DNA的粗提取和鑒定實(shí)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)?！癉NA 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目己吮戎匾仓鹉昙哟?。學(xué)生通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)，可進(jìn)

2、一步提高動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力?！緦W(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。【能力目標(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

3、.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)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(guān)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/m

4、L檸檬酸鈉蒸儲(chǔ)水2mol/L無(wú)水乙醇二苯胺試劑【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)和基本形態(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)一步提高學(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)的成功打基礎(chǔ)。五、教學(xué)方法【教法】任務(wù)驅(qū)動(dòng)法、直觀(guān)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)程程序預(yù)設(shè)學(xué)及時(shí)教師行為生設(shè)計(jì)意圖問(wèn)安活動(dòng)排引入引入主題：我

5、們已經(jīng)學(xué)習(xí)了 DNA的有美學(xué)習(xí)，這節(jié)課，傾聽(tīng)思考開(kāi)門(mén)見(jiàn)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實(shí)驗(yàn)板書(shū)：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)基礎(chǔ)。無(wú)論人類(lèi)阿思考、回答性，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)3min波羅計(jì)劃”的人類(lèi)基因組計(jì)劃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)都是其中基礎(chǔ)的基礎(chǔ)。 對(duì)于DNA ,我們只在書(shū)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)?；仡櫥A(chǔ)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)該選取合適的實(shí)驗(yàn)材料為什么要選用雞相提問(wèn)題：教

6、材中列舉了很多中材料，請(qǐng)你從中選出2-3種?；卮稹⑺伎佳?xì)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(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)程及原則的宜.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(niǎo)類(lèi)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)好處一一雞血比較容易獲得，那么我們?yōu)槭?/p>

7、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)，有什么比較簡(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)壁分離，你還記得方法和原理嗎？回答破碎動(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)胞液中加入一定量的蒸儲(chǔ)水，使其吸水脹破，達(dá)到破碎細(xì)胞學(xué)生的探究思維的目的。加入蒸儲(chǔ)水的同時(shí)，要用玻璃棒進(jìn)行攪拌方法：?jiǎn)蜗颍焖伲?min ,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

8、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(shū)：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)加入一定量的蒸儲(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)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

9、溶解，進(jìn)而瓦解細(xì)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(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)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(xiàn)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NaCl

10、溶液濃度低于 0.14 mol/L時(shí)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。如何通過(guò)控制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

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(gè)方向攪拌1min,使DNA充分溶解。板書(shū)：（1）溶解細(xì)胞核內(nèi)的 DNA 第二步：加蒸儲(chǔ)水降低 NaCl溶液濃度，使DNA析出。思考、回答觀(guān)看思考并回 答使學(xué)生懂得 DNA的提取分離 純化方法以及使 學(xué)生掌握鹽析法 的原理與方法方法：緩慢貼壁加入蒸儲(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(shí)為止。板書(shū)：（2） DNA的析出在

12、剛才實(shí)驗(yàn)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(shuō)了 DNA提取技術(shù)是分子生物學(xué)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(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。原理也是觀(guān)看步純DNA的溶解性。化背景介紹：DNA不溶于酒精溶液，但是細(xì)胞中的某些蛋白質(zhì)則溶于酒思考、討精。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)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(gè)方向不停攪拌 3min ,使DNA充 分溶解。思考過(guò)濾：用34層紗

13、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液中貼壁緩慢加入50mL預(yù)冷的體積份數(shù)為95%乙醇，并用玻璃棒朝一個(gè)方向緩慢、均勻地?cái)嚢?，溶液?會(huì)出現(xiàn)DNA絲狀物。思考、討論板書(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(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：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(wèn)

14、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NaCl溶液中加入4mL的一本胺試劑，置于沸水中加熱5min。對(duì)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(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的鑒定思考、 討論、回答使學(xué)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(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

15、0.14 mol/L時(shí)，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)則可以溶于 酒精。利用這一原理，可以將 DNA與蛋白質(zhì)進(jìn)一步分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(shū) 設(shè)計(jì)DNA的粗提取與鑒定1