《DNA和蛋白质技术》导学案含教学反思案例说课稿人教版高中生物选修一.docx

1、DNA和蛋白质技术导学案含教学反思案例说课稿人教版高中生物选修一专题5DNA和蛋白质技术第16课时DNA的粗提取与鉴定目标导航1.了解DNA的物理性质。2.理解DNA粗提取以及DNA鉴定的原理。一、提取DNA的方法1提取生物大分子的基本思路(1)选用一定的_或_方法分离具有不同物理或化学性质的生物大分子。(2)DNA的粗提取就是利用DNA与_、_和_等在物理或化学性质方面的差异，提取DNA，去除其他成分。2提取DNA分子的基本原理(1)利用DNA的溶解性DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同，利用这一点，选择适当浓度的NaCl溶液就能使DNA溶解，而使杂质沉淀，或者相反，

2、以达到分离的目的。DNA与蛋白质在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同。溶解规律2 mol/L NaCl0.14 mol/L NaClDNA在NaCl溶液中，浓度为_ mol/L时溶解度_溶解析出蛋白质NaCl浓度从2 mol/L降低过程中，溶解度逐渐增大部分发生盐析溶解由上表可以看出，在NaCl为2 mol/L时DNA_，而部分蛋白质发生盐析而生成_，通过过滤可除去部分_；NaCl为0.14 mol/L时DNA_，过滤可除去溶解的部分_。DNA不_酒精溶液，但是细胞中的某些蛋白质则_酒精。利用这一原理，可将DNA与蛋白质进一步分离。(2)利用DNA和蛋白质对酶、_和_的耐受性不同蛋白酶能水解蛋

3、白质，但对_没有影响。大多数蛋白质不能忍受_的高温，而DNA在80以上才会变性。洗涤剂能够溶解_，但对_没有影响。(3)DNA的鉴定：DNA在沸水浴的条件下，遇_会染成_。二、提取DNA及鉴定DNA的实验流程1实验材料的选取实验材料的选择原则是选用_含量高的生物组织。有些材料不宜选用，如有些哺乳动物的成熟红细胞无细胞核，无法提取DNA。实验中一般选用_或_作为实验材料。2破碎细胞，获取含DNA的滤液(1)动物细胞一般采用_破碎的方法。(2)植物细胞需要先用_溶解细胞膜，再加入一定量_，进行充分的搅拌和研磨，过滤后收集_。归纳总结动、植物细胞在获取DNA滤液方面的比较原理方法动物细胞来源:(鸡血

4、细胞)在低渗溶液中会吸水涨破在鸡血细胞液中加入一定量的蒸馏水，同时用玻璃棒搅拌，过滤后收集滤液植物细胞(洋葱)洗涤剂能够溶解细胞膜在切碎的洋葱中加入一定量的洗涤剂和食盐，充分搅拌和研磨，过滤后收集研磨液3.去除滤液中的杂质释放出的核物质是DNA、RNA和蛋白质等的混合物，根据不同的方案，可采用以下三种去除滤液中杂质的方案。原理方法方案一DNA在不同浓度的_溶液中溶解度不同在滤液中加入NaCl，使其溶液浓度为2 mol/L，过滤除去不溶的杂质调节滤液中的NaCl溶液浓度为0.14 mol/L，析出DNA，过滤去除溶液中溶解的杂质方案二DNA对酶的耐受性直接在滤液中加入_，_中的_能够分解蛋白质，

5、反应1015 min方案三DNA对高温的耐受性将滤液放在_的恒温水浴箱中保温1015 min，注意严格控制温度范围，使_沉淀，而_分子还未变性，可以将DNA与蛋白质分开4.DNA的析出(1)原理：DNA不溶于_，但细胞中的某些蛋白质则能溶于酒精。(2)方法将过滤得到的含DNA的黏稠物溶于_的NaCl溶液，再过滤得到含DNA的滤液。向滤液中加入与滤液体积相等的、冷却的、体积分数为_的酒精溶液，静置23 min，溶液中会出现_丝状物，它就是粗提取的DNA。用玻璃棒沿同一方向搅拌，卷起丝状物，并用滤纸吸去上面的水分。(3)目的析出DNA；去除溶于酒精的杂质。5DNA的鉴定(1)鉴定原理：DNA_(2

