《植物DAN粗提取与鉴定》项目式教学设计 -2025-2026学年高二下学期生物人教版选择性必修3

《植物DAN粗提取与鉴定》项目式教学设计 河池市宜州区实验高中 韦秀华 一. 项目概述 项目名称：《植物DAN粗提取与鉴定》 年级： 高二 项目周期：大约1周（可根据实际情况调整） 核心驱动问题： 教材实验所用的研磨液及离心机本校实验室无法提供，“我们能不能用家庭日常用具完成这个项目？” 二．学情分析 本校本届高二生物选科的学生，已经经过一年多的高中生物项目式学习、教学模式实践，这一次问题一经抛出，很多学生心领神会，解决问题的那套流程，仿佛对他们来说已经如行云流水，还跟老师玩梗“懂了”（出自“秒懂百科”），周末我们保证完成任务！各个项目经理急着表态，实验室里见分晓！ 周末学生会通过查询资料（尤其是网络小视频）来动手实践，从各生活场景到实验室，能够以强带弱，提高不同层次学生的学习兴趣，加深知识理解，强化小组合作能力。 三．核心素养目标 1. 生命观念：通过亲手从植物组织（如洋葱、香蕉或菜花）中提取DNA，学生能够直观地认识到DNA不仅是抽象的遗传物质，更是具有特定物理和化学性质的实体分子。在理解DNA能溶于2mol/L的NaCl溶液、不溶于冷酒精等特性的过程中，深化对“结构与功能观”以及“物质与能量观”的理解，建立从微观分子层面认识生命本质的观念。 2. 科学思维：在项目推进过程中，学生需要基于DNA的理化性质（如溶解性、耐受性）来推导和构建提取与鉴定的实验逻辑。例如，思考为何植物材料需要研磨以破坏细胞壁，为何加入洗涤剂以瓦解细胞膜，以及为何使用预冷酒精进行沉淀。通过对比不同植物材料的提取效果，或分析实验失败的原因（如未析出白色絮状物），培养学生基于证据进行逻辑推理、模型建构以及批判性分析问题的能力。 3. 科学探究：这是项目式教学的核心。学生需经历完整的探究实践过程：从选材（遵循DNA含量高、易获取的原则）到实验方案设计，再到动手操作（研磨、过滤、析出、二苯胺沸水浴鉴定）。在操作中，要求学生卷取DNA、控制沸水浴温度等，锻炼其动手实践与观察能力。学生对传统实验进行创新改进（如自制过滤装置、探究不同研磨方式对提取量的影响），从而提升其解决真实问题和创新设计的能力。 4. 态度责任（科学态度与社会责任）：通过了解DNA粗提取技术只是条件不足的替代操作，在法医学个体识别、农业生产及基因工程中的实际应用等是精细过程，要有严谨科学态度；引导学生关注生物技术对社会发展的影响，初步建立科技伦理意识与社会责任感；在小组合作完成项目的过程中，也能有效提升团队协作与沟通交流能力。 四．方法与策略： 方法： 教学方法有讲述法、讨论法、提问法、演示法、问题引导法等； 学法有小组合作、问答法、交流讨论法、归纳总结法等。 策略： 1. 通过查阅资料自主探究获取信息。 2.通过和小组协作，完成从设计、实践到优化的完整项目流程。 五．项目实施过程 项目第一阶段（周末前）：抛出问题，启动项目 《高中生物选择性必修3》教材中的“探究·实践——DAN的粗提取与鉴定”学生非常感兴趣，很想实践，老师明确说明：我们实验室不能提供研磨液和离心机及其配套用品，鉴定试剂可以网购，剩下的任务大家就近就简想办法解决。本周末，能在课余时间完成部分实践活动的在课余完成，不能或者不便的依据具体情况下周实验室补充。 项目第二阶段（周末前）：研讨教材，查阅资料，理解原理，规划方案 学生分组讨论教材相应资料，借助班级一体机和手机联络员手机查询，初步理解DNA粗提取及鉴定原理，依据实际情况，各小组展示设计方案，师生共同评议方案的可行性和科学性，提出修改建议，明确各组实践方案，写出实验原理、步骤等。 项目第三阶段（周末）：依据规划方案进行部分实践 鉴定试剂需现用现配，用到浓硫酸，危险性大，要求统一在实验室再进行， 对于粗提取实践阶段，学生查阅到了家庭小实验模式，一半的学生就利用周末课余时间，先期在家里、奶茶店等场所实践了。还录下实践视频，分享到各班级群里交流，同时还讨论了各种实践过程碰到的疑惑。鉴于一部分学生周末住校等原因没有实际参与动手操作，实践活动还要转移到实验室再继续。 项目第四阶段（实验室）：依据实验原理、步骤等完成全程实践 工作日学生回校后，上课时师生依据部分同学周末的实践情况小结反馈，分班级分组到实验室继续实践。 附照片（说明）： （一）原理理解：结合教材、配套练习册学案，观看查询到的相关视频资料，同时针对学案和视频中的一些原理解说提出问题。 1.揉碎植物组织时为什么尽量不要产生泡泡？ 2.洗洁精的作用是破坏细胞壁，释放DNA ? 3.盐的作用就是消除DNA中的电荷，让DNA聚集析出？ 通过进一步讨论查询，对实验原理有更深的理解。对实验操作细节似乎胸有成竹，自信满满地行动了。 （二）实验操作 周末课余独立完成，并制作视频分享交流： 实验室补充实践继续： 科代表理顺实验步骤，并板书在黑板上。 团结协作 草莓、香蕉、胡萝卜 草莓、紫甘蓝 玉米、葡萄 小西红柿 DNA鉴定 DNA鉴定 DNA鉴定 （三）撰写最终的项目研究报告。 （四）进行多元化的项目评价。 不仅看是否提取出DNA，还要评价其对原理理解清晰度，操作细节把握，课余独立完成能力，总结反思归纳能力等等。 提取出DNA（10分） 核实资料原理（10分） 课余独立完成（20分） 积极操作（20分） 团结协作（20分） 总结反思（20分） 总分 1组 2组 3组 …… 项目第五阶段：总结反思 经过引导，学生对视频解说原理等知识点的核实纠偏，不仅防止错误理解，更能提高自主学习能力，拓展知识广度。在他们实验报告中作出如下总结反思： 1.物理研磨揉碎等破坏细胞壁，洗洁精主要是破坏细胞膜和核膜，释放DNA。 2．产生泡沫不利于清晰分层。 3.预冷无水乙醇原理： 降低溶解度：乙醇降低了溶液的介电常数，使得DNA分子间的静电斥力减弱。 脱水作用： 醇类夺取了DNA周围的水化层，导致DNA溶解度急剧下降而析出。 低温抑制细胞内核酸酶（DNase）的活性：，防止DNA在提取过程中被降解。 4.盐（通常是醋酸钠、氯化钠等）在提取过程中扮演了关键角色： 中和磷酸骨架的负电荷 降低DNA在水中的溶解度（盐析效应） 总结来说： 盐的作用是中和DNA的负电荷（消除排斥力）以及剥夺DNA的水化层（降低溶解度），这两者共同作用才让DNA聚集在一起。如果仅仅是“消除电荷”而没有改变溶解度环境，DNA可能依然悬浮在溶液中而不会沉淀。通常配合冷乙醇或异丙醇使用。 5.部分学生能总结得出“植物组织的新鲜程度对成功有重要影响”。有少数同学能从酶催化角度去理解。 11 学科网（北京）股份有限公司 $