学年人教版选修1 专题5 课题1 DNA的粗提取与鉴定 学案Word格式.docx

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根据该特点如何将DNA与蛋白质进一步分离？

DNA不溶于酒精溶液，某些蛋白质能溶于酒精溶液。

向溶解有DNA和蛋白质的溶液中加入冷却的酒精溶液，溶液中会出现白色丝状物即DNA。

1．DNA粗提取的原理

溶解规律

2mol/L

NaCl溶液

0.14mol/L

DNA

溶解

析出

蛋白质

NaCl溶液浓度从2mol/L降低的过程中，蛋白质溶解度逐渐增大

部分发生盐析沉淀

总结

①DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同。

在NaCl溶液浓度低于0.14mol/L时，DNA的溶解度随NaCl溶液浓度的增加而逐渐降低；

在0.14mol/L时，DNA溶解度最小；

当NaCl溶液浓度继续增加时，DNA的溶解度又逐渐增大

②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

2.利用耐受性提取DNA

项目

蛋白酶

没影响

水解

高温

80℃以上才会变性

60～80℃会变性

洗涤剂

瓦解细胞膜

1．在“DNA的粗提取与鉴定”实验中，实验原理是利用DNA在不同浓度的NaCl溶液中的溶解度不同来提取的，DNA的溶解度与图示曲线的对应点相符合的是（　　）

A．a点浓度最适合析出DNA

B．b点浓度最适合析出DNA

C．c点浓度最适合析出DNA

D．d点浓度最适合析出DNA

【解析】　用高浓度的NaCl溶液溶解DNA，能除去在高盐溶液中不能溶解的杂质，用低浓度的NaCl溶液使DNA析出，能除去溶解在低盐溶液中的杂质，因此，反复溶解、析出DNA，能除去与DNA溶解度不同的杂质。

从题图可以看出，DNA在浓度为0.14mol/L的NaCl溶液中的溶解度最小，因此最适合析出DNA。

【答案】　B

2．在混合物中提取DNA分子的基本思路是（　　）

A．根据各种大分子的理化性质的差异

B．根据各种大分子的理化性质的共性

C．根据各种大分子在细胞内的功能

D．根据各种大分子的结构和在细胞内的位置

【解析】　提取DNA分子是将DNA与其他物质分开，因此利用的是大分子的理化性质的差异。

【答案】　A

DNA的粗提取与鉴定的实验设计

1．方法步骤

（1）实验材料的选取：

选用DNA含量相对较高的生物组织。

（2）破碎细胞，获取含DNA的滤液：

①动物细胞的破碎——以鸡血为例：

在鸡血细胞液中加入一定量的蒸馏水，同时用玻璃棒搅拌，过滤后收集滤液即可。

②植物细胞的破碎——以洋葱为例：

先将洋葱切碎，然后加入一定的洗涤剂和食盐，进行充分地搅拌和研磨，过滤后收集研磨液。

（3）去除滤液中的杂质：

方案一

方案二

方案三

利用DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度的不同，通过控制NaCl溶液的浓度去除杂质

直接在滤液中加入嫩肉粉，反应10～15min，嫩肉粉中的木瓜蛋白酶能够分解蛋白质

将滤液放在60～75_℃的恒温水浴箱中保温10～15min，注意严格控制温度范围

（4）DNA的进一步提纯：

利用DNA不溶于酒精溶液这一原理，可从溶液中析出较纯净的DNA，此时DNA的状态为白色丝状物。

（5）DNA的鉴定：

将呈白色丝状物的DNA溶解于5mL物质的量浓度为2_mol/L的NaCl溶液中，再加入4mL的二苯胺试剂，沸水中加热5min，冷却后观察溶液的颜色，注意要同时设置对照实验。

2．操作提示

（1）以血液为实验材料时，每100mL血液中需要加入3g柠檬酸钠，防止血液凝固。

（2）加入洗涤剂后，动作要轻缓、柔和，否则容易产生大量的泡沫，不利于后续步骤的操作。

加入酒精和用玻璃棒搅拌时，动作要轻缓，以免加剧DNA分子的断裂，导致DNA分子不能形成絮状沉淀。

（3）鉴定DNA用的染色剂二苯胺试剂要现配现用，否则会影响鉴定的效果。

可否选用哺乳动物成熟红细胞作实验材料，为什么？

不可以，因为哺乳动物成熟红细胞无细胞核。

提取DNA时，要加入洗涤剂和食盐并充分研磨，作用分别是什么？

洗涤剂是一些离子去污剂，能溶解细胞膜，有利于DNA的释放；

食盐的主要成分是NaCl，有利于DNA的溶解。

研磨不充分会使细胞核内的DNA释放不完全，提取的DNA量少，影响实验结果。

为什么反复地溶解与析出DNA?

