江苏省新沂市高中生物 第四章 生物化学与分子生物学技术实践 4.1 DNA粗提取与鉴定教案（选修1）

江苏省新沂市高中生物第四章生物化学与分子生物学技术实践4.1DNA粗提取与鉴定教案（选修1）课题：科目：班级：课时：计划3课时教师：单位：一、教材分析《江苏省新沂市高中生物》第四章“生物化学与分子生物学技术实践”模块的4.1节“DNA粗提取与鉴定”是选修1的重要内容，本节课程旨在让学生通过实验操作，掌握DNA提取的基本原理和方法，了解DNA鉴定过程，并与理论知识相结合，深化对DNA分子结构和功能的认识。教材以实验为载体，紧密联系分子生物学基础知识，旨在培养学生的实验技能和科学思维，提高实践操作能力，为后续学习打下坚实基础。教学内容符合高中生物教学大纲要求，体现了学以致用的教学原则。二、核心素养目标二、核心素养目标：通过学习“DNA粗提取与鉴定”，培养学生对生物化学与分子生物学基本原理的理解和运用能力，提升以下核心素养：一是科学探究能力，通过实验设计和操作，学会观察、分析、解决问题，培养科学思维和创新能力；二是实践操作能力，掌握实验基本技能，提高实验数据的准确性和实验结果的可靠性；三是生命观念，加深对DNA分子结构和功能的认识，理解其在生命活动中的重要性，树立正确的生命观念；四是社会责任感，了解生物技术在生活中的应用和伦理问题，培养学生的社会责任感和道德判断力。这些核心素养目标与教材内容紧密相关，有助于学生的全面发展。三、学情分析1.知识层面：学生对DNA的理论知识有一定的了解，但往往停留在表面，对于DNA分子的提取、鉴定等实验操作过程及其背后的原理掌握不足。此外，学生对生物化学与分子生物学技术实践的了解有限，需要通过本课程加深对DNA相关实验技术的认识。

2.能力层面：学生在实验操作方面能力参差不齐，部分学生动手能力较强，能够迅速掌握实验技巧，而另一部分学生则相对较弱，需要更多指导与练习。此外，学生在观察、分析实验现象和解决实际问题时，往往缺乏独立思考与判断能力，需要通过课程培养这方面的能力。

3.素质层面：学生在科学探究、团队合作、创新意识等方面有待提高。实验过程中，部分学生表现出较强的责任感、合作精神，但也有一些学生在实验过程中注意力不集中，对实验结果不够重视。此外，学生在面对实验失败时，缺乏积极调整心态、查找原因、勇于改进的精神。

4.行为习惯方面：学生在实验课程中表现出不同的行为习惯，如实验操作规范性、实验记录完整性、实验器材爱护程度等。这些行为习惯对实验结果和课堂纪律有很大影响，需要在课程中进行引导与纠正。

5.对课程学习的影响：学生对课程学习的兴趣和积极性是影响教学效果的重要因素。在此基础上，学生对实验课程的态度、学习动力、课堂参与度等都会对课程学习产生影响。此外，学生的个性特点、学习策略等也会在一定程度上影响学习效果。

