浙科版选修1 生物技术实践《生物技术概述 第四部分 浅尝现代生物技术 实验13 DNA片段的PCR扩增》优秀教案设计

浙科版选修1 生物技术实践《生物技术概述 第四部分 浅尝现代生物技术 实验13 DNA片段的PCR扩增》优秀教案设计

三、实验过程

第一阶段：探究原理

实验课前，学生们一进实验室就围着讲台上那的鸡血议论开了：这就是鸡血啊，怎么弄来的呢？猪血能用吗？有股腥味，又有点恶心，为什么不用别的材料啊？书上不是还介绍可以用菜花的吗？怎么盛鸡血的烧杯是塑料的呀？对于这些疑问，我并没有马上解答，而是让他们先自己猜测。上课后我就请同学们先讨论本实验的选材问题。针对课前的各种疑问引导学生从植物细胞与动物细胞的区别、动物组织中肝脏（酶的高效性实验中曾经接触过，学生自然会提起）与血细胞的差别、不同种类动物的血细胞的差别这几个角度思考，通过比较的方法推导选用鸡血作为实验材料的原因。

再请同学们观察实验桌上所摆放的各种试剂。有同学说：“NaCl溶液的浓度不同，二苯胺试剂也分为A液和B液。”“酒精是冷的，刚从冰箱里拿出来的吧。”“二苯胺试剂放在棕色瓶里，肯定很容易见光分解的。”（看来同学们的化学知识掌握的很好。）经过初步观察后，我介绍了各种试剂的作用：细胞中的DNA都是和蛋白质结合在一起，这些物质都能够溶解在较高浓度的NaCl溶液中，所以，2mol/L的NaCl溶液是用来溶解细胞核中的DNA和蛋白质。而在0.015mol/L的NaCl溶液中DNA也能很好得溶解，但是DNA和NaCl溶液浓度之间的关系是有起伏的。在NaCl溶液浓度为0.14mol/L时,DNA的溶解度最低。运用这个原理就可以先将细胞核物质溶解在浓的NaCl溶液中，使DNA和蛋白质分离，再将溶液稀释，降低DNA的溶解度，使DNA析出。此时向学生提问：“怎么判断DNA已经完全析出？”学生都是按照课本来回答的，对此反问一句：“你们怎么知道溶液中的丝状物DNA是否在增加？很容易观察吗？”提示学生用化学的知识来解决。（计算需加的蒸馏水量V×0.14=2×40ml）

继续提问：“DNA析出，过滤后虽然得到了DNA，但仍含较多的杂质，会影响鉴定效果，怎么办？”有同学提出：“再提纯一次，先用高浓度的NaCl溶液溶解，再用清水稀释至DNA全部析出为止，然后过滤。”我首先肯定了他的想法：“这思路很好，能现学现用。另一种就是酒精沉淀法，因为DNA不溶于酒精，而其它杂质则可以溶解于酒精。待会儿，大家可以两种方法都尝试一下，

第二阶段：实验操作

由学生自主开展实验。由于这个实验步骤多，时间紧迫，所以我事先将学生分组（4人一组），安排各自的任务：1、实验操作员2人，负责实验的具体操作；2、材料补给员1人，负责领取实验所需的各种材料等（有些试剂、用品是全班共用的）；3、实验记录员1人，负责收集、记录实验过程中出现的实验现象和疑问等。教师对于学生在实验中所出现的各种操作错误、疑问等进行指导。

第三阶段：总结反馈

课后，我请各小组把在实验中应该注意的要点、实验中的各种现象及疑问、对实验的改进建议或实验失败的原因分析等进行总结，并形成书面报告。在第二节课时进行讲评。

学生总结及教师点评

1、盛放鸡血细胞液的容器和实验中的烧杯及试管最好是塑料制的。（因为玻璃制品表面带电荷，DNA中的磷酸基带相反的电荷，会被吸附于玻璃表面，减少DNA含量，影响实验效果。）

2、用镊子将纱布上的粘稠物夹至氯化钠溶液中时大多数DNA还是留在纱布上，导致后面的实验效果不好。（提议学生用镊子将纱布上的粘稠物尽量刮下或者可以将上层纱布直接夹至氯化钠溶液中。）

3、最后出现的丝状物太短，没办法卷起来。（各搅拌步骤中搅拌过猛过快。）

4、制取的DNA粗制品带有暗红色。（过滤步骤中纱布层数过少而未将杂质充分滤去，暗红色应为血红蛋白的颜色。）

5、鉴定时，滴加入一定量的二苯胺试剂并震荡后，溶液会出现白色浑浊，水浴加热后，白色浑浊消失，为什么？（二苯胺遇水后大量析出使溶液浑浊，加热时，由于二苯胺能很好的溶解于醋酸中，因此白色浑浊消失。）

6、我们在实验中提取的DNA的量是足够的，但是加热了很长时间后仍然没有变色，为什么？（可能原因在于试管水浴一段时间后需静置冷却，然后试管内会或深或浅的呈现出蓝色。冷却后不同试管内溶液变色的时间可能会有差异，有的可能会立刻变色，有的则几天之后才慢慢变色。所以不要灰心，你们见到了DNA的庐山真面目也是收获。）

7、DNA鉴定后试管内的蓝色偏黑。（与所提取的DNA 的所含的杂质如血红蛋白等有关。）

8、建议：在实验中有三次用放有纱布的漏斗过滤，过滤时很慢，能不能改成直接将纱布覆盖在烧杯口过滤？（好建议！采纳！）

9、建议：用酒精灯加热热水浴，很难一直保持沸腾状态。我们采用给烧杯加盖来维持水浴的沸腾。（很会动脑筋想办法！）

四、教学反思

在整个实验教学过程中，学生积极思考，相互交流，分工合作，参与意识明显加强。学生的知识应用能力、主动发现问题、解决问题的能力都得到了很好的培养。

在实验操作过程中，实验记录员这一角色的安排是最重要的，需要挑选认真负责、思维敏捷、善于思考，而且事先做了充分预习的同学来担任，。他往往能带领同组同学抓住实验过程中稍纵即逝的问题，真正理解实验的原理和步骤安排的科学性。当然其他组员也是不可或缺的，充分发挥了群体效应。作为组织者和引导者，教师要做的就是为学生多留一些探究的时间和空间，充分发挥学生的主动性。尽可能让所有学生在活动中都有收获，还要创造条件让思维活跃的学生有创新的机会。而在课后安排学生自己总结实验，则能使学生将热闹的实验课中各个知识点加以消化，转为自身的知识。

本案例的不足之处在于课时过于紧张，导致很多学生在实验操作时没有充足的时间而无法获得理想的实验效果。我觉得这节实验课更适合安排两课时，第一课时引导学生探究实验原理和步骤，第二课时安排小组合作进行实验操作。

而在讨论过程中，学生这样或那样的问题，使我感觉到学生所蕴藏的巨大能量。事先，我反复进行实验，推测实验中学生可能提出的问题，做了精心的准备。事实证明，我的准备是远远不够的。有许多问题我都是在课后查找到有关资料后再向学生做出解答。而学生的思维是跳跃式的，往往有很多奇思妙想，也给了我很多启发。

如此的教学让我感到作为教师的责任和压力。过去说“要给学生一杯水，自己要有一桶水”，以现在的眼光看看，这还远远不够，要给学生一杯水，教师不仅要有一桶水，而且要是一桶流动的、新鲜的、充满活力的水。要用“活”的教学去教“活”的人，达到把人教“活”的效果。