6、)步骤项目来源:学&科&网Z&X&X&K来源:学科网ZXXK来源:学科网ZXXK来源:学科网来源:学+科+网Z+X+X+K两支20 mL的试管来源:学科网来源:学科网ZXXK来源:学科网1号2号实验步骤加入2 mol/L的NaCl溶液5 mL5 mL加入丝状物(DNA)用玻璃棒搅拌_溶解加入二苯胺试剂4 mL4 mL沸水浴加热5 min5 min观察现象_变蓝提醒(1)甲基绿可将DNA染成绿色，且不需水浴加热。二苯胺鉴定DNA属于颜色反应，需要水浴加热5 min，可使DNA呈蓝色。(2)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。6对实验结果作出分析与评价(1)鉴别提取的DNA

7、观察你提取的DNA颜色，如果不是_，说明DNA中的杂质较多；二苯胺鉴定出现蓝色说明实验基本成功，如果不呈现_，可能所提取的DNA含量低，或是实验操作中出现错误，需要重新提取。(2)分析DNA中的杂质本实验提取的DNA粗制品有可能仍然含有核蛋白、多糖等杂质。(3)不同实验方法的比较对于不同的实验方法，本课题可以采用分组的方法进行研究。首先选取不同的实验材料，其次同种材料还可以采用不同方法，从多方面比较实验结果，如DNA的纯度、DNA的颜色、二苯胺显色的深浅等，看看哪种实验材料、哪种提取方法的效果更好。知识点一提取DNA的方法1DNA的粗提取与鉴定实验，与下列哪项原理无关()ADNA在0.14 m

8、ol/L的NaCl溶液中，溶解度最低BDNA易被龙胆紫溶液染成紫色CDNA溶液中加入二苯胺试剂，加热后产生蓝色D加入95%的冷酒精，DNA会从溶液中析出2下列图示中能正确反映DNA溶解度与NaCl溶液浓度之间关系的是()知识点二DNA的提取流程3下图为“DNA的粗提取与鉴定”实验装置：(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有较高含量的_。(2)在图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，再在溶液中加入2 mol/L的NaCl溶液的目的是_；图C所示实验步骤中加蒸馏水的目的是_。4将粗提取的DNA丝状物分别加入0.14 mol/L NaCl溶

9、液、2 mol/L NaCl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()AP、Q、R Bp、q、r CP、q、R Dp、Q、r一、选择题1从鸡血细胞液中提取DNA所用的提取液是()ANaCl溶液 B酒精C二苯胺 D柠檬酸钠2去除DNA杂质时，可直接在滤液中加入_，反应1015 min()A嫩肉粉 B蒸馏水C2 molL1NaCl溶液 D酒精3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()DNA在物质的量浓度为0.14 mol/L的NaCl溶液中溶解度最低

10、DNA在冷却的体积分数为95%的酒精中能沉淀析出A两次都是B两次都是C第一次是，第二次是D第一次是，第二次是4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5蛋白酶能使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 BNaCl溶液CNaOH溶液 D盐酸6在采用鸡血为材料对DNA进行粗提取的实验中，若需进一步提取含杂质较少的DNA，可以依据的原理是(

11、)A在物质的量浓度为0.14 mol/L NaCl溶液中DNA的溶解度最小BDNA遇二苯胺在沸水浴的条件下会染成蓝色CDNA不溶于酒精而细胞中的一些物质易溶于酒精D质量浓度为0.1 g/mL的柠檬酸钠溶液具有抗凝血作用7若选择的实验材料为植物细胞，破碎细胞时要加入一定量的洗涤剂和食盐。加入食盐的目的是()A有利于DNA的溶解 B分离DNA和蛋白质C溶解细胞膜 D溶解蛋白质8向溶解DNA的NaCl溶液中不断加入蒸馏水的目的是()A加快溶解DNA的速度 B加快溶解杂质的速度C降低DNA的溶解度，加快DNA的析出D降低杂质的溶解度，加快杂质的析出二、简答题9在“DNA的粗提取与鉴定”实验中，为得到含

