DNA的粗提取与鉴定教案

1、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、知识目标理解DNA的理

2、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 与鉴疋技术。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 分子生物学实验，大到被称为“人类阿波 罗计划”的人类基

3、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的粗提取与鉴疋实验 材料 的选 择这节课，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。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含量相对较思考、回答使学生明 白为什么 要选用鸡 血细胞液高的生物组织，成功的可能性更大。那么教材中选择鸡血细胞液作为实验

4、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冋题：鸡血细胞液可以直接用吗？柠檬酸钠抗凝为材料娜细问题：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，有什思考、回答使学生知道破碎动胞，释放DNA么比较简便但是可行的方法可以破碎细 胞膜？生物

5、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？物细胞的方法和原理滤液里。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

6、 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NaCI，有利于DNA的 溶解。去除滤液中的冋题：这时的滤液可能含有哪些细胞成分？主要有RNA、核蛋白、多糖等杂质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

7、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？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。思考、分析、回答使学生掌 握盐析法 的原理与 方法如何通过控制NaC

8、I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0. 14 mol /L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NaCI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NaCI溶液，用玻璃棒沿一个 方向搅拌1min，使DNA充分溶解。 板书：（1）

9、溶解细胞核内的DNA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的方法和原 理第二步：加蒸馏水降低NaCI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 NaCI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NaCI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 你阅读教材P56,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 10-15m

10、i n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 E的恒温水浴箱中保温10-15mi n。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。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 DNA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

11、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思考、分析使学生知道DNA纯化的原理 和方法的NaC 1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DN

12、A的鉴疋原理介绍：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。思考、分析、回答使学生知道DNA鉴定的原理 和方法显色：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。冋题：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

13、热， 后者不加热板书：DNA的鉴定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溶液浓度的增加小结小结而逐渐降低；在0.14 mol/L时，DNA溶解度最小；当NaCI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 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 60 80°C的咼 温，而DNA在80°C以上才会变性 洗涤剂可以溶解