4.2DNA的提取與鑒定

1、 大許中學(xué)20092010學(xué)年度第二學(xué)期高一生物教學(xué)案第四章第2課時(shí)DNA的提取與鑒定一、課標(biāo)要求：.知識目標(biāo)：了解DNA的物理化學(xué)性質(zhì)，理解DNA粗提取以及DNA鑒定的原理。.能力目標(biāo)：嘗試對植物或動(dòng)物組織中的DNA進(jìn)行粗提取及鑒定。.情感目標(biāo)：培養(yǎng)實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和探索精神。二、課前預(yù)習(xí)本節(jié)知識結(jié)構(gòu)歸納巾颼M耦DNA5DNA&播版融譴豳喊捕觸梟MRNA拼琳|的戶時(shí)坤施版:岫糖放肘觸就楠械時(shí)m中遮福辨睛泉髓肥髓祗肅械州A蒯林械，鰭解械如斕儲(chǔ)肺期DNA的推DNA疆釀雅質(zhì)翻蚓觸熊4髓；岫邂（桿不舒）期DNA的推DNA疆釀雅質(zhì)翻DNA楣，楣M*拗股擊鼬融炸迤出期叫行麻戊線摩曲駁SHQC依I而DN

2、A4WT：肚拴雅朝精解解|理,助明蛾旅*DHA嫌副胡楣麻椰郵A*DHA嫌副胡楣麻椰郵A*迎領(lǐng)靛樂雅理腓般臭DNA的期I典型例題分析：、實(shí)驗(yàn)材料的選擇與數(shù)目較多，可以提供豐富的DNA。（2）實(shí)驗(yàn)前由老師制備雞血細(xì)胞液供同學(xué)們做實(shí)驗(yàn)材料，而不用雞全血，主要原因是雞血細(xì)胞液中DNA相對含量高。（3）生活在牧區(qū)的人們，采集牛、羊和馬血比較方便，若他們按實(shí)驗(yàn)要求完成實(shí)驗(yàn)步驟后，結(jié)果是很又t提取到DNA，這是因?yàn)檫@些動(dòng)物和人類一樣，成熟的紅細(xì)胞中無細(xì)胞核。但若改用動(dòng)物肝臟做實(shí)驗(yàn)材料，實(shí)驗(yàn)?zāi)茼樌M(jìn)行。這是因?yàn)楦渭?xì)胞有細(xì)胞核。（4）若選用動(dòng)物肝臟做實(shí)驗(yàn)材料，提取之前，最好增力研磨程序，使組織細(xì)胞更易分離?！窘?/p>

3、析】本題考查分析、比較能力，通過對多種材料的考慮，更進(jìn)一步明了選材的要求。雞紅細(xì)胞中含有成形的完整的細(xì)胞核，而且紅細(xì)胞數(shù)量比較多，因而DNA含量也較豐富。雞的全血包括血漿和血細(xì)胞，血漿中無DNA，全血中除去血漿后即是濃縮的血細(xì)胞液，DNA相對含量提高了。（3）哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞中無細(xì)胞核，僅靠白細(xì)胞和淋巴細(xì)胞中的少量DNA，在實(shí)驗(yàn)中很難提取到。肝細(xì)胞含有細(xì)胞核，并且肝組織易破壞，有利于DNA的提取。（4）若使肝臟組織易分離，將肝臟組織剪碎、研磨是一種簡便易行的方法。答案（1）含細(xì)胞核紅DNA（2）X血細(xì)胞中DNA相Xt含量高（3）很難提取到DNA無細(xì)胞核肝細(xì)胞有細(xì)胞核（4）研磨【變式訓(xùn)練1】

4、.在DNA分子的粗提取與鑒定”實(shí)驗(yàn)中（一）A、B、C、D、E五個(gè)小組除下表中所列處理方法不同外，其他操作步驟均相同，而且正確，但實(shí)驗(yàn)結(jié)果卻不同。組別實(shí)驗(yàn)材料提取DNA時(shí)加入的溶液去除雜質(zhì)時(shí)加入的溶液DNA鑒定時(shí)加入的試劑A雞血蒸餾水95%的酒精（25）二苯胺B菜花蒸餾水95%的酒精（冷卻）雙縮脲C人血漿蒸餾水95%的酒精（冷卻）二苯胺D人紅細(xì)胞2mol/LNaCI0.14mol/LNaCI雙縮脲E雞血蒸餾水95%的酒精（冷卻）二苯胺實(shí)驗(yàn)材料選擇錯(cuò)誤的組別是C、D，其原因是人的血漿中沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)，成熟的紅細(xì)胞中沒有細(xì)胞核，選用這些材料得不到DNA或得到的DNA很少。實(shí)驗(yàn)步驟（不包括實(shí)驗(yàn)材）均正確

