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摘 要:“DNA的粗提取与鉴定”是高中生物课程中比较重要的一节实验课,结合学生实际情况,在实验过程中,要注重培養学生的创新能力,养成严谨的科学实验作风和实事求是的科学态度。
关键词:DNA的粗提取与鉴定;创新能力
中图分类号:G633.91 文献标识码:A 文章编号:1992-7711(2016)12-055-2
一、教学分析(略)
二、教学目标
了解DNA理化性质;掌握DNA粗提取与鉴定的原理,初步学会DNA的粗提取与鉴定的方法;培养学生的自主学习能力探究能力、创新能力和动手操作能力;养成严谨的科学实验作风和实事求是的科学态度。
三、教学重难点
教学重点:根据不同的材料试剂设计DNA的粗提取与鉴定实验。
教学难点:DNA的粗提取与鉴定的实验操作;实验现象的汇总比较。
四、教学方法
引导法、读书指导法、课堂讨论法、实验法、探究法等。
五、教学准备(略)
六、教学程序
1.导入新课
教师表述:我们平时常说“眼见为实”,可是生物学中常提到的DNA你见过吗?今天我们就来一起完成一个DNA的提取鉴定实验,让大家见识一下真正的DNA。
设计意图:简单导入,正切主题,激发学生求知欲。
2.根据实验目的整理实验思路
教师表述:从什么材料里提取DNA?如何提取DNA?按照这样的方法得到的DNA有杂质吗?如何鉴定提取的物质是不是DNA?
根据学生的回答归纳实验思路,材料选择→释放DNA→粗提取DNA→纯化DNA→鉴定DNA。
设计意图:通过递进式问题,使学生初步形成本实验的基本思路,轻松过渡,进入本节课的难点。
3.实验理论
教师依据刚刚归纳的实验思路(实验步骤),指导学生阅读课本逐步完成表1。
(1)材料选择
教师提问:一个实验的成功与否,材料的选择至关重要。刚刚同学们举出的很多提取DNA的材料,都是理想材料吗?什么样的材料做实验成功的可能性更大?
学生活动:归纳取材要点:DNA含量多;材料易获取。完成表格1第一栏。
(2)释放DNA
教师表述:现在我们以两种典型动植物材料为例——鸡血细胞、花椰菜。你能尝试如何获取细胞内的DNA吗?
学生活动:根据已掌握知识轻松提出鸡血细胞加蒸馏水涨破释放DNA的方案,并通过阅读课本了解植物细胞释放DNA的原理,提出植物细胞加洗涤剂和食盐的方案。
教师行为:肯定学生提出的方案,分组设计出该步骤具体的实验操作方法。
学生活动:分组完成所选材料释放DNA的实验操作设计。学生完成表格1第二栏。
【延伸探究1】
1)洗涤剂和食盐比例不同会对实验结果产生怎样的影响?最佳比例是多少?
2)不同种类的洗涤剂提取DNA的效果一样吗?
学生活动:分组完成延伸探究实验关键步骤的操作设计。
(3)粗提取DNA
教师提问:以上设计获得的滤液除了DNA还含有哪些细胞成分,如何去除他们?
学生活动:阅读课本了解DNA、RNA、蛋白质和脂质等理化性质方面的差异,分组讨论完成DNA粗提取实验步骤的操作设计。完成表格1第三栏。
【延伸探究2】
教师提问:同学们提出的去除滤液中杂质的三种方案,哪种更好?如何证明?
学生活动:分组完成该延伸探究实验关键步骤的操作设计。
(4)纯化DNA
教师引导:通过以上粗提取的DNA纯度是很低的,同学们在操作中会发现他不是白色而是浅黄色。如何进一步提取含杂质较少的DNA呢?
学生活动:阅读课本并分组完成纯化DNA的实验操作设计。完成表格1第四栏。
(5)鉴定DNA
教师引导:通过纯化后的物质是不是DNA的?如何证明你的猜测?
