最新高中生物DNA的粗提取与鉴定导学案 精品.docx
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DNA的粗提取与鉴定
【重难点突破】
一DNA的理化性质有哪些
1．DNA的溶解性
DNA分子和蛋白质等其他分子在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同，利用这一特点，选择适当的盐浓度就能使DNA充分溶解，而使杂质沉淀，或者相反，以达到分离目的。
DNA不溶于酒精，但细胞中的某些蛋白质则溶于酒精。
利用这一点，可以将DNA与蛋白质进一步分离。
DNA与蛋白质在不同浓度的NaCl溶液中的溶解度不同。
溶解规律
2mol/LNaCl
O.14mol/LNaCl
DNA
溶解
析出
蛋白质
NaCl浓度从2mol/L降低过程中，溶解度逐渐增大
部分发生盐析沉淀
溶解
由上表可以看出，在NaCl为2mol/L时DNA溶解，而部分蛋白质发生盐析而生成沉淀，通过过滤可除去部分蛋白质；NaCl为O.14mol/L时，DNA析出，过滤可除去溶解的部分蛋白质。
2．DNA对酶、高温和洗涤剂的耐受性
蛋白酶能水解蛋白质，但是对DNA没有影响（DNA水解酶能水解DNA分子），大多数蛋白质不能忍受60～80℃的高温，而DNA在80℃以上才会变性。
洗涤剂能够分解细胞膜但对DNA没有影响。
从细胞中提取DNA可用洗涤剂来破坏细胞膜。
3．DNA的鉴定
（1）二苯胺鉴定：
在沸水浴的条件下，DNA被二苯胺染成蓝色。
（2）紫外线照射法：
配制染色剂。
用蒸馏水配制成万分之五的溴化乙锭（EB）溶液。
将玻璃棒上缠绕的白絮状物抹于蜡纸上，再滴加1滴EB溶液染色；将蜡纸放在紫外灯（260nm）下照射（暗室中），可见橙红色的荧光（DNA的紫外线吸收高峰在280nm）处。
【典题演示1】
1.（18江苏生物）下列关于DNA和蛋白质提取与分离实验的叙述，正确的有（ ）
A．提取细胞中的DNA和蛋白质都需用蒸馏水涨破细胞
B．用不同浓度NaCl溶液反复溶解与析出DNA可去除蛋白质
C．蛋白质提取和分离过程中进行透析可去除溶液中的DNA
D．蛋白质和DNA都可以用电泳的方法进行分离纯化
【答案】BD
【解析】本题主要考查DNA与蛋白质在不同浓度的NaCl溶液中的溶解度，以及血红蛋白分离及提纯和相关知识。
A选项，在提取DNA时，如果是用动物的细胞需要用蒸馏水涨破，如果用植物细胞则不需要，而是用洗涤剂溶解细胞膜；用2mol／L的NaCl溶液溶解DNA，然后过滤出蛋白质，再降低NaCl溶液的浓度，析出DNA。
DNA和蛋白质样品都是带负电荷的，从负极向正极移动，移动的距离都和样品的分子量有关。
C中透析用以出去小分子物质，DNA是大分子物质，D是常规方法比如用十二烷基磺酸钠，可以根据其分子大小及所带电荷性质进行分离纯化
【变式训练1】
1．（2018盐城三模）（多选）在“DNA的粗提取和鉴定”实验中，发现DNA提取量不足。
下列有关原因分析正确的是（）
A．经蒸馏水处理的红细胞用玻璃棒搅拌的时间过短
B．用NaCl进行盐析，所调制的NaCl溶液浓度未达到2mol/L
C．DNA再溶解时，玻璃棒搅拌方向是单向的
D．用玻璃棒搅拌时力量过猛
【答案】
【解析】
【变式训练2】、（2018盐城二模）在“DNA的粗提取和鉴定”实验中，甲、乙、丙、丁四个小组除下表中所列处理方法不同外，其他操作步骤均正确，但实验结果却不同。
下列有关叙述不正确的是
组别
实验材料
