人教版选修1 DNA的粗提取与鉴定 第1课时 教案8.docx

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人教版选修1DNA的粗提取与鉴定第1课时教案8

DNA的粗提取与鉴定

一、教材分析

“DNA的粗提取与鉴定”实验是人教版选修1·生物技术实践中分子生物学水平的实验课题之一。

该课题通过尝试对动物或植物组织中的DNA进行粗提取,了解DNA的物理化学性质,掌握DNA粗提取及鉴定的原理。

本实验既是对组成细胞化合物的验证,也是加强学生对细胞中化合物的提取原理、方法、技巧的理解掌握。

开展该实验也有助于学生了解分子生物学的基本实验方法。

教材给出的实验方法是将鸡血细胞破碎后粗提取核DNA并纯化、鉴定。

教材首先介绍了该实验的“实验原理”,接着说明了DNA的粗提取与鉴定的目的要求,同时教材介绍了该实验的材料用具等,最后比较详细地介绍了该实验的方法和步骤。

二、学情分析

通过必修2《遗传与进化》的学习,学生已经了解了证明DNA是主要的遗传物质的实验证据,知道生物体的性状之所以能够遗传给后代,是由于生物体内具有DNA或RNA这些遗传物质。

通过本课题的学习,使学生对DNA有一定的感性认识。

以前我校每次做这个实验都需要大量购买加了抗凝剂柠檬酸钠的鸡血,经静置沉淀1天获得DNA含量丰富的鸡血红细胞。

实验步骤虽然复杂,但从选材原因到每次过滤的目的与取舍,都蕴含着生物学的知识和理论,实验现象虽明显,但对学生操作要求较高,成功率不高。

因禽流感的原因,现多用植物材料做此实验。

三、教学目标

1、知识目标

理解DNA的理化特性及根据其理化特性而提取和鉴定的原理。

2、能力目标

（1）初步掌握DNA的粗提取和鉴定的方法。

（2）在对实验原理、步骤的理解和分析过程中发展学生的科学思维。

（3）运用科学探究的一般过程解决实际问题。

3、情感、态度、价值观

在科学实验过程中培养学生严谨细致、实事求是的科学态度。

四、重点难点

DNA的粗提取与鉴定方法及其相关原理

五、教学资源

相关图片、视频

六、教学过程

生物体的性状之所以能够遗传给后代,是由于生物体内具有DNA或RNA这些遗传物质。

通过必修2的学习,我们已经了解了DNA是主要的遗传物质。

那么,DNA究竟长什么样呢?

这节课,我们即将通过实验操作来体验如何从生物体内提取出DNA并且对其进行鉴定。

6.1.2学生活动

倾听、观看

6.1.3设计意图

开门见山,引发学生的学习兴趣

引出主要的实验原理,使学生了解实验的原理及主要试剂的作用

6.1.4实验准备

凡是含有DNA的生物材料都可以考虑,但是,选用DNA含量相对较高的生物组织,成功的可能性更大。

我们选取的实验材料是洋葱。

PPT1:

材料:

洋葱图片

实验前准备:

称取新鲜洋葱30g,清洗表面

PPT2:

器具图片

研钵、小刀、纱布、烧杯、试管、试管夹、量筒、滴管、玻璃棒

恒温水浴锅

PPT3:

试剂图片

95%酒精:

DNA不溶于酒精溶液,但细胞中某些蛋白质则溶于酒精。

利用这样的原理将DNA与蛋白质分离。

问题:

在什么浓度下,DNA的溶解度最小?

DNA在NaCl溶液中的溶解度是如何变化的?

在NaCl溶液浓度低于0.14mol/L时,DNA的溶解度随NaCl溶液浓度的增加而逐渐降低;在0.14mol/L时,DNA溶解度最小;当NaCl溶液浓度继续增加时,DNA的溶解度又逐渐增大。

6.1.5实验步骤

视频:

洋葱DNA的粗提取与鉴定

视频播放的同时,进行实验操作的讲解。

PPT:

说明:

①用玻璃棒搅拌的方法:

单向,速度力量不要过于猛烈,防治打碎DNA。

②二苯胺试剂要现配现用,视频中的二苯胺是已经配置好的,我们实验台上的二苯胺分为A液和B液,需要混合均匀后使用。

6.1.6课题延伸

根据教材P56、55分别提到的酒精溶液和洗涤剂的用法,提出2个探究问题:

1.分离DNA和蛋白质时,往往想处理后的溶液中加入95%酒精溶液,教材中使用的是冷却酒精;

2.我们通常通过研磨来破碎植物细胞的细胞壁。

在研磨的过程中,一般还会加入洗涤剂。

洗涤剂的作用:

洗涤剂可以与细胞膜中的蛋白质结合,使之溶解,进而瓦解细胞膜。

探究1:

常温下的95%酒精和冷却的95%酒精对DNA的析出效果有区别吗?

探究2:

研磨洋葱时加入、不加入洗涤剂,对DNA粗提取的效果有影响吗?

PPT:

活动:

4人实验小组分组讨论2min,确定本组实验方案。

A组和B组各选出一名学生代表小组发表实验方案。

确定实验方案后,进行具体实验分工。

A组1、2列同学完成对照组和冷却酒精的实验组操作;3、4列同学完成常温酒精的实验组操作。

B组1、2列同学完成不加洗涤剂的实验组操作;3、4列同学完成加洗涤剂的实验组操作。

6.1.7结果分析与评价

你们组提取出了白色丝状物吗?

用二苯胺鉴定的结果如何?

