3.1DNA的粗提取与鉴定 创新实验说课2026-2027学年高二下学期生物人教版选择性必修3

《DNA的粗提取与鉴定》教学设计 容县杨梅中学 梁非 一、教材分析 本实验选自人教版高中生物选择性必修3《生物技术与工程》。DNA是遗传信息的载体，学生虽已学习其结构，但对“DNA作为实体物质”缺乏直观感受。本实验通过生活化材料提取DNA，将抽象概念具象化，既巩固“结构与功能相统一”的生命观念，又为后续基因工程等学习奠定实证基础。 二、学情分析 普通高中学生动手意愿强，但实验条件有限，对微观分子的认识多停留于图示。他们具备基本的细胞结构知识，对“酶”“细胞膜”等概念有一定理解，但尚未经历完整的科学探究过程。本设计利用低成本生活化试剂和多材料对比，降低认知门槛，激发探究兴趣。 三、教学目标 1.生命观念：通过亲手提取DNA，理解核酸作为生命物质基础的化学本质，认同遗传物质的实体性。 2.科学探究：经历“预测—实验操作—观察记录—对比分析”的完整过程，学会控制变量、运用对比实验方法获取证据。 3.科学思维：能基于不同材料DNA产量的差异，推测与“倍性”等生物特征的关系，发展批判性思维。 4.社会责任：体验生活化试剂的科学性，感受“科学就在身边”，增强利用身边资源解决实际问题的意识。 四、教学重难点 1.重点：DNA粗提取的原理（破膜、解蛋白、盐析、醇析）及规范操作流程。 2.难点：理解各试剂（洗洁精、嫩肉粉、食盐、冷酒精）的作用机制；将宏观絮状沉淀与微观DNA分子相联系。 五、教学准备 1.材料与试剂（每组4样，供对比实验） （1）材料：猕猴桃（六倍体）、香蕉（三倍体）、洋葱（二倍体）、鸡肝（二倍体）各10克。 （2）生活化试剂：洗洁精（10 mL/500mL水）、嫩肉粉（5 g/500mL水，含木瓜蛋白酶）、食盐（10 g/500mL水）、95%医用酒精（冰箱预冷）、稀释紫药水（可选）。 （3）配制提取液：500 mL温水依次加入上述洗洁精、嫩肉粉、食盐，搅拌溶解（勿起泡），现配现用。 2.用具 研钵、烧杯、55℃恒温水浴（或热水浴）、漏斗、4层纱布、试管（4支/组）、玻璃棒、滴管、智能手机。 六、教学过程: 环节一：情境激疑，引出课题 展示亲子鉴定、DNA双螺旋模型图片，提问：“DNA真的能从生物体中提取出来吗？我们今天就用厨房里的材料，‘抓住’DNA！”随后出示四组材料（猕猴桃、香蕉、洋葱、鸡肝），请学生预测“哪种材料DNA最多”，并简单记录猜想。 环节二：明晰原理，拆解步骤 教师结合动态示意图，讲解提取原理四步法： 1.破膜：洗洁精中的表面活性剂破坏细胞膜和核膜； 2.解蛋白：嫩肉粉中的木瓜蛋白酶在55℃下剪切组蛋白，释放DNA； 3.盐溶：Na⁺中和DNA磷酸基团负电荷，减少斥力； 4.醇析：DNA在冷酒精中溶解度极低，析出白色絮状沉淀。同时展示关键操作口诀：“一磨二浴三过滤，冷酒精中见奇迹”。 环节三：分组实验，动手探究 学生4人一组，每种材料由一组负责（或每人一种对比），按以下步骤操作： 1.取材研磨：取10克材料，加20 mL提取液，充分研磨成糊状。 2.55℃水浴：转移至烧杯，水浴15分钟，间或搅拌。 3.过滤收集：4层纱布过滤，收集滤液于试管。 4.酒精析出：沿管壁缓加2倍体积的预冷酒精，静置2～3分钟。 5.观察记录：在黑色卡纸背景下用手机拍摄白色絮状DNA，可用玻璃棒缠绕收集，比较各组产量。教师巡视，重点指导水浴温度控制、酒精加入手法，并提醒安全事项。 环节四：展示交流，对比分析 各组将拍摄的DNA照片投屏展示，按产量排序。教师引导分析： 1.哪组DNA最多？为什么？——猕猴桃（六倍体）>香蕉（三倍体）>洋葱≈鸡肝（二倍体），初步建立“倍性高则DNA量高”的联系。 2.个别组产量低的原因？——研磨不充分、水浴温度过高或酒精未预冷等。 3.紫药水染色（选做）使DNA呈蓝紫色，验证其为酸性物质。 环节五：总结反思，拓展延伸 师生共同总结实验成功的关键点，回归原理。提出问题：“如果用常温酒精，结果会怎样？”“嫩肉粉换成普通淀粉会如何？”鼓励课后设计小课题，如探究不同品牌洗洁精的效果、pH对提取的影响，将探究延伸至课外，打造校本实验课程。 七、教学评价 1.过程性评价：观察学生操作规范性、合作参与度、实验记录情况。 2.结果性评价：通过DNA产量对比图和口头分析，评价科学推理能力。 3.创新性评价：对能提出改进方案或课外探究思路的学生给予特别鼓励。 八、教学特色与反思 本设计突出“三化”创新： 1.试剂生活化：全部试剂可在超市、药店购得，成本约33元，可复制性强。 2.材料对比化：选用不同倍性的四种材料，将验证性实验转为探究性对比实验，培养证据意识。 3.结果可视化：手机微距+投屏，破解显微设备不足的难题，实现全班共享。 教学过程中需注意，预冷酒精必须提前准备，水浴温度不宜超过60℃以防DNA降解；研磨充分是产量保证。该实验将抽象的生命分子化为触手可及的“棉花团”，让学生真切感受科学的魅力，适合在条件有限的学校推广实施。 学科网（北京）股份有限公司 $