人教版 (2019)选择性必修3重组DNA技术的基本工具表格教案

这是一份人教版 (2019)选择性必修3重组DNA技术的基本工具表格教案，共3页。
课程基本信息
学科
生物学
年级
高二
学期
春季
课题
DNA的粗提取与鉴定
教科书
书 名：选择性必修3 生物技术与工程
出版社：人民教育出版社 .
教学目标
1.通过使用实验过程中的特定试剂，理解DNA的物理和化学性质，体会DNA这一微观物质的存在和特性，产生对自然和生命的敬畏和尊重，形成结构与功能相适应的生命观念。
2.基于对优化后实验方案的实验结果分析，养成质疑实验过程和实验结果的批判性思维。
3.通过自主改进并优化实验材料、试剂、操作方法，借助实验评价量化表记录并评价实验过程和分析实验结果，培养实验方案设计及对结果展开讨论的科学探究能力。
教学内容
教学重点：优化实验，包括优化实验材料、实验试剂、实验器材等方面。
教学难点：对实验结果进行解释并对实验过程进行优化。
教学过程
第一个环节：创设情境，引出实验主题
教师设问：大家都知道发现DNA双螺旋结构的科学家是著名的沃森和克里克，那么有谁知道第一个成功提取出DNA的科学家是谁吗？
展示资料：历史上最早注意到DNA这个东西的人是当时年仅24岁的瑞士医生Friedrich Miescher。他利用大量刚换下的外科绷带来分离白细胞的化学组分。当他用各种溶剂一点点冲洗，分离脓液中的各种组分时，他发现析出的一个东西有点不太一样：它在弱酸性溶液里会沉淀，提高碱性后又会重新溶解。这就是历史上第一管DNA粗提取物。
教师引出本节课的实验目的：利用不同生物材料进行DNA的粗提取与鉴定。
设计意图：以科学史引入，激发学生的学习兴趣。以历史上第一管DNA粗提取物为媒介引导学生利用身边日常的食材为实验材料，体验DNA粗提取的乐趣，贴近学生的生活。
第二个环节：任务引导，明确实验原理
教师引导学生通过阅读教材，分析本实验涉及的DNA物理性质和化学性质，以表格形式进行归纳总结。
具体表现
物理性质
化学性质
学生阅读教材完成表格，并进行展示分享。
教师以问题串的形式引导学生思考，通过解决以下5个问题来逐步明确DNA粗提取与鉴定的原理：1.DNA存在于真核细胞的什么部位？2.如何使DNA从细胞内到达细胞外？3.如何将DNA与不溶性杂质分离？4.如何将DNA与可溶性蛋白等杂质分离？5.鉴定DNA的原理是什么？
在该环节的最后部分，学生自主总结归纳出DNA粗提取与鉴定的实验原理，教师引导学生自主选择实验材料和器具，并完成对实验设计思路的撰写。
设计意图：意在培养学生自主归纳总结的能力，以表格形式整理有助于帮助学生更好地区分DNA的物理性质和化学性质，为后续学生明确DNA粗提取与鉴定的原理奠定一定的基础。问题设计符合学生的已有认知水平且层层递进，并有助于引导学生层层剖析，逐步理解提取类和鉴定类实验的一般流程。
第三个环节：分组实验，提升实验技能
在这个环节中，学生以小组为单位进行分组实验。三人为一组：其中2人共同进行实验操作，1人根据《实验评价量表》对其他组进行评价打分。学生在规定时间内完成实验操作，并完成组间互评。实验结束后各小组展示本组实验结果，对比分析葱白、洋葱和猕猴桃进行DNA粗提取与鉴定的效果是否存在差异。
设计意图：学生分组实验既充分体现学生学习主体的地位，又培养学生的团结协作能力。依据每个学生的特点把他们分配到相应的小组之中，从而让每个学生在分组实验中都能够发挥长处，不仅有利于个人能力的培养，而且有利于提升整个实验小组的实验能力。小组中各成员具有明确的分工，有利于小组成员在实验过程中地贡献一份力量，增强参与实验的积极性。
第四个环节：小小误差，优化实验过程
在实验结果展示环节中一张特殊的《实验评价量表》引起教师注意。该评价量表显示该小组在鉴定DNA时“加入0.5 mL 2ml/L的NaCl溶液”这一步骤得分为零，进一步了解得知该组成员在操作时误用蒸馏水溶解了DNA，但实验结果依然显示蓝色反应。由此，学生提出质疑：用蒸馏水代替2 ml/L的NaCl溶解DNA并进行鉴定是否不会影响实验效果？
学生利用文献查询资料，了解到DNA是极性化合物，一般溶于水，不溶于乙醇等有机溶剂。它的钠盐比游离酸更易溶于水。
教师引导学生开展新的探究实验：利用不同溶剂溶解DNA是否影响鉴定结果？在之前实验的基础上各组增设新的实验组：利用相应生物材料粗提取DNA后用0.5 mL蒸馏水溶解白色丝状物，并用二苯胺试剂进行鉴定。
教师汇总全班各组实验结果，对比以2 ml/L的NaCl溶液溶解DNA和以蒸馏水溶解DNA的实验结果，学生分析得出利用蒸馏水溶解DNA后再用二苯胺鉴定的颜色稍浅于利用2 ml/L NaCl溶解DNA的结果，但蓝色依然非常明显。以此实验结果为基础，学生对DNA粗提取与鉴定的实验过程提出优化意见：在溶解DNA环节可以用蒸馏水代替2 ml/L的NaCl溶液，简化实验过程。
设计意图：以课堂生成性问题为契机，引导学生发现问题，提出质疑，做出假设，设计实验，实验验证，培养学生科学探究的能力，落实核心素养。
第五个环节：拓展知识，介绍前沿科技
教师介绍现代生物实验研究中常利用凝胶电泳法精确分离DNA分子并利用紫外分光光度法测定DNA的纯度的方法及原理。
设计意图：通过介绍现代生物实验研究中利用的精确分离与鉴定DNA的方法，在学生心中埋下一颗实验探究的种子，唤起学生学习与研究生物学的兴趣。