《DNA的粗提取與鑒定實驗教學(xué)設(shè)計》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《DNA的粗提取與鑒定實驗教學(xué)設(shè)計(10頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、DNA勺粗提取與鑒定實驗
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 RNAS些遺傳物質(zhì)。 通過必修2《遺傳與進化》的學(xué)習(xí),學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了證明 DNA1主要的遺傳物質(zhì)的實驗證
據(jù)。那么DN啦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!行粗提取,
了解DNA勺物理化學(xué)卜t質(zhì),理解 DNA!提取以及DNAI定的原理,使學(xué)生對 DNAT一定的 感性認識。
“DNA勺粗提取與鑒定實驗”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?zāi)芰Φ目己吮戎匾仓鹉昙哟蟆?學(xué)生通過本
2、次實驗探究活動,可進一步提高動手能力和創(chuàng)新能力。
【學(xué)情分析】
通過必修2《遺傳與進化》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
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 DNM RNA&些
遺傳物質(zhì)。通過本課題的學(xué)習(xí),使學(xué)生對 DNAt一定的感性認識。
二、教學(xué)目標
【知識目標】
本實驗通過嘗試對植物或動物組織中的 DNA!行粗提取,了解DNA勺物理化學(xué)性質(zhì), 理解DNAfi提取方法以及DN服定的原理內(nèi)容。
【能力目標】
1. 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(xué)生嘗試課題研究,體驗科學(xué)探究的一般過程。
3、
3. 初步掌握DNA勺粗提取和鑒定的方法
4. 在對實驗原理、步驟的理解和分析過程中發(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(xué)與數(shù)學(xué)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(xué)生嚴謹細致、實事求是的科學(xué)態(tài)度
三、教學(xué)重難點
【教學(xué)重點】
DNA勺粗提取與鑒定方法及其相關(guān)原理
【 教學(xué)難點 】
DNA勺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(xué)生平均分配,兩人一組。
2 . 實驗用具。移液管、燒杯、
4、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。mL檸檬酸鈉蒸儲水2mol/L無水乙醇二苯胺試劑
【學(xué)生準備】
1 .預(yù)習(xí)實驗“ DNA1提取和鑒定”,初步了解DNA勺理化性質(zhì)和基本形態(tài)特征。
2 . 進行分組。
3 .查閱資料,了解DNA勺取樣的方法和來源
4 . 通過課前準備,學(xué)生進一步提高學(xué)習(xí)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(xué)方法
【教法】 任務(wù)驅(qū)動法、直觀演示法
【學(xué)法】 自主學(xué)習(xí)法、合作交流法 動手操作法
六、教學(xué)媒體
黑板、多媒體計算機
5、
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(xué)過程
程序 及時 問安 排
教師行為
預(yù)設(shè)學(xué)生 活動
設(shè)計意圖
引入
引入主題:我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了 DNA勺有關(guān)學(xué)習(xí),這節(jié)課,
傾聽思
開門見山,
實驗
考
使學(xué)生明白
教學(xué)
我們T學(xué)習(xí)“ DNA勺粗提取與鑒定”實驗技術(shù)。
DNA提取技
5min
板書:DNA勺粗提取與鑒定
術(shù)的重要
DNA勺提取技術(shù)是整個基因工程技術(shù)基礎(chǔ)。無論‘人類
思考、回答問
性,激發(fā)學(xué)
阿波羅計劃”的人類基因組計劃以及熟知的親子鑒定,
題
6、生學(xué)習(xí)的興
DNAE取技術(shù)都是其中基礎(chǔ)的基礎(chǔ)。對于 DNA我們只
趣及探究熱
在書本中了解它,但是接下來我們將親手提取出細胞內(nèi)
情,主動思
的DNA并做鑒定實驗。
考
回顧基礎(chǔ)知
識
DNA
這節(jié)課,我們T學(xué)習(xí)DNA勺粗提取與鑒定技術(shù)。
使學(xué)生明白
粗提
為什么要選
取和
首先,我們應(yīng)該選取合適的實驗材料
回答、思考
用雞血細胞
定的
問題:教材中列舉了很多中材料,請你從中選出2-3種。
液為材料,
實驗
深對探究性
步驟:
原則:凡是含有DNA勺生物材料都可以考慮,但是,選
7、
實驗的過程
(50
用DNA^量相對較局的生物組織,成功的可能性更大。
及原則的理
分鐘)
解
那么教材中選擇雞血細胞液作為實驗材料,而相對于其
他材料雞血細胞液,有什么優(yōu)點呢
1.雞是真核生物,真核生物的 DNATB在染色體上。
2.鳥類的血細胞核大,DNAI;(從核DN徵目來看,豬
38條,雞78條,哺乳動物血0條,彳彌猴桃58條,洋蔥
16條,豌且14條,菠菜12條,大腸桿菌1條)
3. /、需要破除細胞壁
選用雞血細胞液還啟一個好處一一雞血比較容易獲得,
那么我
8、們?yōu)槭裁床挥貌溉閯游锏募t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 細胞, 釋放
DNA
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(xué)的知識,有什么比較簡便但是可行的方法可以 破碎細胞膜
生物會考的實驗是質(zhì)壁分離,你還記得方法和原理嗎
所以為了破碎雞血細胞,我們可以反其道而行之,在雞 血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,速度力量/、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
9、含有細胞膜、細胞器的碎片 液體,我們?nèi)绾纬醪将@得含有DNA勺液體
過濾可以用濾紙過濾嗎
學(xué)生回答
討論、思考
使學(xué)生知道 破碎動物細 胞的方法和 原理,激發(fā) 學(xué)生的探究 思維
