1、教 案课题 DNA 的粗提取与鉴定教材分析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，同时还是历年来各种考核的热点。教材首先介绍了该实验的“实验原理” 。教材接着说明了 DNA 的粗提取与鉴定的目的要求。教材第三部分清楚地列出了该实验的材料用具。教材第四部分更为详细地介绍了该实验的方法和步骤。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，知道生物体的形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。教学目标1、知识
2、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、情感、态度、价值观在科学实验过程中培养学生严谨比较细致、实事求是的科学态度。教学重点 DNA 的粗提取与鉴定方法及其相关原理教学难点 DNA 的粗提取与鉴定方法及其相关原理教学资源 相关图片、视频教学过程教学阶段 教师活动 学生活动 设计意图 时间引入这节课，我们一起学习“DNA 的粗提取与鉴定”技术。板书：DNA 的粗提取与鉴定DNA 的提取技术是整个基因工程技术基础。基本上，不论是出于何种目的的分子生物学
3、实验，大到被称为“人类阿波罗计划”的人类基因组计划，小到今天已经被我们熟知的亲子鉴定，DNA提取技术都是其中基础的基础。而其他诸如 RNA 的提取，质粒的提取等实验，都可以说是参考这一技术改进，或者重新设计出来的。倾听开门见山，使学生明白 DNA 提取技术的重要性，引发学生的学习兴趣DNA的粗提取实验材料的选这节课，我们一起学习 DNA 的粗提取与鉴定技术。首先，我们应该选取合适的实验材料。择 问题：教材中列举了很多中材料，请你从中选出 2-3 种。原则：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。那么教材中选择鸡血细胞液作为实验材料，
4、而相对于其他材料鸡血细胞液，有什么优点呢？1.鸡是真核生物，真核生物的 DNA 都在染色体上。2.鸟类的血细胞核大，DNA 多（从核DNA 数目来看，猪 38 条，鸡 78 条，哺乳动物血 0 条，猕猴桃 58 条，洋葱16 条，豌豆 14 条，菠菜 12 条，大肠杆菌 1 条）3.不需要破除细胞壁选用鸡血细胞液还有一个好处鸡血比较容易获得，那么我们为什么不用哺乳动物的红细胞呢？哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核问题：鸡血细胞液可以直接用吗？柠檬酸钠抗凝思考、回答使学生明白为什么要选用鸡血细胞液为材料与鉴定破碎细胞，释放DNA问题：鸡血细胞虽然没有细胞壁，但是依然有细胞膜，以你所学的知识，有什么比
5、较简便但是可行的方法可以破碎细胞膜？生物会考的实验是质壁分离，你还记得方法和原理吗?所以为了破碎鸡血细胞，我们可以反其道而行之，在鸡血细胞液中加入一定量的蒸馏水，使其吸水胀破，达到破碎细胞的目的。加入蒸馏水的同时，要用玻璃棒进行搅拌方法：单向，快速，5min，速度力量不要过于猛烈，防治打碎 DNA。目的：加速血细胞破裂问题：这是我们获得的将是含有细胞膜、细胞器的碎片液体，我们如何初步获得含有 DNA 的液体?过滤思考、回答 使学生知道破碎动物细胞的方法和原理可以用滤纸过滤吗？不可以，孔径太小。需要用到 3-4 层纱布，除去一些颗粒较大的杂质，获得含有 DNA 的滤液。这时 DNA 在哪里？滤液
6、里。板书：破碎细胞，释放 DNA对于动物细胞我们可以利用细胞的渗透压来破碎细胞，但是很多情况下，人们不得不面对植物材料，那么我们是不是还可以通过加入一定量的蒸馏水来涨破细胞呢？植物细胞有细胞壁的支持和保护，因此吸水不会涨破。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和食盐。洗涤剂的作用：洗涤剂也分为亲水基团和亲脂基团，可以与细胞膜中的蛋白质结合，使之溶解，进而瓦解细胞膜。食盐的作用：食盐中主要含有 NaCl，有利于 DNA的溶解。去除滤液中的杂质问题：这时的滤液可能含有哪些细胞成分？ 主要有 RNA、核蛋白、多糖等那么我们应该如何将 DNA 单独分离出来？板书：
7、去除滤液中的杂质提取生物大分子的基本思路是选用一定的物理或化学方法分离具有不同物理或化学性质的生物大分子。对于 DNA 的粗提取而言，就是要利用 DNA 与RNA、蛋白质和脂质等在物理和化学性质方面的差异，提取 DNA，去除其他成分。背景介绍;DNA 的溶解性图片：DNA 在 NaCl 溶液中的溶解度曲线问题：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？思考、分析、回答使学生掌握盐析法的原理与方法在 NaCl 溶液浓度低于 0.14 mol/L 时，DNA 的溶解度随 NaCl 溶液浓度的增加而逐渐降低；在 0.14 mol/L 时，DNA 溶解度最小