将你们组观察到的鉴定结果记录在黑板相应组别的位置上。

用“-”表示未显示蓝色;用“+”表示显示蓝色,为了区分实验组与对照组的区别,可以用“+”表示相对浅的蓝色;用“++”表示相对深的蓝色。

实验结果分析:

1.说明DNA中的杂质较多;

2.说明实验基本成功;

3.可能所提取的DNA含量低,或是实验操作中出现错误,需要重新制备

背景介绍:

预冷的酒精具有以下优点:

1.抑制核酸水解酶活性,防止DNA降解

2.降低分子运动,易于形成沉淀析出

3.低温有利于增加DNA分子柔韧性,减少断裂

6.1.8实验设计

预实验:

目的是为进一步的实验摸索条件,也可以检验实验设计的科学性和可行性,以免由于设计不周,盲目开展实验而造成人力、物力和财力的浪费。

材料:

鸡血、菜花、香蕉、洋葱、猕猴桃。

问题:

能否选用牛、羊、马血作实验材料?

不能。

因为哺乳动物成熟红细胞无细胞核。

问题:

1.研磨的目的?

破碎细胞,释放DNA。

2.鸡血细胞是否需要研磨?

不需要。

根据教师和兴趣小组同学做的预实验结果,引导学生归纳总结各种实验材料的优缺点。

6.1.9小结

我们根据所需分离物质与其他物质物理或者化学性质的不同,来提取生物大分子物质。

而通过今天的学习,我们知道DNA有以下物理或者化学的特性是与其他生物大分子物质不同的:

在NaCl溶液浓度低于0.14mol/L时,DNA的溶解度随NaCl溶液浓度的增加而逐渐降低;在0.14mol/L时,DNA溶解度最小;当NaCl溶液浓度继续增加时,DNA的溶解度又逐渐增大。

DNA不溶于酒精溶液,但是细胞中的某些物质则可以溶于酒精。

利用这一原理,可以将DNA与蛋白质进一步分离。

洗涤剂可以溶解细胞的细胞膜,去除脂质和蛋白质,但对DNA没有影响。

在沸水浴的条件下,DNA遇二苯胺变蓝。

因此,我们可以设计实验,通过破碎细胞,释放DNA→溶解细胞核内的DNA→DNA的析出→DNA的初步纯化→DNA的鉴定

完成DNA的粗提取与鉴定

6.1.10板书设计

DNA的粗提取与鉴定

1.破碎细胞，释放DNA

2.去除滤液中的杂质

（1）溶解细胞核内的DNA

（2）DNA的析出

3.DNA的初步纯化

4.DNA的鉴定

6.1.11教学反思

近几年来,有关核酸鉴定的实验按照不同的教学目标和要求展开。

几年前只要求学会和知道利用鸡血提取和鉴定DNA,逐渐加入关于DNA和RNA的有关分布的实验。

而后DNA的粗提取和鉴定演变成探究实验。

要求不断提高,就本人组织的改实验以及听课提一些思考。

1、探究方向的转变

近几年,教研室基于该实验暂且定位于实验现象的显性化。

即要求探究不同材料的DNA的粗提取实验。

通过教师的探究,目的很明确。

即利用哪些材料可以让实验探究成功地展示出来,突破了传统实验的验证性要求。

教师成功地寻找到了可以用于学生实验的材料。

进一步的实验探究的方向是什么呢?

同一材料的不同处理。

符合科学探究的基本逻辑和发展规律。

基于上面的思考,我认为目前有关该实验的拓展教学,我们可以基于DNA的实验教学可以整合成一个组块,即研究DNA和RNA的分布,然后不同材料的DNA的提取,继而进行同一材料的DNA的不同处理,最后是对DNA的鉴定。

2、教师的实验组织

基于该实验,教师的功能是什么。

我发现自己只是完成了其中的一步,没有摆脱传统教学的惯性。

我安排学生一半对一半进行了洋葱的DNA粗提取与鉴定探究实验。

进行了传统的、类似于验证性的实验。

自己反思自己的教学,建立在一个传统的预设之中。

学生和教师传统的影响,干扰了放手学生实验。

一个组员的聚焦课堂尝试让学生基于某一植物材料,进行不同处理方式的DNA粗提取实验。

感觉教学效果和教学设计很好。

不同学校,不同的学生,我们可以进行的是有限的探究。

学校实验室可以成为实习场。

我们可以让学生在实验室进行类似科学探究的实验探究,让学生有效实验。

基于前段时间的实验教学,我认为我们还应该将学校实验室营造成实习场。

同时要将实习场走向实践共同体,教师要改变自己的实验教学设计。

思考之二,教师应该进行有效的前实验研究和问题分析。

基于学生的错误实验的课堂应变和教学机智性变化,以及思考实验前探究。

关于植物材料的选择,有老师说某材料很好,但是加多少食盐和多少洗涤剂没有一个相对定性的研究。

我尝试实验的分析建议90克材料加定量的食盐和一定毫升10%洗涤剂溶液,效果很好。

思考之三,面对教师自己的实验错误或组织教学不足,教师应该基于理论指导下自我改进,以及向组员和同行学习。

使实验教学的组织有效进行。

本实验我要改进的有几个方面:

如学生要放手让其操作。

第二本实验最好让学生由验证性实验（DNA分布）,到提取的探究（不同材料的选择）,再进行有效的某一材料的不同处理。

进行系列探究实验,遵循科学研究的实习场探究模式,进而进入实践共同体的学习探究。

在本节公开课中,应该说学生的课前准备是非常充分的,可是就整个课堂效率来看,最终实验结果的展示与统计并分析的时间过于急促,导致反馈做不到及时、高效。

在以后的工作中,我的教学方向应该做适当调整,

1、从交代清楚每一个知识点到设置好每一个问题,让学生自己动脑,思考去寻找答案

2、讲解要做到精炼,放手让学生自己解决问题