高中19级生物组  鞠美玉

一、使用教材

人教版高中《生物选修1——生物技术实践》专题5“DNA和蛋白质技术”第一节

二、实验器材

塑料杯、密封袋、55℃保温杯、玻璃吸管（筷子）、洗涤剂、盐、冰酒精、草莓、香蕉、猕猴桃、嫩肉粉等。

三、实验改进要点

（一）改进点一

教材中以鸡血作为实验材料，成本过高、取材不易，提取过程繁琐，一些同学内心存在恐惧。现在市场上草莓多为多倍体草莓，香蕉为三倍体，猕猴桃具有58条染色体，DNA含量较其他二倍体生物多，而且便于破碎，因此选择草莓、香蕉、猕猴桃作为实验材料。

（二）改进点二

教材中在纯化DNA时有三种方案。方案一为通过调节NaCl浓度去除蛋白质，此方法程序较多；方案二为加入嫩肉粉10-15min，用木瓜蛋白酶分解蛋白质，但是时间过长；方案三利用恒温水浴箱保温，对于设备要求较高。查阅资料知道木瓜蛋白酶的最适温度是50-60℃，改为加入嫩肉粉后，利用55℃温水浴可提高木瓜蛋白酶活性，减少实验时间，降低对设备的要求。增加空白对照组。同时探究三个方案对实验现象是否显著。

四、实验原理

（一）植物细胞具有细胞壁、细胞膜、细胞核膜，家用洗涤剂可除去脂质并溶解细胞壁。

（二）家用洗涤剂主要成分为SDS（十二烷基硫酸钠），能够使蛋白质变性，与DNA分离。

（三）DNA和蛋白质等其他物质在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同，在适宜浓度下可实现杂质沉淀，与DNA分离。

（四）酶具有专一性，嫩肉粉中木瓜蛋白酶可以水解蛋白质，纯化DNA。

（五）DNA不溶于酒精，某些蛋白质溶于酒精，可进一步分离DNA和蛋白质。

五、实验教学目标

（一）通过观察实验现象，理解实验原理，形成物质结构与特点相适应、结构特点决定功能特点的生命观念。

（二）通过对实验原理的自学，对实验结果的分析，建立科学思维和理性思维。

（三）引导学生提出实验的想法，自主设计科学探究实验，培养学生的科学思维和科学探究能力。

（四）通过本实验将DNA与生物联系在一起，激发学生科研兴趣，造福人类。

六、实验教学内容

粗提取草莓、猕猴桃、香蕉三种水果的DNA。

（一）取约90mL水放于塑料杯中，加入约10mL洗涤剂，两匙食盐，得到混合溶液。

（二）将洗净的草莓、香蕉、猕猴桃分别放入三个密封袋中，每袋加入适量的混合溶液，用力挤碎。

（三）用纱布或全棉水刺无纺布过滤至塑料杯中，留滤液。

（四）分别将草莓、香蕉、猕猴桃三组滤液放置两只塑料杯中，向一只杯中加入适量嫩肉粉，温水浴2min。注意，另一只杯里不加入任何试剂,。

（五）向每只杯子里加入与滤液等体积的冰乙醇，静置1-2min。

（六）用玻璃吸管或筷子沿一个方向搅拌，卷起丝状物。

（七）比较不同种类水果、不同条件下DNA析出情况。

七、实验教学过程

（一）情景导入

2020年新冠肺炎席卷全球，对我们生产生活都产生了很大的影响。引起这场疫情的罪魁祸首是COVID-19病毒，上半年很多科学家发现病毒有了很多变种，因为COVID-19的遗传物质容易发生改变。提到遗传物质，我们首先想到的是DNA，毕竟绝大多数生物的遗传物质为DNA，那么DNA的真实面目是什么样的呢？今天的实验提供了从生物体内直接提取DNA的机会，而且在家里也可以做到。

（二）自主探究

学生自主学习实验原理，思考、讨论设计粗提取DNA的过程。

（三）建构知识

建构科学探究实验流程概念，实验原理的概念。

（四）实验结果及讨论

草莓DNA粗提取图

（上为不加嫩肉粉、不加热；下为加嫩肉粉、加热；右为DNA放大图）

猕猴桃DNA粗提取图

（上为不加嫩肉粉、不加热；下为加嫩肉粉、加热；右为DNA放大图）

香蕉DNA粗提取图

（上为不加嫩肉粉、不加热；下为加嫩肉粉、加热；右为DNA放大图）

通过三组实验发现加入嫩肉粉、温水浴加热组与不加嫩肉粉、不加热组实验结果没有明显差异。所以此后实验可以进一步简化，得到滤液后直接加入冰酒精，简化实验步骤。      

（五）知识迁移

利用所学知识，设计实验方案探究不同种类洗涤剂对不同蔬菜水果DNA粗提取的影响。

八、实验效果和评价

（一）生命观念的深化

DNA是生物主要的遗传物质，DNA和蛋白质具有不同的结构，意味着有不同的结构特点，结构特点决定了功能特点，使得DNA和蛋白质执行不同的功能。既能复习必修一第二章核酸与蛋白质两节知识，也能为下节多聚酶链式反应扩增DNA片段埋下伏笔。这一部分是帮助学生深化生命观念的典型内容。

（二）科学思维的锻炼

学生通过自学实验原理，初步建立实验流程，培养学生理性思维，定性分析DNA析出，定量比较不同条件下DNA纯化效果。对实验结果进行对比、分析、优化，进一步锻炼学生科学思维。

（三）科学探究的提升

学生通过自主学习、设计实验，完成实验内容并得出结论。通过教师问题引导，提升学生自主科学探究能力和小组合作探究能力。

（四）社会责任的增强

本节课渗透遗传物质对于生物的重要性、对科研的重要性，激发学生对生物学科、对科研的兴趣，以期日后在生物研究方面做出贡献，造福社会。