提取核物质时加入的溶液
去除杂质时加入的溶液
DNA鉴定时加入的试剂
甲
鸡血
蒸馏水
95%的酒精（25℃）
二苯胺
乙
菜花
蒸馏水
95%的酒精（冷却）
双缩脲试剂
丙
猪血
蒸馏水
95%的酒精（冷却）
二苯胺
丁
鸡血
蒸馏水
95%的酒精（冷却）
二苯胺
A．实验材料选择错误的组别是丙
B．沸水浴后试管中溶液颜色变蓝的组别是甲、丁
C．甲组实验现象差的原因是25℃的酒精对DNA的凝集效果差
D．乙组实验不成功仅因为在鉴定时加入了双缩脲试剂
【答案】
【解析】
【变式训练3】、（2018南通二模）下图是“DNA粗提取与鉴定”相关实验步骤，请据图分析回答：
（1）鸡血细胞是进行该实验较好的实验材料，这是因为_________________________。
从鸡血细胞中释放出核物质的处理方法是_________________________。
（2）图a表示释放核物质后进行过滤的过程，过滤后取进行下一步实验。
（3）图b表示的相关操作过程中，加入2mol/LNaCl溶液的作用是。
（4）图c表示在滤液中加入冷却的95%的酒精，其目的是__________________________。
【答案】
二以鸡血细胞为实验材料进行动物细胞中DNA的粗提取
1．实验材料的选取与制备
（1）从理论上讲，凡是含有DNA的组织都可作为实验材料，但从实验效果来看，DNA含量高的组织，实验成功率高。
目前多半用鸡血，因其易得且廉价，实验步骤也简便易行。
此外，还可用菜花、洋葱等。
从菜花细胞中提取的DNA，鉴定时可观察到浅蓝色，效
果不及鸡血。
再者处理菜花较麻烦，用冷冻法预处理菜花有利于研磨时易破碎细胞使染色质裸露，但实验中使用的研磨液在常温下形成结晶，研磨前需要通过加热溶解，加热的研磨液会使材料解冻而降低研磨效果。
（2）材料的制备
2.方法步骤（以鸡血为实验材料）
（2）溶解核内DNA：
上述滤液+2mol·L-1的NaCl溶液，玻璃棒沿同一方向搅拌。
（3）过滤除去不溶杂质。
（4）析出含DNA的丝状物：
向上述滤液缓缓加入蒸馏水，并轻轻地沿一个方向搅拌，出现丝状物，当丝状物不再增加时，停止加水
（此时NaCl浓度为0.14mol·L-1）。
（5）过滤取含DNA的丝状物：
用多层纱布过滤，含DNA的丝状物留在纱布上。
（6）DNA丝状物再溶解：
再次用2mol·L-1的NaCl溶解DNA。
（7）提取含杂质较少的DNA：
将上述滤液+体积分数95%的冷酒精静置2~3min，溶液中出现白色丝状物，用玻璃棒沿一个方向搅拌，卷起丝状物。
3．植物细胞中DNA的粗提取——以菜花为实验材料
（1）材料准备：
将新鲜菜花和体积分数为95％的乙醇溶液放入冰冷冻室24h。
（2）取材：
称取30g菜花，去梗取花，切碎。
（3）研磨：
将碎菜花放人研钵中，倒入10mL研磨液（洗涤剂和食盐），充分研磨10min。
（4）过滤：
在漏斗中垫上尼龙纱布，将菜花研磨液过滤到烧杯中（有条件的学校可将滤液倒入塑料离心管中进行离心，用1000r／min的转速，离心2～5min，取上清液放入烧杯中）。
在4℃冰箱中放置几分钟后，再取上清液。
（5）沉淀：
将一倍体积的上清液倒入两倍体积的体积分数为95％的预冷乙醇溶液中，并且玻璃棒缓缓、轻轻地搅拌溶液（玻璃棒不要直插到烧杯底部）。
沉淀3～5min后，可见白色的DNA絮状物出现。
用玻璃棒缓缓旋转，将絮状物缠绕在玻璃棒上。
4、细胞中DNA的粗提取注意事项
①制备鸡血细胞液时，要在取新鲜鸡血的同时加入抗凝剂，使血液分层，取下层血细胞沉淀。
