高中生物选修一DNA的粗提取与鉴定教案
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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0.14mol/L时，
思考、分析、 回答
使学生掌 握盐析法 的原理与 方法
DNA的溶解度随NaCl溶液浓度的增加 而逐渐降低；在0.14mol/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。
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
第一步： 在浓度较高的NaCl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NaCl溶液，用玻璃棒沿一个 方向搅拌1min，使DNA充分溶解。 板书：（1）溶解细胞核内的DNA第二步： 加蒸馏水降低NaCl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NaCl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。
食盐的作用： 食盐中主要含有NaCl，有利于DNA的 溶解。
去除 滤液 中的 杂质
问题：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 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
板书：（2）DNA的析出 在刚才实验中我们利用DNA在不同浓 度NaCl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。
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
方案二：直接在滤液中加入嫩肉粉，反 应10-15min
教案
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。
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℃的恒温水浴箱中保温10-15min。
利用的是DNA和蛋白质对高温耐受性 的不同，从而ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ蛋白质变性，与DNA分离。
过滤：用3～4层纱布对DNA稀释液进 行过滤，滤过蛋白质，收集DNA的粘 稠物。
这时DNA在哪里？ 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 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。
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
思考、
回答
使学生知 道破碎动 物细胞的 方法和原 理
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。
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
思考、
回答
使学生明 白为什么 要选用鸡 血细胞液 为材料
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
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的理化特性及根据其理化特性而提取和鉴定的原理。
思考、分析、 回答
使学生知 道DNA鉴 定的原理 和方法
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0.14mol/L时，DNA的溶解度随NaCl溶液浓度的增加 而逐渐降低；在0.14mol/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。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的高 温，而DNA在80°C以上才会变性 洗涤剂可以溶解细胞的细胞膜，去除脂 质和蛋白质,但对DNA没有影响
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
实验 材料 的选
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。
与鉴 定
择
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 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。
过滤:用3～4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
问题：鸡血细胞液可以直接用吗？
柠檬酸钠抗凝
破碎 细
胞， 释放DNA
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 么比较简便但是可行的方法可以破碎细 胞膜？
生物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。
思考、分析
使学生知 道DNA纯 化的原理 和方法
DNA的鉴
原理介绍：二苯胺法
在沸水浴的条件下，DNA遇二苯胺变
定
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。
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。
问题：如果溶液变蓝是否能说明DNA的存在?
在沸水浴的条件下，DNA遇二苯胺变 蓝。
因此，我们可以设计实验，通过破碎细
小结
小结
胞，释放DNA→溶解细胞核内的DNA→DNA的析出→DNA的初步纯化→DNA的鉴定
完成DNA的粗提取与鉴定 视频：DNA的粗提取与鉴定
板书设计
DNA的粗提取与鉴定1.破碎细胞，释放DNA2.去除滤液中的杂质
（1）溶解细胞核内的DNA（2）DNA的析出3. DNA的初步纯化4.DNA的鉴定
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 与鉴定”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。
教学反思
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。前者要加热， 后者不加热 板书：DNA的鉴定
如何通过控制NaCl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0．14mol／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。
理
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的NaCl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。
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0.14mol/L时，
思考、分析、 回答
使学生掌 握盐析法 的原理与 方法
DNA的溶解度随NaCl溶液浓度的增加 而逐渐降低；在0.14mol/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。
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
第一步： 在浓度较高的NaCl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NaCl溶液，用玻璃棒沿一个 方向搅拌1min，使DNA充分溶解。 板书：（1）溶解细胞核内的DNA第二步： 加蒸馏水降低NaCl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NaCl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。
食盐的作用： 食盐中主要含有NaCl，有利于DNA的 溶解。
去除 滤液 中的 杂质
问题：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 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
板书：（2）DNA的析出 在刚才实验中我们利用DNA在不同浓 度NaCl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。
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
方案二：直接在滤液中加入嫩肉粉，反 应10-15min
教案
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。
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℃的恒温水浴箱中保温10-15min。
利用的是DNA和蛋白质对高温耐受性 的不同，从而ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ蛋白质变性，与DNA分离。
过滤：用3～4层纱布对DNA稀释液进 行过滤，滤过蛋白质，收集DNA的粘 稠物。
这时DNA在哪里？ 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 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。
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
思考、
回答
使学生知 道破碎动 物细胞的 方法和原 理
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。
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
思考、
回答
使学生明 白为什么 要选用鸡 血细胞液 为材料
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
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的理化特性及根据其理化特性而提取和鉴定的原理。
思考、分析、 回答
使学生知 道DNA鉴 定的原理 和方法
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0.14mol/L时，DNA的溶解度随NaCl溶液浓度的增加 而逐渐降低；在0.14mol/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。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的高 温，而DNA在80°C以上才会变性 洗涤剂可以溶解细胞的细胞膜，去除脂 质和蛋白质,但对DNA没有影响
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
实验 材料 的选
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。
与鉴 定
择
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 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。
过滤:用3～4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
问题：鸡血细胞液可以直接用吗？
柠檬酸钠抗凝
破碎 细
胞， 释放DNA
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 么比较简便但是可行的方法可以破碎细 胞膜？
生物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。
思考、分析
使学生知 道DNA纯 化的原理 和方法
DNA的鉴
原理介绍：二苯胺法
在沸水浴的条件下，DNA遇二苯胺变
定
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。
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。
问题：如果溶液变蓝是否能说明DNA的存在?
在沸水浴的条件下，DNA遇二苯胺变 蓝。
因此，我们可以设计实验，通过破碎细
小结
小结
胞，释放DNA→溶解细胞核内的DNA→DNA的析出→DNA的初步纯化→DNA的鉴定
完成DNA的粗提取与鉴定 视频：DNA的粗提取与鉴定
板书设计
DNA的粗提取与鉴定1.破碎细胞，释放DNA2.去除滤液中的杂质
（1）溶解细胞核内的DNA（2）DNA的析出3. DNA的初步纯化4.DNA的鉴定
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 与鉴定”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。
教学反思
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。前者要加热， 后者不加热 板书：DNA的鉴定
如何通过控制NaCl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0．14mol／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。
理
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的NaCl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。