DNA的粗提取與鑒定教案

1、教案課題教材分析學(xué)情分析教學(xué)目標(biāo)教學(xué)重點教學(xué)難點教學(xué)資源dna 的粗提取與鑒定本實驗既是對組成細(xì)胞化合物的驗證，也是加強(qiáng)學(xué)生對細(xì)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。 教材首先介紹了該實驗的“實驗原理”。教材接著說明了 dna 的粗提取與 鑒定的目的要求。教材第三部分清楚地列出了該實驗的材料用具。教材第 四部分更為詳細(xì)地介紹了該實驗的方法和步驟。通過必修 2遺傳與進(jìn)化的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)了解了證明 dna 是主要 的遺傳物質(zhì)的實驗證據(jù)，知道生物體的形狀之所以能夠遺傳給后代，是由 于生物體內(nèi)具有 dna 或 rna 這些遺傳物質(zhì)。通過本課題的學(xué)習(xí)，使學(xué)生 對 d

2、na 有一定的感性認(rèn)識。1、知識目標(biāo)理解 dna 的理化特性及根據(jù)其理化特性而提取和鑒定的原理。 2、能力目標(biāo)（1） 初步掌握 dna 的粗提取和鑒定的方法。（2） 在對實驗原理、步驟的理解和分析過程中發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維。 3、情感、態(tài)度、價值觀在科學(xué)實驗過程中培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)比較細(xì)致、實事求是的科學(xué)態(tài)度。dna 的粗提取與鑒定方法及其相關(guān)原理dna 的粗提取與鑒定方法及其相關(guān)原理相關(guān)圖片、視頻教學(xué)過程教學(xué)階段教師活動學(xué)生活動設(shè)計意圖時間這節(jié)課，我們一起學(xué)習(xí)“dna 的粗提取 與鑒定”技術(shù)。引入實驗dna的粗材料提取的選板書：dna 的粗提取與鑒定dna 的提取技術(shù)是整個基因工程技術(shù) 基礎(chǔ)。基本上

3、，不論是出于何種目的的 分子生物學(xué)實驗，大到被稱為“人類阿 波羅計劃”的人類基因組計劃，小到今 天已經(jīng)被我們熟知的親子鑒定，dna 提 取技術(shù)都是其中基礎(chǔ)的基礎(chǔ)。而其他諸 如 rna 的提取，質(zhì)粒的提取等實驗， 都可以說是參考這一技術(shù)改進(jìn)，或者重 新設(shè)計出來的。這節(jié)課，我們一起學(xué)習(xí) dna 的粗提取 與鑒定技術(shù)。首先，我們應(yīng)該選取合適的實驗材料。1 / 7傾聽開門見山， 使學(xué)生明白 dna 提取技術(shù)的 重要性，引 發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與鑒擇問題：教材中列舉了很多中材料，請你定從中選出 2-3 種。思考、回答原則：凡是含有 dna 的生物材料都可 以考慮，但是，選用 dna 含量相對較 高的生物組織

4、，成功的可能性更大。 那么教材中選擇雞血細(xì)胞液作為實驗材 料，而相對于其他材料雞血細(xì)胞液，有 什么優(yōu)點呢？1. 雞是真核生物，真核生物的 dna 都在 染色體上。2. 鳥類的血細(xì)胞核大， dna 多（從核 dna 數(shù)目來看，豬 38 條，雞 78 條，哺 乳動物血 0 條，獼猴桃 58 條，洋蔥 16 條，豌豆 14 條，菠菜 12 條，大腸桿菌 1 條）3. 不需要破除細(xì)胞壁選用雞血細(xì)胞液還有一個好處雞血 比較容易獲得，那么我們?yōu)槭裁床挥貌?乳動物的紅細(xì)胞呢？哺乳動物成熟的紅細(xì)胞沒有細(xì)胞核問題：雞血細(xì)胞液可以直接用嗎？ 檸檬酸鈉抗凝使 學(xué) 生 明白 為 什 么要 選 用 雞血 細(xì) 胞 液為材

5、料問題：雞血細(xì)胞雖然沒有細(xì)胞壁，但是 思考、回答 依然有細(xì)胞膜，以你所學(xué)的知識，有什么比較簡便但是可行的方法可以破碎細(xì)胞膜？生物會考的實驗是質(zhì)壁分離，你還記得方法和原理嗎?所以為了破碎雞血細(xì)胞，我們可以反其使 學(xué)道 破物 細(xì)方 法理生 知碎 動胞 的和 原破碎細(xì)胞，釋放dna道而行之，在雞血細(xì)胞液中加入一定量 的蒸餾水，使其吸水脹破，達(dá)到破碎細(xì) 胞的目的。加入蒸餾水的同時，要用玻璃棒進(jìn)行攪 拌方法：單向，快速，5min，速度力量不 要過于猛烈，防治打碎 dna。目的：加速血細(xì)胞破裂問題：這是我們獲得的將是含有細(xì)胞膜、 細(xì)胞器的碎片液體，我們?nèi)绾纬醪将@得 含有 dna 的液體?過濾2 / 7去除

