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1、问题提出
“DNA的粗提取和鉴定”实验进入高中教材是新世纪教材改革中的一个亮点,2003年新大纲人教版教材必修《生物》(试验修订本)第二册(下简称新大纲教材)就增加了该实验。该实验在国外教材中很早就出现,为了让学生能体验生物前沿技术,用简化的方法提取生物的DNA。新课程标准人教版教材把该实验放在了选修本中,同时提供了另一种方法。但是在具体实施该实验过程中,存在着一些困难。由于不同地区存在着环境、气候等差别,就影响了材料的获得,处理和实验,尤其是禽流感爆发后,给学生做以鸡血细胞为材料的DNA粗提取有潜在的危险。同时农村学校存在着实验仪器缺乏,实验条件差,学校领导和教师不重视等因素,该实验就很难实施。要想在农村学校开展该实验,必须对该实验进行简化改进和当地理想材料的筛选。本文利用温州当地盘菜资源,进行该实验的改进,效果很好。下面就是该实验进行改进和创新设计。
2、实验方案
2.1实验目的和要求
初步掌握DNA粗提取方法;了解DNA鉴定的原理和方法;体验实验成功的快乐,以及对善于思考和利用身边的材料就能开展实验的认同。
2.2实验原理
洗涤剂是脂溶性有机物,既能溶解生物膜结构,又能使蛋白质变性,还能对植物细胞壁有一定的破坏作用;在食盐(低浓度)溶液中,DNA的溶解度是纯水中的1%,而RNA的溶解度仍然相当大,利用稀盐将DNA和RNA分开;冰酒精使DNA呈絮状沉淀析出;DNA和二苯胺作用生成兰色沉淀来鉴定。
2.3实验材料和器具
温州盘菜1个(温州地区所特有的蔬菜,产量高,肉质白而嫩),餐具洗涤剂,食盐,95%酒精,水,试管,烧杯,玻璃棒,漏斗,纱布,酒精灯,石棉网等。
2.4实验步骤
(1)取一个盘菜,洗净,切成小块,置于榨汁机中,榨取盘菜汁待用
(2)取一烧杯,加入0.2g食盐,2ml洗涤剂,和10ml水,再加入5ml盘菜汁,混匀。
(3)混合液用纱布(2层)过滤。
(4)取适量滤液,在滤液中加入等量95%酒精(事先冷却)
(5)用玻璃棒轻轻沿同一个方向搅拌,观察有否白色丝状物
(6)DNA鉴定:取适量白色丝状物于试管中,加入3ml二苯胺试剂,酒精灯加热煮沸10分钟,观察颜色变化,如有蓝色出现说明有DNA。
2.5实验结果呈现
设计表格:记录结果及实验中出现的现象
图片记录:用数码相机记录实验结果
2.6实验结果讨论 学生分析成果与失败的原因及经验。
2.7学生反思 学生提出能否用汽油等其他脂溶性有机物来提取。以及材料上可否采用多倍体染色体数多的生物,结合本地植物资源开展实验材料筛选研究。
3、反思
3.1生物课程改革的关键是中学生物实验教学质量的提高
从1990年6月颁布的《全日制中学生物教学大纲》中只有5课时的实验,到现在新课程标准中24多个实验,可见实验的比例增加很大,我们应该更加重视实验教学。在新课程目的上说,实验方面要求学生初步学会生物科学探究的一般方法,具有较强的生物学实验基本操作技能,发展收集和处理信息的能力,获得新知识的能力,分析和解决实际问题的能力以及交流与合作的能力。由此可见,实验在生物教学中占有重要地位,没有生物实验,很难实现课程目的。
3.2 从知识的培养看
课程改革中关注核心知识和概念的教学,主要使学生学习和掌握最基本的概念和规律。而学生通过观察实验,利用多种感官,直接感知生物对象,增加直接经验,获得生动表象,从而形成概念、掌握规律。通过实验进一步验证所学的知识,起到巩固、加深理解和提高的作用。所以实验教学是学习生物学概念的感性认识,是教学过程重要的环节,如果不加强实验教学的研究,新课程有关知识的目标很难达到。
3.3 从能力的培养看
高中生物实验教学中着重培养学生的观察能力、思维能力、自学能力以及发现问题、分析问题和解决问题能力,培养学生良好的实验方法以及基本的实验能力和动手能力,并且在此基础上的创新能力和探究能力。是发展科学素养的有效途径。也是践行新课程理念最重要的阵地。
3.4 从兴趣、态度和价值观培养看
生物学实验教学,利用仪器、设备观察、研究生命活动,通过课外兴趣小组探讨生命现象,都会激發学生学习生物学的兴趣,引导学生挖掘问题,激发其求知欲,调动了他们学好生物的积极性和主动性。通过实验设计,实验操作,以及在实验过程中认真思考,发现和解决问题的实际训练,可以培养学生实事求是,严肃认真的科学态度,培养科学严谨的精神,培养生物科学素养等。这些能力和素养的发展离不开实验教学。
生物实验在课程改革中扮演着非常重要的作用,可以说实验教学改革的成败在很大程度上影响新课程改革的成败。加强中学实验教学研究,深化实验教学改革,势在必行。尤其对实验材料进行本地化的筛选,可以大大推进实验教学改革和实验教学质量。