12、DNA的黏稠物，某同学进行了如下操作，最后所得含DNA的黏稠物极少，导致下一步实验无法进行。请指出该同学实验操作上的错误并改正。在新鲜鸡血中加入适量的柠檬酸钠，经离心后，除去血浆，留下血细胞备用。取510 mL血细胞放入50 mL的塑料烧杯中，并立即注入20 mL 0.015 mol/L的氯化钠溶液，快速搅拌5 min后经滤纸过滤，取得其滤液。向滤液中加入40 mL 2 mol/L的氯化钠溶液，并用玻璃棒沿一个方向快速搅拌1 min。向上述溶液中缓缓加入蒸馏水，同时用玻璃棒沿一个方向不停地边轻轻搅拌边加入蒸馏水，直到溶液中出现丝状物为止，再进行过滤得含DNA的黏稠物。实验结果：所得含DNA的黏

13、稠物极少，导致下一步实验无法进行。(1)请指出并改正上述实验操作中的错误：_。(2)要进一步提取DNA时，需加入冷却的酒精，其作用是_和_。(3)由于鸡血较难找到，某同学试图用人血代替，结果没有成功，其原因最可能是_。(4)鉴定实验中所得到的丝状物的主要成分为DNA，可滴加_试剂，沸水浴，如果出现_现象，则该丝状物的主要成分为DNA。10实验中对DNA进行鉴定时，做如下操作：试管序号AB1加2 mol/L的NaCl溶液5 mL加2 mol/L的NaCl溶液5 mL2不加加入提取的DNA丝状物并搅拌3加4 mL二苯胺，混匀加4 mL二苯胺，混匀4沸水浴5分钟沸水浴5分钟实现现象实验结论(1)根据

14、上图，完成表格空白处的实验内容。(2)对于B试管，完成1、2、3的操作后溶液颜色如何？_。(3)在沸水浴中加热的目的是_，同时说明DNA对高温有较强的_。(4)A试管在实验中的作用是_。(5)B试管中溶液颜色的变化程度主要与_有关。第16课时DNA的粗提取与鉴定知识清单一、1.(1)物理化学(2)RNA蛋白质脂质2(1)0.14最小溶解沉淀蛋白质析出蛋白质溶于溶于(2)高温洗涤剂DNA6080细胞膜DNA(3)二苯胺蓝色二、1.DNA鸡血菜花2(1)加蒸馏水(2)洗涤剂食盐研磨液3NaCl嫩肉粉嫩肉粉木瓜蛋白酶6075蛋白质DNA4(1)酒精(2)2 mol/L95%白色5(1)二苯胺沸水浴蓝

15、色(2)丝状物不变蓝6(1)白色丝状物蓝色对点训练1BDNA在0.14 mol/L的NaCl溶液中溶解度最低。DNA鉴定选用的试剂为二苯胺试剂，加热后(沸水浴)产生蓝色。加入95%的冷却的酒精，由于DNA不溶于酒精，DNA会从溶液中析出。规律链接“DNA粗提取与鉴定”实验材料选用鸡血细胞液，而不是鸡全血，主要原因是DNA主要贮存于细胞核内，而不在血浆内，使用鸡血细胞液提高材料中的细胞数量和DNA含量，从而可以保证实验能提取到足够的DNA。2C在0.14 mol/L的NaCl溶液中DNA的溶解度最小。3(1)DNA(2)使血细胞破裂使滤液中的DNA溶于浓NaCl溶液使DNA析出解析题图A、B、C

16、所示为本实验的三个关键步骤。图A通过添加蒸馏水，血细胞与蒸馏水相混合而使血细胞处于极度低渗的环境之中，细胞因大量吸水而最终破裂。图B通过纱布过滤使血细胞释放出的DNA滤入收集的滤液中(将大量胶状物滤出)，再在滤液中加入2 mol/L的NaCl溶液使DNA的溶解度增加。DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同，如在0.14 mol/L的NaCl溶液中溶解度只有水中的1%，而在1 mol/L的NaCl溶液中的溶解度为水中的2倍。即使DNA溶于NaCl溶液，图C在DNA浓盐溶液中加入蒸馏水(大量)，可使溶液的NaCl浓度降至较低，由于DNA在较低浓度的NaCl溶液中溶解度很低(在0.14 mol/

