高中生物选修1精品学案51 DNA的粗提取与鉴定.docx

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高中生物选修1精品学案51DNA的粗提取与鉴定

第13课时　DNA的粗提取与鉴定

[学习导航]　1.通过阅读教材P54“基础知识”，掌握提取并检验DNA的原理和方法。

2.结合教材P55“实验设计”，掌握DNA粗提取的选材、析出及鉴定。

3.结合教材P56“操作提示”，掌握实验过程中需注意的问题。

4.分析教材P57“结果分析与评价”中的问题，掌握DNA粗提取与鉴定的技术。

[重难点击]　1.理解DNA的理化特性及根据其理化特性而提取和鉴定的原理。

2.初步掌握DNA的粗提取和鉴定方法。

一、DNA的理化特性、提取及鉴定的原理

1．提取DNA的方法和原理

（1）提取生物大分子的基本思路：

选用一定的__________方法分离具有不同物理或化学性质的生物大分子。

（2）提取DNA的方法：

利用DNA与________、________和脂质等在物理和化学性质方面的差异，提取DNA，去除其他成分。

2．DNA的溶解性

（1）DNA在NaCl溶液中的溶解度

DNA在不同浓度的NaCl溶液中的溶解度不同，其中在_______NaCl溶液中溶解度最低。

（2）在酒精溶液中的溶解性：

________不溶于酒精溶液，但是细胞中的某些________溶于酒精溶液。

3．DNA对酶、高温和洗涤剂的耐受性

（1）对酶的耐受性：

蛋白酶能水解________，但对____________没有影响。

（2）对温度的耐受性：

大多数蛋白质不能忍受__________的高温，而DNA在______以上才会变性。

（3）对洗涤剂的耐受性：

洗涤剂能够瓦解________，但对________没有影响。

4．DNA的鉴定

在________的条件下，DNA与________反应呈现蓝色。

1．DNA溶解性原理

（1）结合DNA在NaCl溶液中的溶解度曲线，分析DNA在不同浓度NaCl溶液中的溶解度有何特点。

项目

溶解规律

2mol/LNaCl溶液

0.14mol/LNaCl溶液

DNA

溶解

析出

蛋白质

蛋白质在NaCl溶液浓度从2mol/L降低过程中，溶解度逐渐增大

部分发生盐析沉淀

溶解

①低于0.14mol/L时：

________________________________________。

②高于0.14mol/L时：

________________________________________。

（2）结合图表分析，如何通过控制NaCl溶液的浓度使DNA在盐溶液中溶解或析出，以达到去除杂质的目的？

（3）DNA不溶于酒精溶液，而细胞中的某些蛋白质则溶于酒精溶液，此特点对于提取DNA有什么作用？

2．DNA的耐受性原理

DNA变性和蛋白质变性的实质相同吗？

请说明原因。

归纳总结　DNA粗提取的三个原理

（1）利用DNA随NaCl溶液浓度的不同而溶解度不同的原理可粗提取DNA。

（2）利用DNA不溶于酒精，而细胞内的其他许多物质可溶于酒精的原理可进一步提纯DNA。

（3）利用DNA对酶和高温的耐受性可以去除蛋白质杂质。

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

2．下列有关“DNA的粗提取与鉴定”实验的叙述，正确的是（　　）

A．利用DNA能溶于酒精溶液，而蛋白质不溶于酒精溶液，可将DNA与蛋白质分离

B．利用高温能使DNA变性，却对蛋白质没有任何影响的特性，可将DNA与蛋白质分离

C．利用DNA在0.14mol/LNaCl溶液中溶解度最大的特点，可将DNA与蛋白质分离

D．在DNA滤液中加入嫩肉粉，通过木瓜蛋白酶的作用，可将DNA与蛋白质分离

一题多变

在DNA的粗提取过程中，使用嫩肉粉分离DNA与蛋白质的原理是什么？

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

二、“DNA粗提取与鉴定”实验设计与操作提示

（一）实验设计

1．实验材料的选取

选用DNA含量________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

①选材及方法：

选用动物细胞作为实验材料时，由于其无________，因此可直接采用吸水涨破的方法。

②过程：

以鸡血为例

在鸡血细胞液中加入一定量的________，同时用________搅拌，细胞会吸水涨破，然后用纱布过滤，过滤后收集滤液即可。

（2）植物细胞的破碎

①方法：

需要先用________溶解细胞膜。

②过程：

以提取洋葱的DNA为例。