“DNA的粗提取和鉴定”实验进入高中教材是新世纪教材改革中的一个亮点,2003年新大纲人教版教材必修《生物》(试验修订本)第二册(下简称新大纲教材)就增加了该实验。该实验在国外教材中很早就出现,为了让学生能体验生物前沿技术,用简化的方法提取生物的DNA。新课程标准人教版教材把该实验放在了选修本中,同时提供了另一种方法。但是在具体实施该实验过程中,存在着一些困难。由于不同地区存在着环境、气候等差别,就影响了材料的获得,处理和实验,尤其是禽流感爆发后,给学生做以鸡血细胞为材料的DNA粗提取有潜在的危险。同时农村学校存在着实验仪器缺乏,实验条件差,学校领导和教师不重视等因素,该实验就很难实施。要想在农村学校开展该实验,必须对该实验进行简化改进和当地理想材料的筛选。本文利用温州当地盘菜资源,进行该实验的改进,效果很好。下面就是该实验进行改进和创新设计。
2、实验方案
2.1实验目的和要求
初步掌握DNA粗提取方法;了解DNA鉴定的原理和方法;体验实验成功的快乐,以及对善于思考和利用身边的材料就能开展实验的认同。
2.2实验原理
洗涤剂是脂溶性有机物,既能溶解生物膜结构,又能使蛋白质变性,还能对植物细胞壁有一定的破坏作用;在食盐(低浓度)溶液中,DNA的溶解度是纯水中的1%,而RNA的溶解度仍然相当大,利用稀盐将DNA和RNA分开;冰酒精使DNA呈絮状沉淀析出;DNA和二苯胺作用生成兰色沉淀来鉴定。
2.3实验材料和器具
温州盘菜1个(温州地区所特有的蔬菜,产量高,肉质白而嫩),餐具洗涤剂,食盐,95%酒精,水,试管,烧杯,玻璃棒,漏斗,纱布,酒精灯,石棉网等。
2.4实验步骤
(1)取一个盘菜,洗净,切成小块,置于榨汁机中,榨取盘菜汁待用
(2)取一烧杯,加入0.2g食盐,2ml洗涤剂,和10ml水,再加入5ml盘菜汁,混匀。
(3)混合液用纱布(2层)过滤。
(4)取适量滤液,在滤液中加入等量95%酒精(事先冷却)
(5)用玻璃棒轻轻沿同一个方向搅拌,观察有否白色丝状物
(6)DNA鉴定:取适量白色丝状物于试管中,加入3ml二苯胺试剂,酒精灯加热煮沸10分钟,观察颜色变化,如有蓝色出现说明有DNA。
2.5实验结果呈现
设计表格:记录结果及实验中出现的现象
图片记录:用数码相机记录实验结果
2.6实验结果讨论 学生分析成果与失败的原因及经验。
2.7学生反思 学生提出能否用汽油等其他脂溶性有机物来提取。以及材料上可否采用多倍体染色体数多的生物,结合本地植物资源开展实验材料筛选研究。
3、反思
3.1生物课程改革的关键是中学生物实验教学质量的提高
从1990年6月颁布的《全日制中学生物教学大纲》中只有5课时的实验,到现在新课程标准中24多个实验,可见实验的比例增加很大,我们应该更加重视实验教学。在新课程目的上说,实验方面要求学生初步学会生物科学探究的一般方法,具有较强的生物学实验基本操作技能,发展收集和处理信息的能力,获得新知识的能力,分析和解决实际问题的能力以及交流与合作的能力。由此可见,实验在生物教学中占有重要地位,没有生物实验,很难实现课程目的。
3.2 从知识的培养看
课程改革中关注核心知识和概念的教学,主要使学生学习和掌握最基本的概念和规律。而学生通过观察实验,利用多种感官,直接感知生物对象,增加直接经验,获得生动表象,从而形成概念、掌握规律。通过实验进一步验证所学的知识,起到巩固、加深理解和提高的作用。所以实验教学是学习生物学概念的感性认识,是教学过程重要的环节,如果不加强实验教学的研究,新课程有关知识的目标很难达到。
3.3 从能力的培养看
高中生物实验教学中着重培养学生的观察能力、思维能力、自学能力以及发现问题、分析问题和解决问题能力,培养学生良好的实验方法以及基本的实验能力和动手能力,并且在此基础上的创新能力和探究能力。是发展科学素养的有效途径。也是践行新课程理念最重要的阵地。
3.4 从兴趣、态度和价值观培养看
生物学实验教学,利用仪器、设备观察、研究生命活动,通过课外兴趣小组探讨生命现象,都会激發学生学习生物学的兴趣,引导学生挖掘问题,激发其求知欲,调动了他们学好生物的积极性和主动性。通过实验设计,实验操作,以及在实验过程中认真思考,发现和解决问题的实际训练,可以培养学生实事求是,严肃认真的科学态度,培养科学严谨的精神,培养生物科学素养等。这些能力和素养的发展离不开实验教学。
生物实验在课程改革中扮演着非常重要的作用,可以说实验教学改革的成败在很大程度上影响新课程改革的成败。加强中学实验教学研究,深化实验教学改革,势在必行。尤其对实验材料进行本地化的筛选,可以大大推进实验教学改革和实验教学质量。