17、L的NaCl溶液中溶解度最低，浓度再变小则DNA溶解度将增大)，使DNA低渗析出，经过滤等手段可以收集到DNA。规律链接1DNA粗提取与鉴定实验中的数字总结(1)1次加入酒精：提取含杂质较少的DNADNA不溶于酒精，但是细胞中的某些蛋白质则溶于酒精。在含DNA的溶液中加入冷却的体积分数为95%的酒精，其目的是为了提取含杂质较少的DNA。(2)2次加入蒸馏水：目的不同第一次向鸡血细胞液中加入蒸馏水，是为了得到浓度低于血细胞内部浓度的溶液。这样水分子会大量渗入血细胞中，使血细胞吸水涨破而释放DNA。第二次向2 mol/L NaCl溶液中加入蒸馏水，是为了使NaCl溶液的浓度降低到0.14 mol/

18、L，从而使DNA分子从NaCl溶液中析出。(3)3次过滤：DNA存在的部分及所用的纱布层数不同第一次过滤用蒸馏水稀释过的鸡血细胞液，是为了得到含DNA的滤液，使用的纱布为12层。第二次过滤含有黏稠物的NaCl溶液，是为了得到从低浓度的NaCl溶液中析出的附着在纱布上的含DNA的黏稠物，所用的纱布为多层。第三次过滤溶解有DNA的NaCl溶液，目的是为了使DNA再溶解，所以只要用两层纱布即可。(4)4次调整NaCl溶液的浓度：目的不同、使用的NaCl溶液的浓度不同第一次在含DNA的滤液中，加入NaCl，调整NaCl溶液的物质的量浓度为2 mol/L ，必须充分混合均匀。目的是加速染色质中DNA与蛋

19、白质的分离，使DNA充分游离并溶解在NaCl溶液中。第二次调整NaCl溶液的物质的量浓度为0.14 mol/L，此时DNA的溶解度最小，目的是析出DNA。第三次调整NaCl溶液的物质的量浓度为2 mol/L，目的是使DNA再次溶解。第四次调整NaCl溶液的物质的量浓度为0.015 mol/L(或2 mol/L)，目的还是为了溶解DNA。 (5)6次用玻璃棒搅拌：目的不同第一次搅拌加蒸馏水的鸡血细胞液，目的是加速鸡血细胞的破裂。第二次搅拌2 mol/L含DNA的NaCl溶液，目的是加速DNA的溶解。第三次搅拌加蒸馏水的NaCl溶液，目的是均匀稀释NaCl溶液至0.14 mol/L，以析出更多的D

20、NA。第四次搅拌含DNA的2 mol/L的NaCl溶液，目的是加速DNA的溶解。第五次搅拌体积分数为95%的含DNA的酒精，目的是提取含杂质较少的DNA。第六次搅拌0.015 mol/L(或2 mol/L)含DNA的NaCl溶液，目的还是加速DNA的溶解。2该实验成功的关键(1)破碎细胞应彻底充分。(2)对提取的含杂质较多的DNA进行提纯时，所用的酒精必须经过充分预冷后才能使用。(3)实验过程中，搅拌时玻璃棒不能直插烧杯底部，并且搅拌要轻缓，以便获得较完整的DNA分子。(4)由于玻璃表面带电荷，DNA中的磷酸基也带电荷而被吸附于玻璃表面，故实验中应尽量不使用或少使用玻璃器皿，这样可以提取到较多

21、的DNA。(5)常温下，二苯胺试剂要现配现用，否则会影响鉴定的效果。4CDNA在0.14 mol/L NaCl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2 mol/L NaCl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。联想DNA在0.14 mol/L NaCl溶液中溶解度最小，在高于或低于0.14 mol/L的NaCl溶液中溶解度变大，DNA不溶于酒精，但蛋白质能溶于酒精，所以用酒精溶液可以除去DNA中的部分蛋白质杂质。达标测试1A本题考查各试剂在“DNA的粗提取与鉴定”实验中的作用。N