6、濾液中的雜質(zhì)可以用濾紙過濾嗎？不可以，孔徑太小。需要用到 3-4 層紗 布，除去一些顆粒較大的雜質(zhì)，獲得含 有 dna 的濾液。這時 dna 在哪里？濾液里。板書：破碎細(xì)胞，釋放 dna對于動物細(xì)胞我們可以利用細(xì)胞的滲透 壓來破碎細(xì)胞，但是很多情況下，人們 不得不面對植物材料，那么我們是不是 還可以通過加入一定量的蒸餾水來漲破 細(xì)胞呢？植物細(xì)胞有細(xì)胞壁的支持和保護(hù)，因此 吸水不會漲破。我們通常通過研磨來破碎植物細(xì)胞的細(xì) 胞壁。在研磨的過程中，一般還會加入 洗滌劑和食鹽。洗滌劑的作用：洗滌劑也分為親水基團(tuán)和親脂基團(tuán)，可 以與細(xì)胞膜中的蛋白質(zhì)結(jié)合，使之溶解， 進(jìn)而瓦解細(xì)胞膜。食鹽的作用：食鹽中主要

7、含有 nacl，有利于 dna 的 溶解。問題：這時的濾液可能含有哪些細(xì)胞成 分？主要有 rna、核蛋白、多糖等那么我們應(yīng)該如何將 dna 單獨分離出 來？板書：去除濾液中的雜質(zhì)提取生物大分子的基本思路是選用一定 的物理或化學(xué)方法分離具有不同物理或 化學(xué)性質(zhì)的生物大分子。對于 dna 的 粗提取而言，就是要利用 dna 與 rna、 蛋白質(zhì)和脂質(zhì)等在物理和化學(xué)性質(zhì)方面 的差異，提取 dna，去除其他成分。 背景介紹;dna 的溶解性圖片：dna 在 nacl 溶液中的溶解度曲 思考、分析、使 學(xué) 生 掌線問題：在什么濃度下， dna 的溶解度最??？ dna 在 nacl 溶液中的溶解度是如何變

8、 化的？在 nacl 溶液濃度低于 0.14 mol/l 時，3 / 7回答握 鹽 析 法的 原 理 與方法dna 的溶解度隨 nacl 溶液濃度的增加而逐漸降低；在 0.14 mol/l 時，dna 溶解度最小；當(dāng) nacl 溶液濃度繼續(xù)增加時，dna 的溶解度又逐漸增大。如何通過控制 nacl 溶液的濃度使 dna在鹽溶液中溶解或析出？當(dāng)氯化鈉的物質(zhì)的量濃度為 2 mol l時，dna 的溶解度最大，濃度為 014moll 時，dna 的溶解度最低。利用這一原理，可以使 dna 在鹽溶液中溶解或析出為什么反復(fù)地溶解與析出 dna，能夠去除雜質(zhì)？用高濃度的鹽溶液溶解 dna，能除去在高鹽中不

9、能溶解的雜質(zhì)；用低鹽濃度使dna 析出，能除去溶解在低鹽溶液中的雜質(zhì)。第一步：在濃度較高的 nacl 溶液溶液中核蛋白容易解聚，游離出的 dna 溶解在溶液中。方法：在溶液中加入兩倍體積的濃度為2mol/l 的 nacl 溶液，用玻璃棒沿一個方向攪拌 1min，使 dna 充分溶解。板書：（1）溶解細(xì)胞核內(nèi)的 dna第二步：加蒸餾水降低 nacl 溶液濃度，使 dna析出。方法：緩慢貼壁加入蒸餾水，并輕輕地沿一個方向不停地均勻攪拌，以利于dna 分子的附著和纏繞。同時應(yīng)注意控制加水量，使 nacl 溶液的終濃度為0.14mol/l，直到溶液中絲狀物不再增加時為止。板書：（2）dna 的析出在剛

