2019-2020年高中生物 （人教大綱版）第二冊 學生實驗 1DNA粗提取與鑒定(第一課時).doc

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2019-2020年高中生物 （人教大綱版）第二冊 學生實驗 1DNA粗提取與鑒定(第一課時) ●教材分析 本實驗既是對組成細胞化合物的驗證，也是加強學生對細胞中化合物的提取原理、方法、技巧的理解掌握，同時還是歷年來各種考核的熱點。因此，本實驗的成功與否關系重大。 教材首先介紹了該實驗的“實驗原理”。（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行提取。（2）利用DNA不溶于酒精而細胞中的某些物質能溶于酒精進行提純。（3）利用DNA遇二苯胺（沸水?。境伤{色進行鑒定。 教材接著說明了DNA的粗提取與鑒定的目的要求。要求學生初步掌握DNA的粗提取和鑒定的方法，觀察提取出來的DNA物質。 教材第三部分清楚地列出了該實驗的材料用具。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，在實驗中一定要搞清楚它們的作用。 教材第四部分更為詳細地介紹了該實驗的方法和步驟。從取雞血細胞、DNA的提取過程，一直到用二苯胺進行鑒定點滴不漏地作了說明。 為此，我們從如下幾方面對該實驗做了本質性的準備。 1.知識結構的聯系：明確雞血細胞的結構和物質組成，它是由細胞膜、細胞質、細胞核構成；細胞核又包括核膜、核液、核仁、染色質（染色體）；染色質主要是由DNA和蛋白質組成的，所以要想對DNA進行提取，必須把細胞弄破，然后采用相應的原理和方法才能提取出來。 2.相關知識的遷移：掌握該實驗的知識點，對鞏固《生命的物質基礎》（核酸）、《生物的生殖和發(fā)育》（減數分裂、受精作用過程中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。 3.實驗操作的關鍵：該實驗成敗的關鍵是提取。一則選材，雞血細胞核DNA含量豐富且易得；再者，雞血細胞很易吸水脹破。二則DNA的粗提取中必須通過幾次準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計，認真組織，否則，實驗難以成功。 ●教學目標 知識目標 識記：獲得雞血細胞的方法。 理解：（1）提取雞血細胞核物質的方法； （2）提取含雜質較少的DNA的方法； （3）DNA鑒定的方法。 能力目標 1.理解相關溶液的作用機理，培養(yǎng)學生的分析能力。 2.通過DNA的粗提取，培養(yǎng)學生的動手能力。 情感目標 1.通過小組成員相互配合實驗，培養(yǎng)學生的合作精神。 2.通過實驗結果，使學生樹立生命的物質性。 ●重點落實方案 重點 1.掌握DNA的粗提取與鑒定的技術。 2.理解各步驟中的實驗原理。 落實方案 1.對每小組進行關鍵步驟的指導。 2.對每關鍵步驟的原理進行分析講解。 ●難點突破策略 難點 DNA的粗提取。 突破策略 1.板書DNA的粗提取程序和重要環(huán)節(jié)。 2.誘導學生理解各種溶液的用途或作用。 ●實驗原理 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。當氯化鈉的物質的量濃度為0.14 mol/L時，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，但細胞中的某些物質則可以溶于酒精。利用這一原理，可以進一步提取出含雜質較少的DNA。 3.DNA遇二苯胺（沸水?。境伤{色，因此，二苯胺可以作為鑒定DNA的試劑。 ●材料用具 材料 雞血細胞液；預冷的95%的酒精溶液；蒸餾水；質量濃度為0.1 g/mL的檸檬酸鈉溶液；物質的量濃度分別為2 mol/L 和0.015 mol/L的氯化鈉溶液；二苯胺試劑。 用具 鐵架臺、鐵環(huán)、鑷子、三角架、酒精燈、石棉網、載玻片、玻璃棒、濾紙、滴管、量筒、燒杯（不同大?。?、試管、漏斗、試管夾、紗布。 ●做法指導 指導學生預習：結合教材的知識結構和實驗目標預習該實驗內容，從理論上掌握雞血細胞的獲取；雞血細胞核物質的提取及純化和鑒定方法。 指導學生提?。海?）讓雞血細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）用預冷的95%的酒精盡可能除去其他細胞物質，得到更純化的DNA。 ●課時安排 1課時 ●教學過程 ［導課］ 1.