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《“DNA粗提取与鉴定”的实验改进》说课稿
各位评委老师好,我说课的内容是“DNA粗提取与鉴定”的实验改进,我将从以下6个方面展开。
一、教材分析
DNA粗提取与鉴定是新人教版(2019)选择性必修3《生物技术与工程》-第三章基因工程-第一节重组DNA技术的基本工具中“探究实践”的内容。也是新高考考点之一。学生学习过必修二《遗传与进化》,明确DNA是主要遗传物质,而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。
学情分析
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。
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。
三、教学目标
在此基础上,我设置以下核心素养目标。
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。
四、实验内容与方法
实验内容和原理如下
(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)
教学重点:DNA粗提取与鉴定实验原理、过程;
难点:在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。
为达到教学目标、突破重难点,我设置了以下几个环节。并采用自主实验、实验改进探究、确定方案、实验验证的方法来开展我的实验教学。
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
五、教学过程设计
环节一:自主实验(发现问题)
引导学生预习实验原理,自主实验,完成教材第74-75页“探究·实践”中以洋葱的DNA粗提取与鉴定实验,并分析教材实验的优点和缺陷。
设计意图:通过学生自身经历,总结、分析、归纳,最终发现问题。
以下是学生总结的内容。
优点:
1.研磨液能够很好的溶解细胞膜、释放DNA,抑制DNA酶活性,很好的保持其完整性,保障后续实验的正常进行。
2.鉴定装置小巧,便于携带。
缺陷:
1材料:洋葱刺激性气味强,辣眼睛,且难研磨充分,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。
根据学生总结出的内容,对学生提出要求: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?
环节二:实验改进探究
根据学生总结的教材缺陷分为三个创新小组(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,提高学生设计实验解决问题能力。
以下是创新小组合作情况:
材料改进、装置创新组
材料改进:综合成本、材料是否易取、DNA含量等方面考虑,最终选择将洋葱换成香蕉。因为香蕉的体细胞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。
装置创新:
①改进研磨、过滤装置(如图1)
图1
图1
②玻璃仪器换成塑料仪器
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
③改进鉴定装置(如图2)
图
图2
2.药品创新组
①更换研磨液,降低成本(如图3)
图
图3
②设计预实验确定无水乙醇能否代替95%乙醇(结果如图4)
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
图4
图4
3.DNA纯度提升创新组
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,所以通过蛋白质酶水解蛋白质入手,使蛋白质与DNA分离,达到一定程度的提纯过程。
设计改进实验,提高提取成功率,提升DNA纯度(结果如图5)
①不加酶组
②加酶组(效果更好)
图
图5
设计意图:通过以小组合作自主设计改进装置,培养学生学以致用,学会借助资源,培养合作探究精神和自主分析解决问题的能力。
总结以上创
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