针对以上学情分析，本课程在设计过程中应充分考虑以下几点：

1.注重理论知识与实践操作的结合，通过实验引导学生深入理解DNA提取与鉴定的原理。

2.针对学生能力差异，设计不同难度的实验任务，使每位学生都能在课程中收获成就感。

3.培养学生的科学探究能力，鼓励学生提问、思考、解决问题，提高创新能力。

4.注重团队合作，培养学生的沟通能力、协作精神，提高课堂氛围。

5.加强实验行为习惯的培养，提高实验操作规范性和实验结果可靠性。

6.关注学生心理变化，引导他们正确面对实验失败，培养积极向上的学习态度。四、教学资源1.硬件资源：

-生物实验室

-DNA提取与鉴定实验器材（如离心机、水浴锅、电子天平、移液器等）

-化学试剂（如食盐、洗涤剂、酒精、醋酸铵、硝酸银等）

-生物安全柜

-实验显微镜

2.软件资源：

-生物学科相关教学软件

-实验操作演示视频

-DNA结构及功能的教学动画

3.课程平台：

-学校课程管理系统

-在线学习平台（用于发布预习资料、课后作业等）

4.信息化资源：

-电子教材

-PPT课件

-实验步骤电子指导书

5.教学手段：

-探究式教学

-分组讨论

-实验操作

-互动提问

-课后反思与评价五、教学实施过程1.课前自主探索

-教师活动：发布预习资料，包括电子教材、PPT课件、实验原理和步骤的介绍。

-学生活动：学生登录课程平台，下载预习资料，自主探究DNA提取与鉴定的基本原理和实验步骤。

-教学方法：采用翻转课堂模式，引导学生自主学习。

-教学手段：利用课程平台、电子教材、PPT课件。

-作用和目的：培养学生的自主学习能力，为课堂实验操作打下理论基础，明确本节课的重难点。

举例：学生通过预习资料了解DNA的溶解性、鉴定方法等，为课堂实验操作做好知识准备。

2.课中强化技能

-教师活动：现场演示实验操作，讲解实验注意事项，分组指导学生实验操作。

-学生活动：学生分组进行实验，观察实验现象，记录实验数据，分析实验结果。

-教学方法：采用实验教学法、分组讨论法。

-教学手段：实验器材、化学试剂、教学视频、实验步骤电子指导书。

-作用和目的：提高学生的实验操作技能，加深对DNA提取与鉴定原理的理解，突破重难点。

举例：学生在实验过程中，学习使用离心机、移液器等器材，掌握DNA的粗提取和鉴定方法，如沉淀法、电泳法等。

3.课后拓展应用

-教师活动：布置课后作业，包括实验报告的撰写、课程反思，提供拓展学习资料。

-学生活动：学生完成实验报告，反思实验过程中的不足，利用拓展资料进行深入学习。

-教学方法：采用探究式教学、课后自主学习。

-教学手段：课后作业、拓展资料、在线学习平台。

-作用和目的：巩固课堂所学，培养学生的反思能力，拓宽知识视野，提高实践应用能力。

举例：学生通过撰写实验报告，总结实验经验，针对实验过程中遇到的问题进行反思和改进。同时，通过拓展资料了解DNA提取与鉴定技术在生活中的应用，提高学习的实际意义。六、拓展与延伸1.拓展阅读材料：

-《生物技术实践》：介绍生物技术在生活中的应用，包括DNA提取与鉴定技术在内的一系列实验方法。

-《分子生物学》：深入讲解DNA的结构、功能及其在生命活动中的重要性。

-《生物化学》：阐述DNA提取与鉴定过程中所涉及的化学反应原理。

-《实验室安全与操作规范》：介绍实验室安全知识，提高学生在实验过程中的自我保护意识。

2.课后自主学习和探究：

-知识点一：DNA分子的双螺旋结构。学生通过拓展阅读，了解DNA分子结构特点，掌握双螺旋结构模型。

-知识点二：DNA复制与转录。学生探究DNA在细胞分裂过程中的复制与转录机制，理解其在遗传信息传递中的作用。

-知识点三：生物技术在医学、农业等领域的应用。学生了解DNA提取与鉴定技术在疾病诊断、基因工程、生物育种等方面的应用案例，提高学习的实际意义。

-知识点四：实验操作技巧与注意事项。学生通过查阅资料，学习实验操作技巧，提高实验成功率。

-知识点五：实验数据的处理与分析。学生掌握实验数据分析方法，学会从实验结果中提取有效信息，为后续研究提供依据。

一、DNA分子的双螺旋结构

学生通过拓展阅读，了解DNA分子由两条互补的链组成，形成双螺旋结构。这种结构使得DNA在复制、转录过程中具有较高的稳定性和准确性。

二、DNA复制与转录

学生探究DNA在细胞分裂过程中的复制与转录机制。了解DNA复制过程中，解旋酶、DNA聚合酶等酶的作用；掌握转录过程中，RNA聚合酶的作用以及mRNA、tRNA、rRNA的生成。

