3.1 DNA粗提取与鉴定实验改进说课-2023-2024学年高二下学期生物人教版选择性必修三

“DNA粗提取与鉴定”的实验改进 新人教版（2019）选择性必修3第三章第一节 01 教材分析 02 学情分析 04 实验内容与方法 03 教学目标 05 教学过程设计 说课内容 06 教学反思与自我评价 01 教材分析 该实验是新高考考点之一。该实验有助于帮助学生对DNA的建立感性认识，加深基因工程技术赋予生命新特性的理解，从而提升学生生物学科素养。 能力基础 学生已具备分析和解决问题的能力 可进行简单的实验设计、动手操作能力。 知识基础 掌握蛋白质、DNA的组成、分布及特点、认识DNA是主要遗传物质等知识，但对DNA的认识比较抽象，认为DNA是看不见的，必须在显微镜下观察。 02 学情分析 4 03 教学目标 1.尝试用香蕉进行DNA的粗提取。 2.熟悉DNA、蛋白质等分子特点，进行DNA提取过程中杂质的去除，提升实验成功率，同时形成结构与功能相适应的生命观。 3.在实验中培养学生严谨细致、积极探索的科学态度，提升学生实验操作能力，养成学生团结协助精神。 4.激发并增强学生运用生物学知识去关注社会热点问题，尝试用生物学知识去理解问题。 04 实验内容与方法 （1）实验内容:DNA粗提取与鉴定的实验改进 （2）实验原理： DNA不溶于酒精，但某些蛋白质溶于酒精 DNA在2mol/L的NaCl溶液中溶解度较高 DNA＋二苯胺试剂 蓝色（鉴定DNA） 蛋白酶水解蛋白质，双缩脲试剂＋蛋白质→紫色（DNA纯度粗略测定） 沸水浴 04 实验内容与方法 （3）教学重点：DNA粗提取与鉴定实验原理、过程。 教学难点：实验室允许的条件下，通过更简易的装置、药品对实验 改进的探究，缩短时间、成本，一定程度上提升DNA纯度。 04 实验内容与方法 自主实验 实验改进探究 确定方案 实验验证 环节一： 自主实验 （发现问题） 环节二： 实验改进探究 环节三： 实验验证 环节一：自主实验 05 教学过程设计 优点1：该研磨液能够很好的溶解细胞膜、释放DNA，抑制DNA酶活性，很好的保持DNA完整性，保障后续实验的正常进行。 优点2：鉴定装置小巧，便于携带。 设计意图:通过学生自身经历，总结、分析、归纳，最终发现问题。 环节一：自主实验 05 教学过程设计 3.药品：药品昂贵，配置复杂，且实验室只有少量的95%乙醇，但有大量无水乙醇。 1.材料：洋葱刺激性气味强，辣眼睛，且研磨久，耗时久。 2.装置：①研钵小，不易研磨，且研磨不充分，核DNA没有充分释放，过滤时间也慢，耗时久，最后易显色不明显。②DNA容易吸附在玻璃仪器上，使DNA含量降低。③鉴定装置小，需要量多，容易损坏。 提出问题：你能设计方案来改进教材实验的不足且能一定程度提高提取DNA 纯度吗？ 05 教学过程设计 环节二：实验改进探究 分3个创新小组（小组合作）： 1.材料改进、装置创新组 2.药品创新组 3.DNA纯度提升创新组 设计意图:教师引导小组通过已学实验知识，自主查找资料，改进创新，解决新知问题，培养学生小组合作探究精神，提高学生解决问题能力。 1.材料改进、装置创新组 洋葱刺激性气味强，辣眼睛，且难研磨充分，耗时久，一般研磨在10-15分钟 材料改进 香蕉的体细胞DNA数33条（洋葱体细胞16条）比洋葱丰富，无刺激性气味，研磨简单充分，耗时短， 研磨＋过滤一般在5分钟左右完成。 综合成本、材料是否易取、DNA含量等方面考虑 1.材料、装置创新组 ①改进研磨、过滤装置 ②玻璃仪器换成塑料仪器 装置创新 2.装置：①研钵小，不易研磨，且研磨不充分，核DNA没有充分释放，过滤时间也慢，耗时久，最后易显色不明显。②DNA容易吸附在玻璃仪器上，使DNA含量降低。③鉴定装置小，需要量多，容易损坏。 ③改进鉴定装置 玻璃试管→塑料管 玻璃烧杯→塑料烧杯 玻璃棒→筷子 玻璃滴管→有刻度的塑料滴管 2.药品创新组 药品昂贵，配置复杂，且实验室只有少量的95%乙醇，但有大量无水乙醇。 ①更换研磨液，降低成本 洗洁精研磨液 （水：洗洁精：氯化钠 =10ml：2滴：2g） ②设计实验确定无水乙醇能否代替95%乙醇 自变量：在上清液中分别加入 等体积95%乙醇 等体积无水乙醇 2倍体积无水乙醇 二苯胺试剂鉴定DNA 3.DNA纯度提升创新组 设计改进实验，提高提取成功率，提升DNA纯度（双缩脲试剂粗略判断） 不加蛋白酶 加蛋白酶 粗提取DNA可能有蛋白质、多糖、RNA等杂质，通过了解核DNA在染色体上，染色体组成是DNA和蛋白质，所以通过蛋白酶水解蛋白质入手，使蛋白质与DNA分离，达到一定程度的提纯过程。 提取DNA丝状物 二苯胺试剂 鉴定DNA 双缩脲试剂 粗略判断DNA纯度 提供材料：香蕉 提供仪器：PE密实袋、试管架、烧杯、塑料管、筷子、有刻度的胶头滴管、恒温水浴箱、电子天平 提供药品：洗洁精、2mol/L NaCl溶液、 NaCl晶体、蛋白酶、自来水、预冷的无水乙醇、二苯胺试剂、双缩脲试剂。 05 教学过程设计 环节二：实验改进探究 根据上述探究过程，设计改进实验步骤： 常温香蕉 冷藏香蕉 换成 05 教学过程设计 环节二：实验改进探究 步骤创新 05 教学过程设计 环节二：实验改进探究 双缩脲试剂粗略判断DNA纯度 无酶 有酶 二苯胺试剂鉴定DNA 有酶 无酶 沸水浴后显色情况 环节三：实验验证 05 教学过程设计 设置意图：通过实验现象对比推出，培养学生的总结能力，解决了本节重难点问题，完成实验教学内容。 对照组 改进前 改进后 对照组 时间：1个小时以上 时间：35分钟左右 998 (9) - 实验材料 师生共评，填写实验活动评价表 20 课后巩固 课后训练，巩固知识 优点： 1、降低了成本，简化了操作、缩短了时间，提高实验成功率。 2、以科学实验的一般步骤贯穿了整个实验过程，突破了重、难点。 3、不直接给出实验方案，学生自主摸索、探究、设计再改进，改进后还完善补充，培养了学生们严谨、创新的科学精神。 4、实验材料来源于生活，贴近生活很好地告诉学生只要用心，生活处处是实验，在家也可以得到DNA。 不足： 1、4-6人一组，操作简单快速，导致部分学生未有机会动手，2人一组最合适。 2、学生的实验操作水平有待提升，上课多注重学生操作规范性强调。 3、应多探究一些提升DNA纯度的方法。 06 教学反思与自我评价（教师） 感谢聆听 望批评和指正 24 $$