5、，但得不到DNA的組別是C。沸水浴中試管顏色變藍(lán)的組別是A、E；藍(lán)色較淡的是A，其中原因是一冷卻的酒精對DNA的凝集效果較佳，該組使用的是25的酒精。（4）B組實(shí)驗(yàn)不成功的最主要原因是菜花細(xì)胞在蒸餾水中不能被破壞，得不到DNA。（二）在“DNA的粗提取與鑒定”的實(shí)驗(yàn)中，有同學(xué)按書本知識和自己和思路，試做了如下實(shí)驗(yàn)，請你判斷實(shí)驗(yàn)結(jié)果。（1）他把與檸檬酸鈉混合的新鮮血液放在幾層紗布上過濾，留在紗布上最主要的血液成分是血細(xì)胞。他在含有DNA、RNA及蛋白質(zhì)等的混合物中加入大量的物質(zhì)的量濃度為2mol/LNaCl后，通過攪拌后，放在幾層紗布上過濾，他得到的濾液中一定含有實(shí)驗(yàn)?zāi)康闹行枰崛〉某煞质荄NA

6、。他在上述濾液中加入冷酒精（體積分?jǐn)?shù)為95%），并用玻璃棒向一個(gè)方向攪拌，溶液中的絲狀物的主要成分是DNA。（4）他把含有DNA、RNA、蛋白質(zhì)與氯化鈉的混合溶液稀釋成物質(zhì)的量濃度為0.14mol/LNaCl溶液后，放在幾層紗布上過濾，他得到的濾液中含量最多的成分是RNA。類型二、DNA分子的提取【例題2】下圖是關(guān)于“DNA的粗提取和鑒定”實(shí)驗(yàn)，請據(jù)圖回答下列問題：(1)實(shí)驗(yàn)材料選用雞血球液，而不用雞全血，主要原因是雞血球液中有較高含量的DNA_。(2)在圖A所示的實(shí)驗(yàn)步驟中加蒸餾水的目的是使細(xì)胞膜破裂，通過圖B所示的步驟取得濾液，再在溶液中加8DNA；圖C所示實(shí)驗(yàn)步驟中加蒸餾水的溶解度(3)

7、為鑒定實(shí)驗(yàn)所得絲狀物的主要成分克情況下，結(jié)果絲狀物被染成藍(lán)色。(4)與析出DNA黏稠物有關(guān)的敘述，不正確的是(C)A.操作時(shí)緩緩滴加蒸餾水，降低DNA的溶解度B.在操作A時(shí)，用玻璃棒輕緩攪拌，以保證DNA分子完整C.加蒸餾水同時(shí)降低DNA和蛋白質(zhì)的溶解度，兩者均可析出D.當(dāng)絲狀黏稠物不再增加時(shí)，此時(shí)NaCl的濃度相當(dāng)于0.14mol/L命題意圖:本題考查DNA粗提取實(shí)驗(yàn)中幾個(gè)關(guān)鍵問題的分析。解析：用蒸餾水稀釋雞血細(xì)胞液，使血細(xì)胞的細(xì)胞膜、核膜破裂，釋放出核物質(zhì)(如DNA和蛋白質(zhì))，此時(shí)過濾液中只能得到含DNA和其他物質(zhì)如蛋白質(zhì)的濾液，這種濾液必須經(jīng)過實(shí)驗(yàn)中其他步驟的相繼處理，方能得到較純的DN

8、A。DNA在0.14mol/LNaCl中溶解度最低，呈絲狀黏稠物，可經(jīng)過濾留在紗布上。加蒸餾水后降低NaCl的溶液濃度，從而逐漸降低DNA的溶解度，使其逐漸變?yōu)榻z狀黏稠物而析出。當(dāng)NaCl溶液濃度降低時(shí)，蛋白質(zhì)的溶解度增高，即蛋白質(zhì)的鹽溶現(xiàn)象，因而DNA析出時(shí)，蛋白質(zhì)不能析出。由于DNA遇二苯胺(沸水浴)會(huì)呈藍(lán)色，因此二苯胺可作為鑒定DNA的試劑。答案：(DDNA(2)使細(xì)胞膜破裂溶解細(xì)胞核內(nèi)DNA降低NaCl濃度，進(jìn)而降低DNA的溶解度二苯胺試劑藍(lán)(4)C【變式訓(xùn)練2】.(09年南通模擬)某同學(xué)以菜花為實(shí)驗(yàn)材料，進(jìn)行DNA的粗提取與鑒定”實(shí)驗(yàn)，步驟如下：步驟一：稱取30g菜花，去梗取花，切碎