三、生物技术在医学、农业等领域的应用

学生了解DNA提取与鉴定技术在以下领域的应用：

1.疾病诊断：通过检测DNA序列变异，实现对遗传病、肿瘤等疾病的早期诊断。

2.基因工程：利用DNA重组技术，将有益基因导入目标生物体，实现生物品种改良。

3.生物育种：通过DNA鉴定技术，筛选具有优良性状的农作物、家禽家畜品种。

四、实验操作技巧与注意事项

学生通过查阅资料，掌握以下实验操作技巧与注意事项：

1.实验器材的清洁与消毒，避免交叉污染。

2.试剂的配制与保存，确保实验结果的准确性。

3.实验过程中，遵循操作规程，注意个人安全。

五、实验数据的处理与分析

学生掌握以下实验数据分析方法：

1.数据的收集与整理，确保实验数据的可靠性。

2.数据的统计分析，如平均值、标准差等，评估实验结果的稳定性。

3.从实验结果中提取有效信息，为后续研究提供依据。七、板书设计①重点知识点：

-DNA粗提取原理

-DNA鉴定方法

-实验步骤及注意事项

-实验结果分析

②词、句：

-沉淀法

-电泳法

-双螺旋结构

-"DNA，生命的密码"

③艺术性和趣味性：

-使用不同颜色的粉笔，突出重点，如用红色标注关键词。

-画图展示DNA双螺旋结构，增强视觉效果。

-设计实验步骤流程图，简洁明了，便于记忆。

-在板书边缘添加趣味图案，如小实验器材、生物图案等，激发学生兴趣。

板书设计以清晰、简洁、重点突出为原则，结合艺术性和趣味性，引导学生关注课程重点，激发学习兴趣和主动性。八、典型例题讲解例题一：

题目：简述DNA粗提取的原理及其在实验中的应用。

答案：DNA粗提取的原理是利用DNA在不同溶液中的溶解性差异，通过物理或化学方法将DNA从细胞中释放出来，并使其沉淀。在实验中，常用的方法有盐析法、酒精沉淀法等。