②获取较多DNA的关键是向鸡血细胞液加入足量的蒸馏水，以便使细胞膜和核膜破裂，核内物质释放出来。
③实验中共3次过滤。
过滤时使用的纱布层数与其滤液或黏稠物有关。
第1、3次要用其滤液，使用的纱布为1～2层，第2次是要用其滤出的黏稠物，使用的纱布为多层。
④实验中有6次搅拌，除最后一次搅拌外，前5次搅拌均要朝向一个方向，并且在析出DNA，DNA再溶解和提取中，各步搅拌都要轻缓，玻璃棒不要直插烧杯底部，防止DNA分子断裂。
⑤实验中有两次使用蒸馏水。
在第一次，加水是为了使血细胞吸水膨胀破裂，加水后必须充分搅拌，不应低于5min，使血细胞充分破裂；第二次加蒸馏水是在第三步，加水是为了稀释氯化钠溶液。
⑥实验中有三次加氯化钠溶液。
在第二步中，当加入氯化钠后，必须充分晃动烧杯，使二者混合均匀，加速染色质中DNA与蛋白质分离，使DNA充分游离并溶解在氯化钠溶液中。
在第五步中，加氯化钠溶液也是为了DNA的再溶解，不过这时溶液中蛋白质含量已很少。
在第八步中，加的氯化钠溶液的浓度比前2次低的多，但还是为了溶解DNA。
⑦因为DNA易吸附在玻璃容器上，所以实验中最好使用塑料烧杯和试管，以减少DNA的减失。
⑧盛放鸡血细胞液的容器和实验中的烧杯和试管最好也是塑料制的，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。
【典题演示2】
1.（18江苏卷）下列关于DNA和蛋白质提取与分离实验的叙述，正确的有（）
A．提取细胞中的DNA和蛋白质都需用蒸馏水涨破细胞
B．用不同浓度NaCl溶液反复溶解与析出DNA可去除蛋白质
C．蛋白质提取和分离过程中进行透析可去除溶液中的DNA
D．蛋白质和DNA都可以用电泳的方法进行分离纯化
【答案】BD
【解析】A选项，在提取DNA时，如果是用动物的细胞需要用蒸馏水涨破，如果用植物细胞则不需要，而是用洗涤剂溶解细胞膜；用2mol／L的NaCl溶液溶解DNA，然后过滤出蛋白质，再降低NaCl溶液的浓度，析出DNA。
DNA和蛋白质样品都是带负电荷的，从负极向正极移动，移动的距离都和样品的分子量有关。
C中透析用以出去小分子物质，DNA是大分子物质，D是常规方法比如用十二烷基磺酸钠，可以根据其分子大小及所带电荷性质进行分离纯化
【变式训练4】
1.下图为“DNA粗提取和鉴定”实验的相关操作。
这些操作目的正确的是（）
A.①是洗涤红细胞，去除血细胞表面的杂质
B.②是溶解DNA，去除不溶于酒精的杂质
C.③溶解DNA，去除不溶于2mol/LNaCl溶液的杂质
D.④稀释NaCl溶液，去除不溶于低浓度NaCl溶液的杂质
解析：
本题主要考查DNA粗提取过程中去杂质的相关知识。
考纲中的能力要求是B级。
综合课本中给出的方案一的思路，①在鸡血细胞液中加入一定量的蒸馏水，目的是让鸡血细胞通过渗透吸水而胀破，从而释放出DNA；②向溶解有DNA的烧杯中加95%的酒精是为了析出DNA。
④该图中去除DNA的杂质的原理是利用DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同，通过控制NaCl溶液的浓度去除杂质，所以向溶解有DNA的烧杯中加蒸馏水的目的是为了稀释溶液，降低NaCl溶液的浓度，从而析出DNA。
答案：
C。
【变式训练5】.（18苏、锡、常、镇联考）．下列关于“DNA的粗提取与鉴定”实验原理与方法的叙述，错误的是（）
A．DNA在NaCl溶液中的溶解度随着溶液浓度的减小而减小
