《DNA的粗提取和鉴定》教学设计

《DNA的粗提取和鉴定》教学设计
一、设计思想：
“生物技术实践”课程的基本理念是提高学生的科学素养，而生物实验教学是培养学生科学素养的重要途径和方法。

本实验的设计目的，一则是让学生通过实验建立自主探究的学习模式，一则主要培养学生的观察能力、动手能力等基本技能，从而提高学生的生物科学素养。

二、教材分析：
DNA粗提取和鉴定实验是开展分子生物学研究的基本技术，可以帮助学生初步了解分子生物学的基本实验方法，巩固课本中有关DNA的理论知识。

而DNA属于分子水平，学生对它的认识不是很直观，因此学生让亲自从细胞提取和鉴定DNA，不但可使学生学会有关方法和基本技能，还可以激发学生学习生物学的兴趣，加深对有关知识的认识。

三、教学设计：
【教学目的】
1、了解提取生物大分子的基本思路和方法
2、理解DNA粗提取和鉴定的原理
3、学习DNA得粗提取和方法
【教学重点】
1、DNA粗提取的原理和方法
2、DNA鉴定的原理和方法
【教学难点】
1、DNA粗提取的原理和方法
2、DNA鉴定的原理和方法
【课时安排】 1课时
【教学设计过程】
一、学习实验原理：
DNA的提取：DNA在NaCl溶液中的溶解度，是随着NaCl的浓度的变化而改变的。

当NaCl的物质的量浓度为0.14mOl/L时，DNA的溶解度最低。

利用这一原理，可以使溶解在NaCl溶液中的DNA析出。

DNA的提纯：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溶液。

利用这一原理，可以进一步提取出含杂质较少的DNA。

DNA的鉴定：DNA遇二苯胺(沸水浴)会染成蓝色，二苯胺可以作为鉴定DNA的试剂。

二、分析教学过程：
要提取DNA并鉴定提取物是DNA，要解决的主要问题有：①DNA主要存在于细胞核中，如何选取具核的生物组织作为实验材料。

②如何除去核膜和细胞膜，对于植物细胞又如何破壁。

③细胞核中除DNA外，还有其他一些大分子物质，且DNA以核蛋白体的形式存在。

那么，如何使DNA与蛋白质等其他的大分子物质分开。

④如何去除杂质使DNA更加纯化。

⑤如何验证提取物主要是DNA成分。

我们教学的重点就是要以这些主要问题为引子，引导学生在思考这些问题的同时，巩固基础知识，利用这些知识，设计实验步骤。

三、实验设计：
通过原理分析，我们可将实验步骤归纳为①释放组织细胞中的DNA，②粗提取DNA，③将粗提取的DNA进一步纯化，④鉴定提取物是DNA
实验材料：理论上，凡是含有DNA的生物材料都可以考虑。

1、选材原则不同生物的组织中DNA含量不同，在选取材料时，应选择DNA含量高、材料易得、便于提取的材料。

你认为提供的材料中哪些不适合提取DNA？（鱼卵、猪肝、菜花、
香蕉、鸡血、哺乳动物的红细胞、猕猴桃、洋葱、菠菜、月季花叶等，学生还可以自己提出实验材料，对一些优秀的学生，可引导设计实验，探究实验最适合的材料）（哺乳动物的血液）
2、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。

请选择动植物材料各一种。

——鸡血。

3、破碎细胞，获取含DNA的滤液
若选用鸡血和洋葱作实验材料，则怎样获取含DNA的滤液？（引导学生利用所掌握的知识设计操作步骤）（在鸡血细胞液中加入一定量蒸馏水并用玻棒搅拌，过滤后收集滤液；切碎洋葱，加入一定量洗涤剂和食盐，搅拌研磨，过滤后收集滤液。

）
在以上实验中，加入蒸馏水、洗涤剂和食盐的作用分别是什么？过滤时应当选用滤纸、还是尼龙布？
（血细胞在蒸馏水中大量吸水而胀破；洗涤剂瓦解细胞膜；食盐溶解DNA物质；选用尼龙布进行过滤。

）
在处理植物组织时需要进行研磨，其目的是什么？研磨不充分产生什么结果？
（破碎细胞壁，使核物质容易溶解在NaCl溶液中；研磨不充分会使DNA的提取量减少。

）（具体做法：10mL鸡血＋20mL蒸馏水→同方向搅拌→3层尼龙布过滤→滤液）
4、除去滤液中的杂质：最初获得的DNA滤液含有蛋白质、脂质等杂质，需要进一步提纯DNA。

根据三种方案提取并纯化DNA。

4、DNA析出与鉴定：在滤液中仍然含有一些杂质，怎样除去这些杂质呢？得到的DNA呈何颜色？（滤液与等体积的冷却酒精混合均匀，静置2～3分钟，析出的白色丝状物就是DNA。

DNA呈白色。

）
怎样鉴定析出的白色丝状物就是DNA呢？简述DNA的鉴定过程。

（具体做法。

试管2支，编号甲乙→各加等量5mLNaCl溶液→甲中放入少量白色丝状物，使之溶解→各加4mL二苯胺，混合均匀→沸水浴5min→观察颜色变化）
5、实验操作：学生根据教师的引导，通过小组讨论，设计好操作步骤，选择自己喜欢的实验材料进行实验。

教师巡视并参与学生的实验，起组织、指导、合作、促进作用。

其它注意事项：在鸡血中加入柠檬酸钠防止凝固；鸡血静置以提高细胞悬液浓度；使用塑料烧杯；使用尼龙布过滤；玻棒沿同一方向搅拌；玻棒搅拌要缓慢（细胞破裂快速搅拌）；玻棒不要碰到烧杯壁；二苯胺试剂要现用现配等。

为了提高DNA纯度，在科学实验中通常使用的洗涤剂有十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）、十二烷基硫酸钠（SDS）。