学生活动:阅读课本理论并完成鉴定DNA实验操作设计。完成表格1第五栏。
设计意图:培养学生获取课本信息的能力,更多了解DNA的理化性质。连贯的分析推理帮助学生完成实验理论的归纳,初步掌握DNA粗提取与鉴定的方法。
4.操作提示
教师行为:教师给出本实验若干操作提示。
学生活动:认真听讲,结合以往实验操作经验,补充发言。
设计意图:在实际操作之前给出一些操作提示,增强学生实验的针对性,帮助学生更顺利地完成实验,避免人力和财力上的浪费。
5.实验操作和现象记录
教师行为:巡查、指导、及时发现并解决问题。
学生活动:分组实验,分工明确,将结果与蓝色梯度比色液比较,记录实验现象。
设计意图:培养学生的动手能力,增进对生物技术的了解,提高生物科学素养。
6.实验结果汇总及分析
各组实验结果汇总如下表:
7.拓展应用
教师提出拓展课题:DNA的粗提取与鉴定的理想材料;DNA及次生产品的应用价值。
设计意图:拓展课题的开展不仅是对本课内容的巩固,还能为学生搭建更好的平台,拓展学生的知识面,进一步培养其思维能力和操作能力。
七、板书设计(略)
八、教学反思
本教学设计基于《高中生物课程标准》的教育理念,从学生的学情和知识能力发展需求出发,以学生为主体,以知识能力培养为目标,贯穿情感教育。在教师的引导下,学生的实验设计思维缜密、大胆创新。整堂课,注意力集中、思维活跃,能够积极参与课堂并使个别学生得到照顾,符合高中生物课程教学对一堂好课的基本要求。在课题延伸拓展中,学生在二苯胺试剂的配制中用高氯酸替代较强脱水性的浓硫酸,增加实验鉴定时的显色效果。
本实验的设计也存在不足之处:实验评价仍以结果现象评价为主,对学生的操作过程评价难以有效开展,这也是我今后实验教学过程中需要不断突破的方向。
关键词:DNA的粗提取与鉴定;创新能力
中图分类号:G633.91 文献标识码:A 文章编号:1992-7711(2016)12-055-2
一、教学分析(略)
二、教学目标
了解DNA理化性质;掌握DNA粗提取与鉴定的原理,初步学会DNA的粗提取与鉴定的方法;培养学生的自主学习能力探究能力、创新能力和动手操作能力;养成严谨的科学实验作风和实事求是的科学态度。
三、教学重难点
教学重点:根据不同的材料试剂设计DNA的粗提取与鉴定实验。
教学难点:DNA的粗提取与鉴定的实验操作;实验现象的汇总比较。
四、教学方法
引导法、读书指导法、课堂讨论法、实验法、探究法等。
五、教学准备(略)
六、教学程序
1.导入新课
教师表述:我们平时常说“眼见为实”,可是生物学中常提到的DNA你见过吗?今天我们就来一起完成一个DNA的提取鉴定实验,让大家见识一下真正的DNA。
设计意图:简单导入,正切主题,激发学生求知欲。
2.根据实验目的整理实验思路
教师表述:从什么材料里提取DNA?如何提取DNA?按照这样的方法得到的DNA有杂质吗?如何鉴定提取的物质是不是DNA?
根据学生的回答归纳实验思路,材料选择→释放DNA→粗提取DNA→纯化DNA→鉴定DNA。
设计意图:通过递进式问题,使学生初步形成本实验的基本思路,轻松过渡,进入本节课的难点。
3.实验理论
教师依据刚刚归纳的实验思路(实验步骤),指导学生阅读课本逐步完成表1。
(1)材料选择
教师提问:一个实验的成功与否,材料的选择至关重要。刚刚同学们举出的很多提取DNA的材料,都是理想材料吗?什么样的材料做实验成功的可能性更大?