22、aCl溶液：溶解、析出DNA；酒精：溶解蛋白质，提纯DNA；二苯胺：鉴定DNA；柠檬酸钠：防止血液凝固。2A嫩肉粉中的木瓜蛋白酶能分解蛋白质。3C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0.14 mol/L NaCl溶液中最小而沉淀析出的。第二次析出是利用DNA不溶于冷却的95%的酒精，而蛋白质等杂质可溶解于冷却的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。4BA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量尽量的多；C项是让DNA充分沉淀，保证DNA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。5B染色质中的主

23、要成分是DNA和蛋白质，我们可以利用蛋白酶水解杂质蛋白质，从而使提取的DNA与蛋白质分开。也可以利用DNA在NaCl 溶液中的溶解度不同，DNA在2 mol/L NaCl 溶液中溶解度高，而蛋白质不能溶解，通过过滤可除去不能溶解的杂质蛋白质，由此可看出两种方法虽然原理不同，但目的是一样的。6C考查DNA粗提取实验中各药品的作用，DNA粗提取的原理有：DNA在0.14 mol/L的NaCl溶液中溶解度最小和DNA不溶于95%的冷酒精。进一步提取含杂质较少的DNA时用后者。B项用于DNA鉴定，D项中柠檬酸钠防止血液凝固。7A在解答本题时，不少同学会受“加入一定量的洗涤剂和食盐”的干扰，做出错误的判

24、断，误选C，而忽略本题所考查的是食盐的作用。8CDNA分子在不同浓度的NaCl溶液中的溶解度不同，调节NaCl溶液的浓度可以使DNA溶解或析出，因此向溶解DNA的NaCl溶液中不断加入蒸馏水的目的是降低DNA的溶解度，加快DNA的析出。9(1)中“20 mL 0.015 mol/L氯化钠溶液”错误，应改为“20 mL蒸馏水”；中“经滤纸过滤”错误，应改为“经纱布过滤”；中“直到溶液中出现丝状物为止”错误，应改为“直到溶液中丝状物不再增加时为止”(2)凝集DNA溶解其他物质(3)人血成熟红细胞中没有细胞核(4)二苯胺蓝色10(1)溶液不变蓝色溶液逐渐变蓝色DNA在沸水浴的情况下遇二苯胺会被染成蓝

25、色(2)溶液颜色基本不变(不呈浅蓝色)(3)加快颜色反应速度耐受性(4)对照(5)加入试管中的DNA(丝状物)的多少解析本题主要考查DNA分子的鉴定。A、B两试管形成对照，B试管中含DNA丝状物，A试管中不含，起对照作用，其他条件均完全相同。本实验强调反应条件是沸水浴加热5 min，这样可加快颜色反应的速度，观察对比两试管的颜色时要等到冷却以后。第17课时多聚酶链式反应扩增DNA片段目标导航1.知道细胞内参与DNA复制的各种组成成分与反应条件；知道DNA合成方向。2.理解PCR的原理；掌握PCR的基本步骤及每个步骤前后发生的变化。一、PCR技术的原理1PCR扩增方向(1)3端和5端：为了明确地

26、表示DNA的方向，通常将DNA的羟基(OH)末端称为_，而含_的末端称为_；一个双链DNA分子中含两个3端和两个5端，如果一条链的方向是_，则另一条链的方向就是_，这就是反向平行的含义。(2)DNA分子中相邻两个脱氧核苷酸残基通过_相连，该化学键是由一分子脱氧核苷酸中3号碳原子上的羟基(OH)，与相邻的另一分子脱氧核苷酸中5号碳原子上的磷酸基团脱水聚合而成。所以DNA的合成方向总是从子链的_向_延伸。2PCR技术原理(1)PCR原理：DNA分子在一定条件下可以进行半保留复制。(2)DNA的热变性原理：在_的温度范围内，DNA的双螺旋结构将解体，双链分开，这个过程称为_；当温度缓慢下降后，两条被分离的DNA链又会重新结合成双链，这个过程称为_。3生物体内DNA复制与PCR反应的区别体内复制PCR反应解旋在_作用下，细胞提供能量，部分解开加热至_，双链全部解开，不需解旋酶引物一小段RNA可以是RNA或单链DNA分子片段合