2019-2020年高中生物 （人教大綱版）第二冊(cè) 學(xué)生實(shí)驗(yàn) 1DNA粗提取與鑒定(第一課時(shí)).doc

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2019-2020年高中生物 （人教大綱版）第二冊(cè) 學(xué)生實(shí)驗(yàn) 1DNA粗提取與鑒定(第一課時(shí)) ●教材分析 本實(shí)驗(yàn)既是對(duì)組成細(xì)胞化合物的驗(yàn)證，也是加強(qiáng)學(xué)生對(duì)細(xì)胞中化合物的提取原理、方法、技巧的理解掌握，同時(shí)還是歷年來(lái)各種考核的熱點(diǎn)。因此，本實(shí)驗(yàn)的成功與否關(guān)系重大。 教材首先介紹了該實(shí)驗(yàn)的“實(shí)驗(yàn)原理”。（1）DNA在氯化鈉溶液中的溶解度，是隨著氯化鈉的濃度變化而改變的進(jìn)行提取。（2）利用DNA不溶于酒精而細(xì)胞中的某些物質(zhì)能溶于酒精進(jìn)行提純。（3）利用DNA遇二苯胺（沸水?。?huì)染成藍(lán)色進(jìn)行鑒定。 教材接著說(shuō)明了DNA的粗提取與鑒定的目的要求。要求學(xué)生初步掌握DNA的粗提取和鑒定的方法，觀(guān)察提取出來(lái)的DNA物質(zhì)。 教材第三部分清楚地列出了該實(shí)驗(yàn)的材料用具。特別是所列酒精、蒸餾水、檸檬酸鈉溶液、氯化鈉溶液、二苯胺試劑，在實(shí)驗(yàn)中一定要搞清楚它們的作用。 教材第四部分更為詳細(xì)地介紹了該實(shí)驗(yàn)的方法和步驟。從取雞血細(xì)胞、DNA的提取過(guò)程，一直到用二苯胺進(jìn)行鑒定點(diǎn)滴不漏地作了說(shuō)明。 為此，我們從如下幾方面對(duì)該實(shí)驗(yàn)做了本質(zhì)性的準(zhǔn)備。 1.知識(shí)結(jié)構(gòu)的聯(lián)系：明確雞血細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和物質(zhì)組成，它是由細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞核構(gòu)成；細(xì)胞核又包括核膜、核液、核仁、染色質(zhì)（染色體）；染色質(zhì)主要是由DNA和蛋白質(zhì)組成的，所以要想對(duì)DNA進(jìn)行提取，必須把細(xì)胞弄破，然后采用相應(yīng)的原理和方法才能提取出來(lái)。 2.相關(guān)知識(shí)的遷移：掌握該實(shí)驗(yàn)的知識(shí)點(diǎn)，對(duì)鞏固《生命的物質(zhì)基礎(chǔ)》（核酸）、《生物的生殖和發(fā)育》（減數(shù)分裂、受精作用過(guò)程中DNA含量的變化）、《遺傳和變異》以及“基因工程”打下較好的理論基礎(chǔ)。 3.實(shí)驗(yàn)操作的關(guān)鍵：該實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵是提取。一則選材，雞血細(xì)胞核DNA含量豐富且易得；再者，雞血細(xì)胞很易吸水脹破。二則DNA的粗提取中必須通過(guò)幾次準(zhǔn)確的氯化鈉濃度變化方可，否則提取的量不足。所以教師必須精心設(shè)計(jì)，認(rèn)真組織，否則，實(shí)驗(yàn)難以成功。 ●教學(xué)目標(biāo) 知識(shí)目標(biāo) 識(shí)記：獲得雞血細(xì)胞的方法。 理解：（1）提取雞血細(xì)胞核物質(zhì)的方法； （2）提取含雜質(zhì)較少的DNA的方法； （3）DNA鑒定的方法。 能力目標(biāo) 1.理解相關(guān)溶液的作用機(jī)理，培養(yǎng)學(xué)生的分析能力。 2.通過(guò)DNA的粗提取，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力。 情感目標(biāo) 1.通過(guò)小組成員相互配合實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的合作精神。 2.通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，使學(xué)生樹(shù)立生命的物質(zhì)性。 ●重點(diǎn)落實(shí)方案 重點(diǎn) 1.掌握DNA的粗提取與鑒定的技術(shù)。 2.理解各步驟中的實(shí)驗(yàn)原理。 落實(shí)方案 1.對(duì)每小組進(jìn)行關(guān)鍵步驟的指導(dǎo)。 