学生活动:归纳取材要点:DNA含量多;材料易获取。完成表格1第一栏。
(2)释放DNA
教师表述:现在我们以两种典型动植物材料为例——鸡血细胞、花椰菜。你能尝试如何获取细胞内的DNA吗?
学生活动:根据已掌握知识轻松提出鸡血细胞加蒸馏水涨破释放DNA的方案,并通过阅读课本了解植物细胞释放DNA的原理,提出植物细胞加洗涤剂和食盐的方案。
教师行为:肯定学生提出的方案,分组设计出该步骤具体的实验操作方法。
学生活动:分组完成所选材料释放DNA的实验操作设计。学生完成表格1第二栏。
【延伸探究1】
1)洗涤剂和食盐比例不同会对实验结果产生怎样的影响?最佳比例是多少?
2)不同种类的洗涤剂提取DNA的效果一样吗?
学生活动:分组完成延伸探究实验关键步骤的操作设计。
(3)粗提取DNA
教师提问:以上设计获得的滤液除了DNA还含有哪些细胞成分,如何去除他们?
学生活动:阅读课本了解DNA、RNA、蛋白质和脂质等理化性质方面的差异,分组讨论完成DNA粗提取实验步骤的操作设计。完成表格1第三栏。
【延伸探究2】
教师提问:同学们提出的去除滤液中杂质的三种方案,哪种更好?如何证明?
学生活动:分组完成该延伸探究实验关键步骤的操作设计。
(4)纯化DNA
教师引导:通过以上粗提取的DNA纯度是很低的,同学们在操作中会发现他不是白色而是浅黄色。如何进一步提取含杂质较少的DNA呢?
学生活动:阅读课本并分组完成纯化DNA的实验操作设计。完成表格1第四栏。
(5)鉴定DNA
教师引导:通过纯化后的物质是不是DNA的?如何证明你的猜测?
学生活动:阅读课本理论并完成鉴定DNA实验操作设计。完成表格1第五栏。
设计意图:培养学生获取课本信息的能力,更多了解DNA的理化性质。连贯的分析推理帮助学生完成实验理论的归纳,初步掌握DNA粗提取与鉴定的方法。
4.操作提示
教师行为:教师给出本实验若干操作提示。
学生活动:认真听讲,结合以往实验操作经验,补充发言。
设计意图:在实际操作之前给出一些操作提示,增强学生实验的针对性,帮助学生更顺利地完成实验,避免人力和财力上的浪费。
5.实验操作和现象记录
教师行为:巡查、指导、及时发现并解决问题。
学生活动:分组实验,分工明确,将结果与蓝色梯度比色液比较,记录实验现象。
设计意图:培养学生的动手能力,增进对生物技术的了解,提高生物科学素养。
6.实验结果汇总及分析
各组实验结果汇总如下表:
7.拓展应用
教师提出拓展课题:DNA的粗提取与鉴定的理想材料;DNA及次生产品的应用价值。
设计意图:拓展课题的开展不仅是对本课内容的巩固,还能为学生搭建更好的平台,拓展学生的知识面,进一步培养其思维能力和操作能力。
七、板书设计(略)
八、教学反思
本教学设计基于《高中生物课程标准》的教育理念,从学生的学情和知识能力发展需求出发,以学生为主体,以知识能力培养为目标,贯穿情感教育。在教师的引导下,学生的实验设计思维缜密、大胆创新。整堂课,注意力集中、思维活跃,能够积极参与课堂并使个别学生得到照顾,符合高中生物课程教学对一堂好课的基本要求。在课题延伸拓展中,学生在二苯胺试剂的配制中用高氯酸替代较强脱水性的浓硫酸,增加实验鉴定时的显色效果。
本实验的设计也存在不足之处:实验评价仍以结果现象评价为主,对学生的操作过程评价难以有效开展,这也是我今后实验教学过程中需要不断突破的方向。