高二年级第二学期生物学科 总第二十课时教案
课题：第二节 分子生物学技术
使用时间： 主备人：
教学目标：
1、知识与技能：
1、通过尝试对植物或动物组织中的DNA进行粗提取，了解DNA的物理化学性质。
2、理解DNA粗提取与鉴定的原理???
2、过程与方法：
掌握DNA如提取计数，能利用DNA的性质进行实验设计和操作
3、情感态度价值观：
通过对DNA的粗提取的实验过程的设计及操作，锻炼科学的思维方法，培养实事求是的科学态度。
教学重点：
DNA的粗提取和鉴定方法
教学难点：
DNA的粗提取和鉴定方法
教学方法：
启发式教学
教具使用：
多媒体课件
共案部分
个案部分
教学过程
教师主导活动
学生主体活动
课前：
完成本章知识的梳理，及导学案中的自检题。检查汇总。
学生完成本章知识的梳理，做导学案中的自检题。
课中：
对上节课存在问题进行点拨。
新授：
根据学生自学情况，引导学生分析主要的问题。强调以下几点。
疑难解析
（一）引入新课
无论是果胶酶还是加酶洗衣粉中的酶制剂，都是从细胞中提取出来的。从今天开始，我们学习生物化学成分的提取与改造技术。
（二）进行新课
1．DNA粗提取的原理
提取DNA的原理包括DNA的溶解性和耐受性两个方面。问：提取DNA的溶解性原理包括哪些方面？
2、 在溶解细胞中的DNA时，人们通常选用2mol/LNaCl溶液；将DNA分子析出的方法是向溶有DNA的NaCl溶液中缓慢注入蒸馏水，以稀释NaCl溶液。酒精是一种常用有机溶剂，但DNA却不能溶于酒精（特别是95％冷却酒精），但细胞中蛋白质可溶于酒精。问：采用DNA不溶于酒精的原理，可以达到什么目的？
3、提取DNA还可以利用DNA对酶、高温和洗涤剂的耐受性原理。利用该原理时，应选用怎样的酶和怎样的温度值？
补充：DNA的变性是指DNA分子在高温下解螺旋，其温度在80℃以上，如在PCR技术中DNA变性温度在95℃。
思考：观察图5-2，洗涤剂在提取DNA中有何作用？
4、当鉴定提取出的物质是否是DNA时，需要使用什么指示剂进行鉴定？
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、尼龙布）。
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？
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
2．3去除滤液中的杂质
具体做法。
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？
怎样鉴定析出的白色丝状物就是DNA呢？阅读教材。
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
3．实验操作过程：（演示）
注意事项：
布置课堂达标检测
学生对上节存在问题进行讨论。
学生自学基础知识。
学生根据导学案内容讨论并展示个人、小组成果。
思考：
DNA在不同浓度NaCl溶液中溶解度有何特点？要使DNA溶解，需要使用什么浓度？要使DNA析出，又需要使用什么浓度？
学生讨论：实验材料应注意哪些事项？
学生进行课堂检测。
课后：
布置课外作业及下一节预习提纲。（见导学案）
学生完成课外作业及下一节预习。
板书设计
教学札记
三、其他补充教学资料（各位教师根据各班教学特点选择补充资料，可另附纸）
1．基础知识
1．1DNA粗提取的原理：提取DNA的原理包括DNA的溶解性和耐受性两个方面。问：提取DNA的溶解性原理包括哪些方面？
DNA在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同；DNA不溶于酒精。
1．1．1 DNA在不同浓度NaCl溶液中溶解度有何特点？要使DNA溶解，需要使用什么浓度？要使DNA析出，又需要使用什么浓度？在0.14mol/L时溶解度最小；较高浓度可使DNA溶解；0.14mol/L可使DNA析出。
1．1．2 在溶解细胞中的DNA时，人们通常选用2mol/LNaCl溶液；将DNA分子析出的方法是向溶有DNA的NaCl溶液中缓慢注入蒸馏水，以稀释NaCl溶液。酒精是一种常用有机溶剂，但DNA却不能溶于酒精（特别是95％冷却酒精），但细胞中蛋白质可溶于酒精。问：采用DNA不溶于酒精的原理，可以达到什么目的？将DNA和蛋白质进一步分离。
1．1．3提取DNA还可以利用DNA对酶、高温和洗涤剂的耐受性原理。利用该原理时，应选用怎样的酶和怎样的温度值？蛋白酶，因为酶具有专一性，蛋白酶只水解蛋白质而不会对DNA产生影响。温度值为60～80℃，因为该温度值蛋白质变性沉淀，而DNA不会变性。
补充：DNA的变性是指DNA分子在高温下解螺旋，其温度在80℃以上，如在PCR技术中DNA变性温度在95℃。
思考：洗涤剂在提取DNA中有何作用？洗涤剂将细胞膜上的蛋白质，从而瓦解细胞膜。
1．2当鉴定提取出的物质是否是DNA时，需要使用什么指示剂进行鉴定？在沸水浴条件下，DNA遇二苯胺呈现蓝色。
原理总结。通过利用不同浓度NaCl溶液溶解或析出DNA，可以从细胞中提取和提纯DNA；再利用酒精进一步将DNA与蛋白质分离开来，达到提纯的目的；最后利用二苯胺试剂鉴定提取的物质是否是DNA。
2．实验设计
1不同生物的组织中DNA含量不同。在选取材料时，应本着DNA含量高、材料易得、便于提取的原则。你认为教材提供的材料中哪些不适合提取DNA？哺乳动物的血液和液体培养基中的大肠杆菌。
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、猕猴桃。
2．2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？
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、尼龙布）。
血细胞在蒸馏水中大量吸水而张裂；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
2．3去除滤液中的杂质
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。阅读教材提供的三种方法，分析其中的原理。
方案一的原理是DNA在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同；方案二的原理是蛋白酶分解蛋白质，不分解DNA；方案三的原理是蛋白质和DNA的变性温度不同。
2．4DNA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？阅读教材。
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
3．实验操作
制备鸡血细胞液…………加柠檬酸钠，静置或离心
↓
破碎细胞，释放DNA… 加蒸馏水，同一方向快速通方向搅拌
↓→过滤，除去细胞壁、细胞膜等。
溶解核内DNA………… 加入NaCl至2mol/L，同一方向缓慢搅拌
↓
DNA析出……………… 加蒸馏水至0.14mol/L，过滤，在溶解到2mol/L溶液中
↓→除去细胞质中的大部分物质。
DNA初步纯化………… 与等体积95％冷却酒精混合，析出白色丝状物
↓→除去核蛋白、RNA、多糖等。
DNA鉴定……………… 二苯胺，沸水浴，呈现蓝色
其它注意事项：在鸡血中加入柠檬酸钠防止凝固；鸡血静置或离心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）。
自检：1-2 BA 达标：答案：1-10 DCBDB BDCCC
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