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五、教学设计思路 | | | | | | 介绍DNA物理化学性质（利用溶解性曲线图训练识图能力） | 提取原理：1、溶解性 2、耐受性 鉴定原理：特定颜色反应 | | | | | | | | | 任务：现场书写主要步骤（特别指出本步骤处理的结果是获得含DNA的滤液还是析出物） | | | 1（1次加酒精）2（2次DNA析出）3（3次用2mol/lNaCl溶解DNA）4次过滤 | | | | | | |
六、教学过程： 师：上课。生：老师好！师：同学们好！ 师：大家请看大屏幕，这是哪个分子的结构？生：DNA！对，这就是DNA分子的……双螺旋结构！生物技术的发展日新月异，自从了解DNA分子结构之后，多少科学家想利用它的物理和化学性质，将它从细胞中分离出来。最后，终于实现了。今天我们就来学习DNA的粗提取和鉴定这节课。 师：首先看提取思路，那就是利用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。首先让我们了解DNA分子的溶解性。DNA分子在不同盐溶液中溶解度不同，大家看这幅图，请思考1、DNA在NaCl盐溶液中溶解度最小的盐浓度是多少？ 生：0.14mol/l 师：对，溶解度最小的是0.14mol/l，溶解度最大是2mol/l。那溶解度随盐浓度是如何变化的呢？ 生：随盐浓度的变大溶解度先降低后增大。 师：如何控制盐溶液浓度，让DNA溶解或析出呢？ 生：在2 mol/l时溶解度最大，如果想多溶解DNA放于2mol/l溶液中，从2mol/l降低到0.14mol/l时，DNA会析出。 师：此外DNA不溶于酒精中，但细胞中某些蛋白质则可以溶解到酒精中，利用这一原理可以将DNA和蛋白质进一步分离。 师：2、DNA对酶、高温和洗涤剂的耐受性不同。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的高温，而DNA在80°C以上才会变性。洗涤剂可以瓦解细胞膜，但对DNA没有影响。 3、DNA的鉴定。在沸水浴的条件下，DNA与二苯胺反应呈现蓝色，因此，二苯胺可以作为鉴定DNA的试剂。 师：在学习了DNA分子的理化性质后，我们要利用这些性质设计实验，粗提取和鉴定DNA。相信同学们已经预习，我们今天主要通过四个问题引领，通过小组自学和讨论，师生共同答疑的方式来学习实验步骤的。问题请看大屏幕…… 问题讨论1：什么样的材料更适合提取DNA？ 对植物和动物细胞处理的方法是否相同？ 问题讨论2：去除滤液中的杂质即初步纯化粗提取DNA有 哪几种方案，有什么不同？ 问题讨论3：DNA在酒精中析出时注意哪些问题才能确保得 到白色丝状物？ 问题讨论4：鉴定DNA的具体方法是什么？在必修1教材实 验中还用到哪种试剂来观察DNA在细胞中的分布 生：分组讨论10分钟 师：问题1 生：含DNA丰富的细胞，破碎植物细胞时应加入洗涤剂和食盐。加入洗涤剂的目的是瓦解细胞膜，释放核物质DNA，加入食盐的目的是溶解DNA。 师：看来同学们掌握的很不错，第一步是选择实验材料，第二步就要…… 师生共同：破碎细胞，释放核物质DNA 师：那第二步收集的是固体物还是液体用于第三步的实验呢？ 生：是含有核物质DNA的滤液。而纱布上留下的固体物是含有细胞膜（植物细胞还有细胞壁）。， 师：问题2 生：三种方案。第一种方案是向滤液中加入2mol/l的NaCl,充分溶解DNA，过滤去除杂质，加入蒸馏水，使DNA析出直至析出物不再增加，过滤得到DNA析出物，去除溶液中的杂质。可反复多次溶解DNA去除杂质。再将析出物溶解到2mol/l的NaCl，用纱布过滤去杂质后，再向滤液中加入等体积的冷酒精进一步提纯。 师：大家看总共至少加入了几次NaCl？有几次过滤？ 生：至少两次加入NaCl，三次过滤 师：三次过滤，DNA都是在滤液中吗？ 生：不是，第一次DNA在滤液中，第二次DNA在析出物中，第三次DNA在滤液中。 师：同学们回答的非常好，这里考查的非常细，我们要学会用比较、统计的方法来明析要点和记忆。后面两种方案有哪位同学给大家介绍介绍…… 生：利用直接向滤液中加入嫩肉粉，即木瓜蛋白酶，将滤液中的蛋白质分解，达到去除蛋白质的目的。 生：将滤液放在60－75度的恒温水浴箱中保温10－15min,严格控制温度。 师：大家看这三种方案都是利用了DNA的什么理化性质？ 生：溶解性、对高温和酶的耐受性！ 师：对，正是利用这些理化性质将它分离出来。 师：问题3 生：加入与滤液等体积、冷却的酒精，体积分数为95%，用玻璃棒轻缓地沿一个方向搅拌，卷起白色丝状物。 师：很好。这就是利用了DNA不溶解于酒精中，而蛋白质溶解于酒精中，把DNA和蛋白质进一步的分离。 师：下面我们看问题4. 生：先将丝状物溶解于2mol/l的NaCl溶液中溶解，再加入4ml二苯胺试剂，沸水浴中加热，与空白对照组对照比较颜色变化。 师：DNA鉴定时用到特殊试剂二苯胺，沸水浴下水浴加热。会出现什么颜色呢？ 生：蓝色。 师：很好。在前面必修1教材里，我们曾经学过“观察DNA和RNA在细胞中的分布”当时用到了一种染色剂是什么？ 生：甲基绿吡啰红染色剂 师：非常好，甲基绿吡啰红混合染色剂将DNA染成绿色。看来同学们的基础掌握的非常好。 师：经过我们共同的努力，我们把DNA粗提取和鉴定的操作过程学习了。现在我们请同学们把这几个步骤，自行书写下来。请两位同学上黑板上来写。其他同学在座位上写。要求：先写一句概括性话语，具体细节只写相关试剂和关键操作方法，要求写出此步骤中DNA在哪里？ 生：书写步骤（6－8分钟） 师：请两位同学上黑板纠正错误。 师：刚才同学们比较好的书写了实验步骤。它们是：1、材料的选择（DNA含量丰富的细胞） 2、破碎细胞释放DNA（含核物质DNA的滤液） 3、去除滤液中的杂质（最终将DNA再溶解在2mol/lNaCl中，去除杂质后留在滤液中）4、DNA的析出与鉴定（向2mol/lNaCl 中加入冷酒精，让DNA析出物在沸水浴下与二苯胺反应显蓝色） 师：下面请大家总结一下，在本实验中至少有几次过滤，几次DNA析出，几次加蒸馏水，几次加NaCl,几次加酒精呢？ 师生总结：1（1次加酒精）2（2次析出）3（3次用2mol/lNaCl溶解DNA）4次过滤（1去除细胞膜） 师：最后让我们一起来看本节内容的视频 七、教学板书： 课题 DNA的粗提取与鉴定 一、DNA的理化性质 1、溶解性 2、耐受性 3、鉴定 二、实验设计 1、材料的选择 2、破碎细胞释放DNA 3、去除滤液中的杂质 4、DNA的析出与鉴定
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发表于 2015-3-25 20:21:35
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