2.對(duì)每關(guān)鍵步驟的原理進(jìn)行分析講解。 ●難點(diǎn)突破策略 難點(diǎn) DNA的粗提取。 突破策略 1.板書(shū)DNA的粗提取程序和重要環(huán)節(jié)。 2.誘導(dǎo)學(xué)生理解各種溶液的用途或作用。 ●實(shí)驗(yàn)原理 1.DNA在氯化鈉溶液中的溶解度，是隨著氯化鈉的濃度的變化而改變的。當(dāng)氯化鈉的物質(zhì)的量濃度為0.14 mol/L時(shí)，DNA的溶解度最低。利用這一原理，可以使溶解在氯化鈉溶液中的DNA析出。 2.DNA不溶于酒精溶液，但細(xì)胞中的某些物質(zhì)則可以溶于酒精。利用這一原理，可以進(jìn)一步提取出含雜質(zhì)較少的DNA。 3.DNA遇二苯胺（沸水?。?huì)染成藍(lán)色，因此，二苯胺可以作為鑒定DNA的試劑。 ●材料用具 材料 雞血細(xì)胞液；預(yù)冷的95%的酒精溶液；蒸餾水；質(zhì)量濃度為0.1 g/mL的檸檬酸鈉溶液；物質(zhì)的量濃度分別為2 mol/L 和0.015 mol/L的氯化鈉溶液；二苯胺試劑。 用具 鐵架臺(tái)、鐵環(huán)、鑷子、三角架、酒精燈、石棉網(wǎng)、載玻片、玻璃棒、濾紙、滴管、量筒、燒杯（不同大小）、試管、漏斗、試管夾、紗布。 ●做法指導(dǎo) 指導(dǎo)學(xué)生預(yù)習(xí)：結(jié)合教材的知識(shí)結(jié)構(gòu)和實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)預(yù)習(xí)該實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，從理論上掌握雞血細(xì)胞的獲?。浑u血細(xì)胞核物質(zhì)的提取及純化和鑒定方法。 指導(dǎo)學(xué)生提取：（1）讓雞血細(xì)胞在低滲溶液中吸水脹破，釋放最多的DNA。（2）讓DNA處在0.14 mol/L的氯化鈉溶液中盡可能地析出。（3）用預(yù)冷的95%的酒精盡可能除去其他細(xì)胞物質(zhì)，得到更純化的DNA。 ●課時(shí)安排 1課時(shí) ●教學(xué)過(guò)程 ［導(dǎo)課］ 1.為什么說(shuō)DNA是主要的遺傳物質(zhì)？有何證據(jù)？ 2.科學(xué)家為什么把噬菌體作為研究DNA是遺傳物質(zhì)的材料？DNA存在于細(xì)胞的什么結(jié)構(gòu)中？ 上節(jié)課，我們學(xué)習(xí)了DNA是主要的遺傳物質(zhì)，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明了DNA是主要的遺傳物質(zhì)。在上節(jié)教材中，我們從理論上明確了DNA主要存在于細(xì)胞核的染色體上。本節(jié)課我們將通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)此給予證明。（出題：DNA的粗提取和鑒定） ［教學(xué)目標(biāo)達(dá)成］ 1.板書(shū)：制雞血細(xì)胞液（加抗凝劑）→獲雞血細(xì)胞（離心或靜置）→獲雞血細(xì)胞核物質(zhì)（提取→溶解→析出→溶解→析出）→鑒定DNA（用二苯胺） 指導(dǎo)學(xué)生按教材給出的具體步驟和板書(shū)的程序完成實(shí)驗(yàn)。指導(dǎo)過(guò)程中，要特別關(guān)注濃度這一關(guān)鍵因素。實(shí)驗(yàn)開(kāi)始，教師要提供已經(jīng)制備好的雞血細(xì)胞液。 2.通過(guò)實(shí)驗(yàn)操作，獲得雞血細(xì)胞核物質(zhì)。 （1）應(yīng)用低滲原理和機(jī)械攪拌使細(xì)胞破裂并過(guò)濾。本步驟直接決定提取的核物質(zhì)的多少及實(shí)驗(yàn)結(jié)果。教師應(yīng)給予非常關(guān)注。 （2）溶解細(xì)胞核內(nèi)DNA。加2 mol/L的NaCl溶液并用玻棒攪拌。 （3）析出DNA黏稠物并過(guò)濾。關(guān)鍵步驟：注意①注蒸餾水要慢，防過(guò)量而使DNA重新溶解（把握濃度達(dá)0.14 mol/L）。②輕輕沿同一方向攪拌，有利于DNA析出、附著、纏繞。 （4）再溶解DNA黏稠物并過(guò)濾。用濃度為2 mol/L的NaCl溶液。 （5）提取含雜質(zhì)較少的DNA。用預(yù)冷的95%的酒精。因其①可抑制核酸水解酶活性，防止降解。②降低分子運(yùn)動(dòng)，易析出沉淀。③低溫利于增加DNA柔韌性，減少斷裂。 3.DNA鑒定。用二苯胺在沸水浴中與DNA作用出現(xiàn)藍(lán)色。