為什么說DNA是主要的遺傳物質？有何證據？ 2.科學家為什么把噬菌體作為研究DNA是遺傳物質的材料？DNA存在于細胞的什么結構中？ 上節(jié)課，我們學習了DNA是主要的遺傳物質，并通過實驗證明了DNA是主要的遺傳物質。在上節(jié)教材中，我們從理論上明確了DNA主要存在于細胞核的染色體上。本節(jié)課我們將通過實驗對此給予證明。（出題：DNA的粗提取和鑒定） ［教學目標達成］ 1.板書：制雞血細胞液（加抗凝劑）→獲雞血細胞（離心或靜置）→獲雞血細胞核物質（提取→溶解→析出→溶解→析出）→鑒定DNA（用二苯胺） 指導學生按教材給出的具體步驟和板書的程序完成實驗。指導過程中，要特別關注濃度這一關鍵因素。實驗開始，教師要提供已經制備好的雞血細胞液。 2.通過實驗操作，獲得雞血細胞核物質。 （1）應用低滲原理和機械攪拌使細胞破裂并過濾。本步驟直接決定提取的核物質的多少及實驗結果。教師應給予非常關注。 （2）溶解細胞核內DNA。加2 mol/L的NaCl溶液并用玻棒攪拌。 （3）析出DNA黏稠物并過濾。關鍵步驟：注意①注蒸餾水要慢，防過量而使DNA重新溶解（把握濃度達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黏稠物并過濾。用濃度為2 mol/L的NaCl溶液。 （5）提取含雜質較少的DNA。用預冷的95%的酒精。因其①可抑制核酸水解酶活性，防止降解。②降低分子運動，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作用出現藍色。注意設對照實驗。 注意事項：①學生在操作中常常產生：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程不科學導致實驗現象不明顯等現象。②實驗過濾用兩層紗布效果較好。③使用玻棒用細玻棒效果更佳。 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 目的 1.制備雞血細胞 檸檬酸鈉溶液 ① 2.提取雞血細胞的細胞核物質 20 mL 蒸餾水 ② 3.溶解細胞核內的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.過濾含DNA的NaCl溶液 ⑦ 8.提取含有雜質較少的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 引導學生討論、回憶并回答目的①~⑨。 ①防止血凝。 ②加速血細胞破裂。 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。 ⑧提取DNA。 ⑨A：出現藍色。 B：無變化 5.討論與結論。投影給出如下討論提綱，供學生討論。 （1）DNA粗提取過程中的關鍵是哪幾步？ （2）提取雞血中的DNA時，為什么要除去血液中的上清液？ （3）DNA的直徑約為2 nm，實驗中出現的絲狀物的粗細是否表示一個DNA分子直徑的大??？ 學生分組進行討論并發(fā)表討論結果。教師對討論進行全程指導，并與學生一起歸納總結。 （1）a.提取雞血細胞的核物質。應用低滲原理和機械攪拌，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，必須用冷酒精。 （2）提取DNA，去除雜質是關鍵。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）。 （3）實驗中出現的絲狀物是肉眼可以觀察到的，這種絲狀物的直徑要比DNA分子的直徑2 nm大許多倍，所以實驗中出現的絲狀物并不表示一個DNA分子的直徑。 實驗結論：細胞中有DNA，DNA遇二苯胺試劑在沸水浴中變藍色。 ［教學目標鞏固］ 1.實驗中步驟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.實驗中NaCl的物質的量濃度為2 mol/L和0.14 mol/L 對DNA有何影響？ 3.DNA遇二苯胺（沸水?。境? A.磚紅色　 B.橘黃色　 C.紫色 D.藍色 學生回答：（略） ［布置作業(yè)］ 將實驗中觀察到的現象和得出的結論填寫在《實驗報告冊》上。 ［結課］ 這節(jié)課咱們驗證了細胞是由化合物按照一定的方式組成的這一結論。從知識結構角度來說，一要加深對生物的物質性理解；二要掌握一般的物質提取方法；三要注意不同的化學物質要用不同的原理鑒定。從實驗過程角度來說，要理解各種溶液和試劑的作用和目的。 ●板書設計