用高盐浓度的NaCl溶液溶解DNA，能除去在高盐中不能溶解的杂质；

用低盐浓度的NaCl溶液使DNA析出，能除去溶解在低盐溶液中的杂质。

因此，通过反复溶解与析出DNA，就能够除去与DNA溶解度不同的多种杂质。

1．DNA的粗提取与鉴定的实验过程

步骤

操作方法

原理

一、制备鸡

血细胞液

取0.3g/mL的柠檬酸钠溶液10mL，与100mL新鲜的鸡血混匀，然后静置一天或离心机离心约2～3min，除去上清液

防止血

液凝固，

使血细

胞与血

浆分离

二、提取细

胞核物质

取20mL蒸馏水与5～10mL的鸡血细胞液混合并充分搅拌，然后用3～4层纱布过滤，取滤液于烧杯中

使细胞

过度吸

水而破

裂

三、溶解

取2mol/L的NaCl溶液40mL与上述滤液混合后，用玻璃棒沿一个方向搅拌1min，然后过滤

DNA在

高浓度

NaCl溶

液中溶

解度较

大

四、析出

并过滤

沿烧杯内壁慢慢加入蒸馏水并轻轻搅拌，至白色丝状黏稠物不再增加时停止加水，然后用多层纱布过滤

在一定

范围内

DNA的

溶解度

随NaCl

溶液浓

度的降

低而降

低

五、DNA

的再溶解

用镊子夹取纱布上的黏稠物放入20mL浓度为2mol/L的NaCl溶液中，搅拌至完全溶解，然后用两层纱布过滤，取其滤液放入小烧杯中

解度较大

六、提取较

纯净的

取体积分数为95%的冷却酒精溶液50mL，与滤液混合搅拌，待出现丝状物时用玻璃棒将其卷起

DNA不

溶于酒

精，出现

沉淀

七、DNA

的鉴定

取两支20mL的试管，各加入物质的量浓度为2mol/L的NaCl溶液5mL，将丝状物放入其中一支试管中，用玻璃棒搅拌，使丝状物溶解。

然后，向两支试管中各加入4mL的二苯胺试剂，混合均匀后，将试管置于沸水中加热5min，等试管冷却后，观察并且比较两支试管中溶液颜色的变化

DNA遇

二苯胺

（沸水浴）

会被染

成蓝色

2.实验过程中各操作的目的

（1）实验中两次加入蒸馏水的目的不同

①在第二步中，目的是使鸡血细胞吸水涨破，加蒸馏水后必须充分搅拌，不应少于5min，使血细胞充分吸水涨破。

②在第四步中，目的是为了稀释NaCl溶液，使DNA逐渐析出。

（2）实验中三次加入NaCl溶液的目的

①在第三步中，加入NaCl溶液后必须充分搅拌，加速染色质中DNA与蛋白质的分离，使DNA充分游离并溶解在NaCl溶液中。

②在第五步中，加入NaCl溶液的目的是使DNA溶解。

③在第七步（即DNA鉴定环节）中，加入NaCl溶液的目的是溶解DNA。

3．实验中三次过滤的比较

比较项目

第一次过滤

第二次过滤

第三次过滤

过滤前加入物质

蒸馏水

NaCl

加入物质后NaCl

溶液浓度（mol/L）

2

0.14

滤液中

含DNA

的核物质

溶于0．14mol/L

NaCl溶液的杂质

纱布上

细胞膜、

核膜等残片

不溶于2mol/L

过滤目的

去除细胞膜、

核膜等杂质

去除不溶于2mol/L

NaCl溶液的杂质

去除溶于0．14mol/L

1．将粗提取的DNA丝状物分别加入0.14mol/LNaCl溶液、2mol/LNaCl溶液、体积分数为95%的酒精溶液中，然后用放有纱布的漏斗过滤，分别得到滤液P、Q、R以及存留在纱布上的黏稠物p、q、r，其中由于含DNA少可以丢弃的是（　　）

