DNA的粗提取与鉴定教案

1、教案课题教材分析学情分析教学目标教学重点教学难点教学资源dna 的粗提取与鉴定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。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 d

2、na 有一定的感性认识。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、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。dna 的粗提取与鉴定方法及其相关原理dna 的粗提取与鉴定方法及其相关原理相关图片、视频教学过程教学阶段教师活动学生活动设计意图时间这节课，我们一起学习“dna 的粗提取 与鉴定”技术。引入实验dna的粗材料提取的选板书：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

3、，不论是出于何种目的的 分子生物学实验，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。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。1 / 7倾听开门见山， 使学生明白 dna 提取技术的 重要性，引 发学生的学习兴趣与鉴择问题：教材中列举了很多中材料，请你定从中选出 2-3 种。思考、回答原则：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

4、，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，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？ 柠檬酸钠抗凝使 学 生 明白 为 什 么要 选 用 鸡血 细 胞 液为材

5、料问题：鸡血细胞虽然没有细胞壁，但是 思考、回答 依然有细胞膜，以你所学的知识，有什么比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，我们可以反其使 学道 破物 细方 法理生 知碎 动胞 的和 原破碎细胞，释放dna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2 / 7去除

6、滤液中的杂质可以用滤纸过滤吗？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

7、含有 nacl，有利于 dna 的 溶解。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：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 思考、分析、使 学 生 掌线问题：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

8、 化的？在 nacl 溶液浓度低于 0.14 mol/l 时，3 / 7回答握 盐 析 法的 原 理 与方法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。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 mol l时，dna 的溶解度最大，浓度为 014moll 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

9、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 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

10、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 思考、分析、通过对，其 他 两 种 方 案的分析，除杂质。那么课本中还给出了其他两种方案，请 你阅读教材 p56，思考这两个方案的原 理。4 / 7回答使 学 生 深入 理 解 纯化 dna 的方 法 和 原方案二：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

11、dna 稀释液进行过滤，滤过蛋白质，收集 dna 的粘稠物。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 dna 的溶解性。背景介绍：dna 不溶于酒精溶液，但是细胞中的某 思考、分析 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：理使 学 生 知道 dna 纯化 的 原 理和方法dna的初步纯化dna的鉴将 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

12、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 少断裂原理介绍：二苯胺法在沸水浴的条件下， dna 遇二苯胺变5 / 7定蓝。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。

13、思考、分析、 使 学 生 知显色：加入 4ml 的二苯胺试剂。混合均 回答 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

14、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，但是细胞中的某道 dna 鉴定 的 原 理和方法小结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小结小结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 dn