在切碎的洋葱中加入一定的________________，进行充分地搅拌和________，过滤后收集研磨液。

3．去除滤液中的杂质

方案一

利用DNA在不同浓度的NaCl溶液中________不同，通过控制NaCl溶液的________去除杂质

方案二

直接在滤液中加入________，反应10～15min，嫩肉粉中的__________能够分解蛋白质

方案三

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

4.DNA的析出

利用DNA不溶于______________这一原理，可从DNA溶液中析出比较纯净的DNA，此时DNA的状态为____________。

5．DNA的鉴定

将白色丝状物溶解于5mL物质的量浓度为_______中，再加入4mL的________试剂，沸水浴加热5min，冷却后观察溶液的颜色，同时设计不含DNA的NaCl溶液作为对照。

（二）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________。

2．加入洗涤剂后，动作要轻缓、柔和，否则容易产生__________，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___________，导致DNA分子不能形成絮状沉淀。

3．鉴定DNA用的二苯胺试剂要________，否则会影响鉴定的效果。

1．实验材料的选取

教材中所给的生物材料中，选取哺乳动物的红细胞与鸡血提取DNA哪个效果更好？

2．实验操作分析

（1）实验中应采用什么方法使鸡血细胞破裂？

（2）提取菜花的DNA时，加入洗涤剂和食盐的作用分别是什么？

（3）实验过程要充分地搅拌和研磨，如果研磨不充分，会对实验结果产生怎样的影响？

（4）实验过程中应如何使用玻璃棒搅拌？

为什么？

规律方法　DNA粗提取与鉴定实验中四个关键操作的目的

（1）两次加入蒸馏水

次数

目的

第一次

使鸡血细胞吸水涨破

第二次

稀释NaCl溶液，使DNA逐渐析出

（2）三次加NaCl溶液

次数

目的

第一次

溶解DNA，析出蛋白质等杂质

第二次

使DNA再溶解，为了获得含杂质较少的DNA

第三次

溶解DNA，以便DNA与二苯胺反应

（3）三次过滤

次数

目的

第一次

单层

除去细胞破碎后的细胞膜、核膜、糖类、蛋白质等，获得含核物质的滤液

第二次

两层

除去不溶于2mol/LNaCl溶液中的蛋白质等杂质，获得含DNA的滤液

第三次

多层

除去溶于0.14mol/LNaCl溶液中的杂质，获得含DNA的丝状物

（4）六次搅拌

次数

实验操作

目的

第一次

搅拌加蒸馏水的鸡血细胞液

加速细胞破裂

第二次

搅拌含DNA的高浓度盐溶液

加速DNA的溶解

第三次

搅拌加蒸馏水的NaCl溶液

析出DNA

第四次

搅拌含DNA的高浓度盐溶液

加速DNA的溶解

第五次

搅拌含DNA的酒精溶液

提取含杂质较少的DNA

第六次

搅拌含DNA的白色丝状物的盐溶液

加速DNA的溶解

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

4．下图所示为DNA的粗提取与鉴定实验的实验步骤，请据图回答下列问题：

（1）请写出①②③④的实验步骤名称

①________________________________________________________________________；

②________________________________________________________________________；

③________________________________________________________________________；

④________________________________________________________________________。

（2）A、B两支试管中，________试管中含有DNA，______试管起对照作用。

一题多变

（1）步骤②是如何操作的？

为什么能将DNA析出？

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（2）步骤③的实验原理是什么？

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

1．蛋白酶能将蛋白质水解而使染色质中的DNA分离出来。

下列药品可达到上述同一目的的是（　　）

A．蒸馏水B．NaCl溶液

C．NaOH溶液D．盐酸

2．下表有关“DNA粗提取和鉴定”的相关操作中所选取的试剂，不正确的是（　　）

选项