例题二：

题目：阐述DNA鉴定中电泳法的原理及操作步骤。

答案：电泳法是利用DNA分子在电场中的迁移速度差异来实现分离的方法。操作步骤包括：制备琼脂糖凝胶、配制电泳缓冲液、制备DNA样品、进行电泳、观察电泳结果。

例题三：

题目：在DNA粗提取与鉴定实验中，为什么需要用洗涤剂？

答案：洗涤剂可以破坏细胞膜，释放出细胞内的DNA。同时，洗涤剂还能使DNA分子中的蛋白质等杂质变性，便于后续步骤中去除杂质。

例题四：

题目：请简述如何避免实验过程中的交叉污染。

答案：避免交叉污染的方法有：

1.使用一次性实验器材，如移液器、离心管等。

2.实验过程中，避免用同一器械处理不同样本。

3.定期清洁实验台和实验器材，用75%酒精擦拭。

4.实验操作时，戴好口罩、手套等个人防护用品。

例题五：

题目：在DNA粗提取与鉴定实验中，如何评估实验结果的可靠性？

答案：评估实验结果可靠性的方法有：

1.观察DNA提取物的外观，如颜色、粘稠度等。

2.通过紫外分光光度计测定DNA的浓度和纯度。

3.进行电泳分析，观察DNA条带的清晰度和迁移距离。

4.对实验数据进行统计分析，如计算平均值、标准差等。

补充和说明：

1.例题一：DNA粗提取原理及应用

-补充：DNA在不同浓度盐溶液中的溶解性不同，利用这一特性可以实现DNA的粗提取。

-说明：实验中，通过添加食盐使细胞破裂，释放出DNA。

2.例题二：电泳法原理及操作步骤

-补充：电泳时，DNA分子向正极迁移，迁移速度与DNA分子大小和电泳条件有关。

-说明：实验中，需注意琼脂糖凝胶的浓度、电泳缓冲液的配制及电泳电压的选择。

3.例题三：洗涤剂在实验中的作用

-补充：洗涤剂能破坏细胞膜和核膜，使DNA从细胞中释放出来。

-说明：实验中，需掌握洗涤剂的浓度和作用时间，以确保DNA的提取效果。

4.例题四：避免交叉污染的方法

-补充：实验过程中，还需注意避免空气中的DNA污染。

-说明：定期对实验室进行清洁和消毒，防止交叉污染。

5.例题五：评估实验结果可靠性

-补充：实验结果的可靠性还与实验操作的规范性和实验数据的准确性有关。

-说明：在实验过程中，要严格遵守操作规程，准确记录实验数据。教学反思与总结回顾这节课的教学过程，我在教学方法、策略和管理方面有以下得失和经验教训：

首先，我采用了翻转课堂模式，让学生在课前自主探索DNA提取与鉴定的基本原理和实验步骤。通过这种方式，学生能够提前了解课程内容，为课堂实验操作打下理论基础。然而，我发现有些学生对预习资料的学习不够认真，导致课堂实验操作过程中出现了一些问题。因此，我意识到在今后的教学中，需要加强对学生学习过程的监督和指导，确保他们能够充分利用预习资料。

其次，在课堂教学中，我采用了实验教学法，让学生分组进行实验操作，观察实验现象，记录实验数据，分析实验结果。这种方式能够提高学生的实践操作能力和团队合作能力。然而，我也发现部分学生在实验操作过程中存在不规范的行为，如不佩戴手套、不遵守实验规程等。因此，我需要在今后的教学中加强实验操作的规范性教育，提高学生的安全意识。

在教学管理方面，我注意到了学生在实验过程中的行为习惯对实验结果和课堂纪律有很大影响。有些学生表现出较强的责任感、合作精神，而有些学生在实验过程中注意力不集中，对实验结果不够重视。因此，我需要在今后的教学中加强对学生行为习惯的培养，提高课堂纪律。

在教学效果方面，我对本节课的教学效果进行了客观评价。学生在知识方面，通过预习和课堂实验操作，加深了对DNA提取与鉴定原理的理解。在技能方面，学生通过实验操作，提高了实践操作能力和团队合作能力。在情感态度方面，学生通过实验课程，培养了对生物科学的兴趣和责任感。

然而，教学中也存在一些问题和不足。首先，部分学生对预习资料的学习不够认真，导致课堂实验操作过程中出现了一些问题。其次，部分学生在实验操作过程中存在不规范的行为，如不佩戴手套、不遵守实验规程等。最后，学生在实验过程中的行为习惯对实验结果和课堂纪律有很大影响。

针对教学中存在的问题和不足，我提出以下改进措施和建议。首先，加强对学生学习过程的监督和指导，确保他们能够充分利用预习资料。其次，加强实验操作的规范性教育，提高学生的安全意识。最后，加强对学生行为习惯的培养，提高课堂纪律。课堂小结，当堂检测一、课堂小结

1.DNA粗提取原理：利用DNA在不同溶液中的溶解性差异，通过物理或化学方法将DNA从细胞中释放出来，并使其沉淀。

2.DNA鉴定方法：常用的方法有沉淀法、电泳法等。电泳法是利用DNA分子在电场中的迁移速度差异来实现分离的方法。

3.实验步骤及注意事项：包括实验器材的清洁与消毒，试剂的配制与保存，实验过程中遵循操作规程等。

4.实验结果分析：观察DNA提取物的外观，通过紫外分光光度计测定DNA的浓度和纯度，进行电泳分析等。

二、当堂检测

1.选择题

（1）DNA粗提取的原理是利用DNA在不同溶液中的（）

A.溶解性差异B.电泳速