A．P、Q、R　　　　　　B．p、q、r

C．P、q、RD．p、Q、r

【解析】　DNA在0.14mol/LNaCl溶液中溶解度最小，过滤后DNA在黏稠物p中，可以丢弃P；

DNA在2mol/LNaCl溶液中溶解过滤后，DNA在滤液中，可以丢弃q；

DNA不溶于体积分数为95%的酒精溶液，所以过滤后DNA在黏稠物r中，可以丢弃R。

【答案】　C

2．与析出DNA黏稠物有关的叙述，不正确的是（　　）

A．操作时缓缓滴加蒸馏水，降低DNA的溶解度

B．在操作时，用玻璃棒轻缓搅拌，以保证DNA分子的完整性

C．加蒸馏水可同时降低DNA和蛋白质的溶解度，两者均可析出

D．当丝状黏稠物不再增加时，此时NaCl溶液的浓度相当于0.14mol/L

【解析】　向含有DNA的溶液中加入蒸馏水后，NaCl溶液的浓度会变小，当NaCl溶液的浓度为0.14mol/L时，DNA的溶解度最小而析出。

3．在DNA的粗提取实验过程中，对DNA提取量影响较小的是（　　）

A．使鸡血细胞在蒸馏水中充分破裂，释放出DNA等核物质

B．搅拌时要用玻璃棒沿一个方向轻缓搅动

C．在析出DNA黏稠物时，要缓缓加入蒸馏水，直至黏稠物不再增多

D．要用冷酒精沉淀DNA，甚至可将混合液再放入冰箱中冷却

【解析】　A项的做法是为了充分释放出核中的DNA分子，使进入滤液中的DNA尽量的多；

C项是让DNA充分沉淀，保证DNA沉淀析出的量；

D项的道理同C项；

而B项的操作并不能使DNA增多或减少。

1．在“DNA的粗提取与鉴定”实验过程中，有两次DNA沉淀析出，其依据的原理是（　　）

①DNA在物质的量浓度为0.14mol/L的NaCl溶液中溶解度最低

②DNA在冷却的体积分数为95%的酒精中能沉淀析出

A．两次都是①

B．两次都是②

C．第一次是①，第二次是②

D．第一次是②，第二次是①

【解析】　本题考查DNA粗提取的原理，DNA的第一次析出是利用DNA的溶解度在0.14mol/LNaCl溶液中最小而析出沉淀的。

第二次析出是利用DNA不溶于冷却的体积分数为95%的酒精，而蛋白质等杂质可溶解于冷却的体积分数为95%的酒精这一原理，达到对第一次析出的DNA进一步分离提纯的目的。

2．向溶有DNA的2mol/L的氯化钠溶液中不断加入蒸馏水，在这个过程中DNA和杂质蛋白等溶解度变化情况分别是（　　）【导学号：

05520036】

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】　加入蒸馏水后，DNA溶解度随着氯化钠溶液的浓度降低而减小，至0.14mol/L时达到最小，继续加入蒸馏水，DNA溶解度增大。

蛋白质等杂质的溶解度随着氯化钠溶液的浓度降低而增大。

3．下列关于“DNA的粗提取与鉴定”实验的叙述中，正确的是（　　）

A．用鸡血作为材料，原因是鸡血红细胞有细胞核，其他动物红细胞没有细胞核

B．用不同浓度的NaCl溶液进行DNA粗提取，原因是DNA在其中溶解度不同

C．用酒精进行提纯，原因是DNA溶于酒精，蛋白质不溶于酒精

D．用二苯胺试剂进行鉴定，原因是DNA溶液中加入二苯胺试剂即呈蓝色

【解析】　只有哺乳动物的成熟红细胞没有细胞核，A选项错误；

DNA不溶于酒精，蛋白质溶于酒精，所以可用冷却的酒精来对DNA进行提纯，C选项错误；

DNA溶液中加入二苯胺试剂后要在水浴加热的情况下才能出现蓝色，D选项错误。

4．“DNA的粗提取和物理性状观察”实验装置如图所示，分析回答：

（1）实验材料选用鸡血细胞液，而不用鸡全血，主要原因是鸡血细胞液中含有较高含量的________。

（2）在图中A所示的实验步骤中加蒸馏水的目的是_____________________，通过图B所示的步骤取得滤液，再在滤液中加入2mol/LNaCl溶液的目的是_______________________。

图中C所示实验步骤中加蒸馏水的目的是________。

【解析】　根据DNA的粗提取与鉴定的原理：

血细胞在蒸馏水中易吸水而导致细胞膜和核膜的破裂。

利用此特性可得到含有核DNA的溶液。

鸡的全血包括血浆和血细胞，血浆中无DNA，全血中除去血浆后即是浓缩的血细胞液，DNA的含量相对提高了。

分析该实验的步骤可知，只有向血细胞液中加蒸馏水时血细胞才吸水破裂，得到DNA，为了使DNA呈溶解状态，应将物质的量浓度为2mol/L的NaCl溶液加入滤液中。

在实验中进行A图的操作时，必须充分搅拌不少于5min；

B图过滤时采用3～4层纱布；

当NaCl溶液加入血细胞滤液中后，必须充分晃动烧杯，使二者混合均匀。

【答案】　

（1）DNA　

（2）加速细胞膜和核膜破裂　　使滤液中的DNA溶于浓盐溶液　使DNA析出

课堂小结：

网络构建

核心回扣

1.DNA在0.14mol/LNaCl溶液中溶解度最低。

2．DNA不溶于酒精，但是细胞中的某些蛋白质溶于酒精，可利用酒精将DNA和蛋白质分开。

3．DNA对蛋白酶、高温和洗涤剂有耐受性。

4．在加热条件下，DNA遇二苯胺会被染成蓝色。

5．哺乳动物成熟的红细胞不含细胞核，不能作为提取DNA的实验材料。

若选取肝脏细胞或植物细胞，则必须充分研磨。

6．实验中加入柠檬酸钠的作用：

作为抗凝剂，防止血液凝固。