度隨NaCl的知識(shí)，培養(yǎng)n溶液

15、濃度的增加而逐漸降低；在0.14mol/L時(shí)，他們探 究其DNA溶解度最?。寒?dāng)NaCl溶液濃度繼續(xù)增加時(shí)，DNA的溶解度他生命 物質(zhì)乂逐漸增大。、亡、DNA不溶于酒精溶液，但是細(xì)胞中的某些物質(zhì)則可以溶于酒精。的渴望 利用這一原理，可以將DXA與蛋口質(zhì)進(jìn)一步分 離蛋0酶能水解蛋0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I苗溫，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0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-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DXA的粗提取與鑒定L破碎細(xì)