B．向鸡血细胞中加入蒸馏水的目的是使其吸水涨破，释放出其中的DNA
C．向滤液中加入冷却的酒精的目的是除去DNA中的杂质，纯化DNA
D．向初步纯化的DNA中加入二苯胺溶液，沸水浴后可观察到溶液显蓝色
解析：
理解DNA粗提取的原理及实验步骤是本题的解题突破口。
DNA在0.14mol/L的NaCl溶液的溶解度最低。
高于或低于此浓度，DNA的溶解度增大。
答案：
B
【变式训练6】、向溶有DNA的2mol/L的NaCl溶液中不断加入蒸馏水，在这个过程DNA和杂质蛋白质溶解度变化情况分别是（）
A．减小；减小B．增大；增大
C．先减小后增大；增大D．减小；增大
解析：
本题在考纲中的能力要求是B级。
理解DNA与蛋白质在不同浓度的NaCl溶液中的溶解度的不同是本题的解题突破口。
DNA在NaCl溶液中的溶解情况如图所示：
在向溶有DNA的2mol/LNaCl溶液中不断加入蒸馏水时，DNA的溶解度先减小后增大，而蛋白质在高浓度盐溶液中会沉淀，随盐浓度降低，蛋白质的溶解度升高。
答案：
C。
三如何进行DNA的鉴定
1．原理：
DNA+二苯胺
蓝色
2．步骤
项目
两支20mL的试管
1号
2号
实
验
步
骤
加入2mol／L的NaCl溶液
5mL
5mL
加入丝状物（DNA）
－
√
用玻璃棒搅拌
－
丝状物溶解
加入二苯胺试剂
4mL
4mL
沸水浴加热
5min
5min
观察现象
不变蓝
变蓝
3．二苯胺试剂要现配现用，否则二苯胺会变成浅蓝色，影响鉴定效果。
【典题演示3】
1．玻璃棒搅拌出的较纯净的DNA的颜色以及DNA遇二苯胺（沸水浴）染上的颜色分别（）
A．黄色、紫色B．白色、砖红色C．白色、蓝色D．蓝色、砖红色
解析：
识记DNA的颜色及二苯胺反应后的颜色是本题的解题突破口。
DNA的颜色为白色，在沸水浴中与二苯胺反应后呈蓝色。
答案：
C。
【变式训练7】
1.（多选）下面是四位同学的实验操作方法或结果，其中错误的是（）
A．番茄汁中含有丰富的葡萄糖和果糖，可用作还原糖鉴定的替代材料
B．蛋白质与双缩脲试剂作用产生紫色反应
C．DNA与二苯胺会产生蓝色反应
D．脂肪与苏丹Ⅳ产生红色
解析：
该题是关于有关物质鉴定问题，物质的鉴定的原理是显色反应，所以要求所选择的材料应该无色且该种物质的含量要高，所A种说法是错误的；在物质鉴定的过程中，关于还原性糖的鉴定和DNA的鉴定需要水浴加热，所以C答案中应为DNA与二苯胺在沸水浴中会产生蓝色。
答案：
AC
【变式训练8】、（2018苏北四市二模）下列有关生物学实验原理和技术操作的叙述中，正确的是（）
A．提取细胞中的DNA和蛋白质都必需用蒸馏水涨破细胞
B．研究某遗传病的遗传方式，一定要调查患者家系的情况
C．与利用鲜酵母相比，等量酵母菌制成的凝胶珠发酵生产酒精更迅速
D．用显微镜观察细胞时，若细胞为无色透明，可调节通光孔使视野暗一些
【答案】
【解析】
【变式训练9】、（原创）下列关于DNA提取过程中的试剂用途的说法不正确的是
A.不同浓度的NaCl溶液对DNA的溶解度不同
B.冷却的95%的酒精能够溶解DNA中含有的蛋白质杂质
C.提纯出的DNA还要溶解在2mol/L的NaCl溶液中
D.二苯胺试剂在沸水浴下与DNA结合呈现蓝色
【答案】A
【解析】关于DNA在不同NaCl溶液的溶解度关系是突破口。
DNA只有在0.14mol/L的NaCl溶液溶解度最小，在此两端不同的浓度会出现相同的溶解度。
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