注意設(shè)對(duì)照實(shí)驗(yàn)。 注意事項(xiàng)：①學(xué)生在操作中常常產(chǎn)生：不能形成黏稠物、制取的DNA粗制品有紅色（血紅蛋白顏色）或由于加入溶液和攪拌過(guò)程不科學(xué)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯等現(xiàn)象。②實(shí)驗(yàn)過(guò)濾用兩層紗布效果較好。③使用玻棒用細(xì)玻棒效果更佳。 4.操作完成后，投影顯示如下表格并明確各步驟目的： 方法步驟 加入物質(zhì) 目的 1.制備雞血細(xì)胞 檸檬酸鈉溶液 ① 2.提取雞血細(xì)胞的細(xì)胞核物質(zhì) 20 mL 蒸餾水 ② 3.溶解細(xì)胞核內(nèi)的DNA 2 mol/L 的NaCl溶液40 mL ③ 4.析出含DNA的黏稠物 蒸餾水 ④ 5.濾取含DNA的黏稠物 ⑤ 6.將DNA的黏稠物再溶解 2 mol/L的NaCl溶液20 mL ⑥ 7.過(guò)濾含DNA的NaCl溶液 ⑦ 8.提取含有雜質(zhì)較少的DNA 冷卻的95%的酒精50 mL ⑧ 9.DNA的鑒定 A：（1）向試管中加入0.015 mol/L的NaCl溶液5 mL　 （2）加入DNA　 （3）加入4 mL二苯胺試劑 B：（1）向試管中加入0.015 mol/L的NaCl溶液5 mL　 （2）加入4 mL二苯胺試劑 ⑨ 引導(dǎo)學(xué)生討論、回憶并回答目的①~⑨。 ①防止血凝。 ②加速血細(xì)胞破裂。 ③溶解DNA。 ④使2 mol/L的NaCl溶液稀釋至0.14 mol/L，促DNA最大限度地析出。 ⑤使含DNA的黏稠物被留在紗布上。 ⑥使含DNA的黏稠物盡可能多地溶于溶液中。 ⑦除去含DNA的濾液中的雜質(zhì)。 ⑧提取DNA。 ⑨A：出現(xiàn)藍(lán)色。 B：無(wú)變化 5.討論與結(jié)論。投影給出如下討論提綱，供學(xué)生討論。 （1）DNA粗提取過(guò)程中的關(guān)鍵是哪幾步？ （2）提取雞血中的DNA時(shí)，為什么要除去血液中的上清液？ （3）DNA的直徑約為2 nm，實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的絲狀物的粗細(xì)是否表示一個(gè)DNA分子直徑的大?。? 學(xué)生分組進(jìn)行討論并發(fā)表討論結(jié)果。教師對(duì)討論進(jìn)行全程指導(dǎo)，并與學(xué)生一起歸納總結(jié)。 （1）a.提取雞血細(xì)胞的核物質(zhì)。應(yīng)用低滲原理和機(jī)械攪拌，可得到最大量的DNA。 b.析出DNA黏稠物。加蒸餾水要慢，攪拌要輕。 c.沉淀DNA時(shí)，必須用冷酒精。 （2）提取DNA，去除雜質(zhì)是關(guān)鍵。由于上清液是血液中的血漿部分，不含DNA，所以要除去（含蛋白質(zhì)）。 （3）實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的絲狀物是肉眼可以觀(guān)察到的，這種絲狀物的直徑要比DNA分子的直徑2 nm大許多倍，所以實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的絲狀物并不表示一個(gè)DNA分子的直徑。 實(shí)驗(yàn)結(jié)論：細(xì)胞中有DNA，DNA遇二苯胺試劑在沸水浴中變藍(lán)色。 ［教學(xué)目標(biāo)鞏固］ 1.實(shí)驗(yàn)中步驟1和步驟3都需要加入蒸餾水，兩次加入的作用相同嗎？為什么？ 2.實(shí)驗(yàn)中NaCl的物質(zhì)的量濃度為2 mol/L和0.14 mol/L 對(duì)DNA有何影響？ 3.DNA遇二苯胺（沸水浴）會(huì)染成 A.磚紅色　 B.橘黃色　 C.紫色 D.藍(lán)色 學(xué)生回答：（略） ［布置作業(yè)］ 將實(shí)驗(yàn)中觀(guān)察到的現(xiàn)象和得出的結(jié)論填寫(xiě)在《實(shí)驗(yàn)報(bào)告冊(cè)》上。 ［結(jié)課］ 這節(jié)課咱們驗(yàn)證了細(xì)胞是由化合物按照一定的方式組成的這一結(jié)論。從知識(shí)結(jié)構(gòu)角度來(lái)說(shuō)，一要加深對(duì)生物的物質(zhì)性理解；二要掌握一般的物質(zhì)提取方法；三要注意不同的化學(xué)物質(zhì)要用不同的原理鑒定。從實(shí)驗(yàn)過(guò)程角度來(lái)說(shuō)，要理解各種溶液和試劑的作用和目的。 ●板書(shū)設(shè)計(jì)