10、才實驗中我們利用 dna 在不同濃度 nacl 溶液中溶解度不同的特性，去 思考、分析、通過對，其 他 兩 種 方 案的分析，除雜質(zhì)。那么課本中還給出了其他兩種方案，請 你閱讀教材 p56，思考這兩個方案的原 理。4 / 7回答使 學(xué) 生 深入 理 解 純化 dna 的方 法 和 原方案二：直接在濾液中加入嫩肉粉，反應(yīng) 10-15min嫩肉粉的主要成分是木瓜蛋白酶，利用蛋白酶分解雜質(zhì)蛋白，從而使提取的dna 與蛋白質(zhì)分開方案三：將濾液放在 60-75 的恒溫水浴箱中保溫 10-15min。利用的是 dna 和蛋白質(zhì)對高溫耐受性的不同，從而使蛋白質(zhì)變性，與 dna分離。過濾：用 34 層紗布對

11、dna 稀釋液進(jìn)行過濾，濾過蛋白質(zhì)，收集 dna 的粘稠物。我們剛才說了 dna 提取技術(shù)是分子生物學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)，但如果提取的 dna量不夠且其中含有較多雜質(zhì)，是無法用于其它操作的。所以我們必須對 dna進(jìn)行進(jìn)一步的純化。原理也是 dna 的溶解性。背景介紹：dna 不溶于酒精溶液，但是細(xì)胞中的某 思考、分析 些蛋白質(zhì)則溶于酒精。在實驗中，我們可以使用預(yù)冷的酒精，使 dna 能夠更好地凝結(jié)方法：理使 學(xué) 生 知道 dna 純化 的 原 理和方法dna的初步純化dna的鑒將 dna 粘稠物再溶解，繼續(xù)用 2mol/l 的 nacl 溶液 20ml 溶解 dna 黏稠物， 仍舊沿一個方向不停攪拌

12、3min，使dna 充分溶解。過濾:用 34 層紗布進(jìn)行過濾，濾去雜 質(zhì)，收集含有 dna 的濾液。純化：向濾液中貼壁緩慢加入 50ml 預(yù) 冷的體積份數(shù)為 95%乙醇，并用玻璃棒 朝一個方向緩慢、均勻地攪拌，溶液中 會出現(xiàn) dna 絲狀物。板書：dna 的初步純化預(yù)冷的酒精具有以下優(yōu)點：1.抑制核酸水解酶活性，防止 dna 降解 2.降低分子運動，易于形成沉淀析出 3.低溫有利于增加 dna 分子柔韌性，減 少斷裂原理介紹：二苯胺法在沸水浴的條件下， dna 遇二苯胺變5 / 7定藍(lán)。方法：溶解：在物質(zhì)的量濃度為 2mol/l 的 nacl 溶液 5ml，放入絲狀物，用玻璃棒攪拌，使之溶解。

13、思考、分析、 使 學(xué) 生 知顯色：加入 4ml 的二苯胺試劑。混合均 回答 勻后，將試管置于沸水中加熱 5min。問題：如果溶液變藍(lán)是否能說明 dna 的存在?設(shè)置對照組：在 5ml 體積的 2mol/l 的nacl 溶液中加入 4ml 的二苯胺試劑，置于沸水中加熱 5min。對比：除了可以使用二苯胺法，還有什 么方法可以鑒定 dna？用甲基綠溶液直接滴在有 dna 絲狀物 的載玻片或玻棒上，呈藍(lán)綠色反應(yīng)。只 用一種即可，不混合用。前者要加熱， 后者不加熱板書：dna 的鑒定我們根據(jù)所需分離物質(zhì)與其他物質(zhì)物理 或者化學(xué)性質(zhì)的不同，來提取生物大分 子物質(zhì)。而通過今天的學(xué)習(xí)，我們知道 dna 有以

14、下物理或者化學(xué)的特性是與 其他生物大分子物質(zhì)不同的：在 nacl 溶液濃度低于 0.14 mol/l 時，dna 的溶解度隨 nacl 溶液濃度的增加而逐漸降低；在 0.14 mol/l 時，dna 溶 解度最??；當(dāng) nacl 溶液濃度繼續(xù)增加 時，dna 的溶解度又逐漸增大。 dna 不溶于酒精溶液，但是細(xì)胞中的某道 dna 鑒定 的 原 理和方法小結(jié)些物質(zhì)則可以溶于酒精。利用這一原理， 可以將 dna 與蛋白質(zhì)進(jìn)一步分離小結(jié)小結(jié)蛋白酶能水解蛋白質(zhì)，但是對 dna 沒 有影響大多數(shù)蛋白質(zhì)不能忍受 6080c 的高 溫，而 dna 在 80c 以上才會變性 洗滌劑可以溶解細(xì)胞的細(xì)胞膜，去除脂 質(zhì)和蛋白質(zhì),但對 dn