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),狀得含有 DNA勺濾液。
這時DNM哪里
濾液里。
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,人們不得不面對植物材料,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 植物細胞肩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
10、 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勺溶解
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
主要有RNA核蛋白、多糖等
那么我們應(yīng)該如何將DNAI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f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。對于 DNA勺粗提取加百,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。
11、
思考、回答
觀看
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
背景介紹;DNA的溶解性
圖片:DNAft NaCl溶液中的溶解度曲線
問題:
在什么濃JTF, DNA勺溶解度戢小DNAft NaCl溶液中的 溶解度是如何義化的
在NaCl溶液濃度低于 mol/L時DNA的溶解度隨NaCl 溶液濃度的增加而逐漸降低;在 mol/L時,DNA容解度 最?。划擭aCl溶液濃度繼續(xù)增加時,DNA勺溶解度乂逐 漸增大。
如何通過控制NaCl溶液的濃度使DNAft鹽溶液中溶解 或析出
當氯化鈉的物質(zhì)的量濃度為 2 mol /
12、L時,DNA的溶解 度最大,濃度為0. 14 mol/L時,DNA勺溶解度戢低。
利用這一原理,可以使 DNA&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能除去在局鹽中不能溶解 的雜質(zhì);用低鹽濃度使DN所出,能除去溶解在低鹽溶 液中的雜質(zhì)。
第f :
在濃度較高的NaCl溶液溶液中核蛋白容易解聚,游離 出的DNA容解在溶液中。
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DNAfe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
13、液濃度,使DNAff出。
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DN吩子的附著和纏繞。同時應(yīng)注 意控制加水量,使NaCl溶液的終濃度為L,直到溶液中 絲狀物不再增加時為止。
板書:(2) DNA勺析出
在剛才實驗中我們利用DNA在/、同濃度NaCl溶液中溶 解度/、同的特性,去除雜質(zhì)。DN晰出為止
DNA
的初 步純 化
們剛才說了 DNAI取技術(shù)是分子生物學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ), 但 如果提取的DNAt不夠且其中含肩較多雜質(zhì),是無法用 于其它操作的。所以我們必須對DNA8行進一步的純化。
原理也是DNA勺溶解性。
背景介紹:
DNA不溶于酒精溶液
14、,但是細胞中的某些蛋白質(zhì)則溶于
酒精。在實驗中,我們可以使用預(yù)冷的酒精,使 DNAfg
夠更好地凝結(jié)
方法:
將DNA占稠物再溶解,繼續(xù)用2mol/L的NaCl溶液20mL
溶解DNA黏稠物,仍舊沿一個方向不停攪拌 3min,使 DN蛻分溶解。
過濾:用3?4層紗布進行過濾,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(yù)冷的體積份數(shù)為
95叱醇,并用玻璃棒朝一個方向緩慢、均勻地攪拌,
溶液中會出現(xiàn)DN儂狀物。
觀看
思考、討論、
回答
思考
思考、討論
板書:DNA勺初步純化
預(yù)冷的酒精具有以下優(yōu)點:
1 .抑制核酸水
15、解酶活性,防止 DNAI解
2 .降低分子運動,易于形成沉淀析出
3 .低溫有利于增加DN砌子柔韌性,減少斷裂
DNA
的鑒
止
原理介紹:二苯胺法
在沸水浴的條件下,DNAM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。
問題:如果溶液變藍是否能說明 DNA3勺存在
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:除了可以使用二苯胺法,還啟什么方
16、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(yīng)。只用一種即可,不混合用。前者要 加熱,后者不加熱
板書:DNA勺鑒定
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,來提取生物大分子物質(zhì)。而通過今天的學(xué)習(xí),我 們知道DNAT以下物理或者化學(xué)的特性是與其他生物大 分子物質(zhì)/、同的:
思考、做 筆記
總結(jié)知識 點,擴展同 學(xué)的知識, 培養(yǎng)他們探 究具他生命 物質(zhì)的渴望
在NaCl溶液濃度低于 mol/L時,DNA勺溶解度隨NaCl 溶
17、液濃度的增加而逐漸降低;在 mol/L時,DNA容解度 最??;當NaCl溶液濃度繼續(xù)增加時,DNA勺溶解度乂逐 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 DNAf蛋白質(zhì)進一步分
離
蛋白酶能水解蛋白質(zhì),但是對 DNAi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:有影響
在沸水浴的條件下,DNA二苯胺變藍。
因此,我們可以設(shè)計實驗,通過破碎細胞,釋放 DN后 溶解細胞核內(nèi)的DNA>DNA的析出一 DNA的初步純化一 DNA勺
18、鑒定
完成DNA勺粗提取與鑒定
視頻:DNA勺粗提取與鑒定
板書 設(shè)計
DNA勺粗提取與鑒定
1 .破碎細胞,釋放DNA
2 .去除濾液中的雜質(zhì)
(1)溶解細胞核內(nèi)的DNA
2) ) DNA勺析出
3) DNA的初步純化
的鑒定
九、教學(xué)設(shè)計反思
本節(jié)課教學(xué)設(shè)計體現(xiàn)了探究性教學(xué)的要求,雖然實驗步驟總體上看很簡潔,目標很清 晰,但是其中的具體操作太繁瑣了,要掌握的細節(jié)還是挺多,所以要清晰的講解出來。 怎樣讓比較復(fù)雜的內(nèi)容簡單化是教師需要考慮的問題。 本節(jié)課的板書條理清晰,一目了然,
有助于學(xué)生對內(nèi)容的深刻了解。為學(xué)生展示了優(yōu)秀等板書模式,潛移默化的培養(yǎng)他們的板 書方面的能力。