8、；当 NaCl 溶液浓度继续增加时，DNA 的溶解度又逐渐增大。如何通过控制 NaCl 溶液的浓度使DNA 在盐溶液中溶解或析出？当氯化钠的物质的量浓度为 2 molL时，DNA 的溶解度最大，浓度为 014 molL 时，DNA 的溶解度最低。利用这一原理，可以使 DNA 在盐溶液中溶解或析出为什么反复地溶解与析出 DNA，能够去除杂质？用高浓度的盐溶液溶解 DNA，能除去在高盐中不能溶解的杂质；用低盐浓度使 DNA 析出，能除去溶解在低盐溶液中的杂质。第一步：在浓度较高的 NaCl 溶液溶液中核蛋白容易解聚，游离出的 DNA 溶解在溶液中。方法：在溶液中加入两倍体积的浓度为2mol/L 的
9、 NaCl 溶液，用玻璃棒沿一个方向搅拌 1min，使 DNA 充分溶解。板书：（1）溶解细胞核内的 DNA第二步： 加蒸馏水降低 NaCl 溶液浓度，使DNA 析出。方法：缓慢贴壁加入蒸馏水，并轻轻地沿一个方向不停地均匀搅拌，以利于DNA 分子的附着和缠绕。同时应注意控制加水量，使 NaCl 溶液的终浓度为0.14mol/L，直到溶液中丝状物不再增加时为止。板书：（2）DNA 的析出在刚才实验中我们利用 DNA 在不同浓度 NaCl 溶液中溶解度不同的特性，去除杂质。 那么课本中还给出了其他两种方案，请思考、分析、回答通过对，其他两种方案的分析，使学生深入理解纯化DNA 的方你阅读教材 P5
10、6，思考这两个方案的原理。方案二：直接在滤液中加入嫩肉粉，反应 10-15min嫩肉粉的主要成分是木瓜蛋白酶，利用蛋白酶分解杂质蛋白，从而使提取的DNA 与蛋白质分开方案三：将滤液放在 60-75的恒温水浴箱中保温 10-15min。利用的是 DNA 和蛋白质对高温耐受性的不同，从而使蛋白质变性，与 DNA分离。过滤：用 34 层纱布对 DNA 稀释液进行过滤，滤过蛋白质，收集 DNA 的粘稠物。法和原理DNA的初步纯化我们刚才说了 DNA 提取技术是分子生物学技术的基础，但如果提取的 DNA量不够且其中含有较多杂质，是无法用于其它操作的。所以我们必须对 DNA进行进一步的纯化。原理也是 DN
11、A 的溶解性。背景介绍：DNA 不溶于酒精溶液，但是细胞中的某些蛋白质则溶于酒精。在实验中，我们可以使用预冷的酒精，使 DNA 能够更好地凝结方法：将 DNA 粘稠物再溶解，继续用 2mol/L的 NaCl 溶液 20mL 溶解 DNA 黏稠物，仍旧沿一个方向不停搅拌 3min，使DNA 充分溶解。过滤:用 34 层纱布进行过滤，滤去杂质，收集含有 DNA 的滤液。纯化：向滤液中贴壁缓慢加入 50mL 预冷的体积份数为 95%乙醇，并用玻璃棒朝一个方向缓慢、均匀地搅拌，溶液中会出现 DNA 丝状物。板书：DNA 的初步纯化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
12、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，思考、分析 使学生知道 DNA 纯化的原理和方法减少断裂DNA的鉴定原理介绍：二苯胺法在沸水浴的条件下，DNA 遇二苯胺变蓝。方法：溶解：在物质的量浓度为 2mol/L 的NaCl 溶液 5mL，放入丝状物，用玻璃棒搅拌，使之溶解。显色：加入 4mL 的二苯胺试剂。混合均匀后，将试管置于沸水中加热5min。问题：如果溶液变蓝是否能说明 DNA的存在?设置对照组：在 5mL 体积的 2mol/L的 NaCl 溶液中加入 4mL 的二苯胺试剂，置于沸水中加热 5min。对比：除了可以使用二苯胺法，还有什么方法可以鉴定 DNA？用甲
13、基绿溶液直接滴在有 DNA 丝状物的载玻片或玻棒上，呈蓝绿色反应。只用一种即可，不混合用。前者要加热，后者不加热板书：DNA 的鉴定思考、分析、回答使学生知道 DNA 鉴定的原理和方法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 0.14 mol/L 时，DNA 的溶解度随 NaCl 溶液浓度的增加而逐渐降低；在 0.14 mol/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
14、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蛋白酶能水解蛋白质，但是对 DNA 没有影响大多数蛋白质不能忍受 6080C 的高温，而 DNA 在 80C 以上才会变性洗涤剂可以溶解细胞的细胞膜，去除脂质和蛋白质,但对 DNA 没有影响小结 小结在沸水浴的条件下，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DNADNA 的析出DNA 的初步纯化DNA 的鉴定完成 DNA 的粗提取与鉴定视频：DNA 的粗提取与鉴定板书设计DNA 的粗提取与鉴定1.破碎细胞，释放 DNA2.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 的鉴定教学反思