9、。步驟二：將碎菜花放入研缽中，倒入10mL研磨液，充分研磨10min。步驟三：在漏斗中墊上濾紙，將菜花研磨液過濾到燒杯中。在冰箱中放置幾分鐘，取上清液。步驟四：將一倍體積的上清液倒入兩倍體積的某溶液中，并用玻璃棒緩緩、輕輕地?cái)嚢枞芤?。將絮狀物纏繞在玻璃棒上。(1)請指出并改正該同學(xué)實(shí)驗(yàn)操作中的錯(cuò)誤：濾紙應(yīng)改為紗布。(2)步驟二的目的是使菜花細(xì)胞破碎，釋放DNA,加入研磨液的主要成分有洗滌劑和NaCl等。(3)如要使步驟三所得上清液中雜質(zhì)減少，可進(jìn)行離心操作后再置于冰箱。(4)步驟四中所用兩倍體積的某溶液為體積分?jǐn)?shù)為95%的冷酒精,需緩緩、輕輕地?cái)嚢枞芤旱脑蚴欠乐笵NA斷裂_。(5)簡要說明鑒

10、定步驟四所得絮狀物是DNA的基本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路：將絮狀物溶于0.015mol/L(或2mol/L)白NaCl溶液中，加入二苯胺試劑，沸水浴加熱，觀察顏色變化，同時(shí)，用相應(yīng)濃度的NaCl做對口實(shí)驗(yàn)(2分)類型三、DNA分子的鑒定【例題3】實(shí)驗(yàn)中對DNA進(jìn)行鑒定時(shí)，做如下操作：(1)根據(jù)上圖。完成表格空白處的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。(2)對B試管，完成1、2、3的操作后溶液顏色如何？溶液顏色基本不變。(3)在沸水中加熱的目的是加快顏色反應(yīng)速度，同時(shí)說明DNA對高溫有較強(qiáng)的耐受性。(4)A試管在實(shí)驗(yàn)中的作用是對照(5)B試管中溶液顏色的變化程度主要與DNA(絲狀物)的多少有關(guān)?！窘馕觥勘绢}主要考查DNA分子的鑒定。

11、AB刃A試管中不含，起對照作用，其他條件均完全相同,加快顏色反應(yīng)的速度，觀察對比兩試管的顏色時(shí)與【答案】(1)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：A溶液不變藍(lán)色B5浴的條件下遇二苯胺會(huì)被染成藍(lán)色(2)溶液顏彳受性又t照(5)DNA(絲狀物)的多少【變式訓(xùn)練】.病毒是一類沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的分高致病性禽流感病毒(簡稱禽流感)，我國參與了打感的疫苗。要研制禽流感疫苗，必須知道其大分子實(shí)驗(yàn)原理:RNA液在濃鹽酸中與苔黑酚試劑八八_蛋白質(zhì)與雙縮尿試劑顯紫色DNA液與二苯胺試劑共熱顯藍(lán)色(2)去掉病毒中大分子成分的簡便方法是酶處理或用酶水解.仙M觸：姒新?lián)b抬,極機(jī)叫凡Ml#露趾閭神5耐仙M觸：姒新?lián)b抬,極機(jī)叫凡Ml#露趾閭神5耐2

12、嵇工in近二剎E!購劉4；林希5州第C部仲1-k-i：然3“j卜JIL雙絡(luò)麻柵摭曲鵬解析病毒的化學(xué)成分般是蛋白質(zhì)、DNA或RNA。我們要探究其成分是蛋白質(zhì)和DNA綠色）還是蛋白質(zhì)和RNA，從題目提供的條件來看DNA綠色）應(yīng)該采用口時(shí)限和蛋白質(zhì)與有關(guān)試劑作用，產(chǎn)生顏色反應(yīng)的方法來鑒定。而去掉大分子成分最簡便的方法當(dāng)然是酶處理。設(shè)計(jì)表格，應(yīng)考慮到記錄觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象(實(shí)驗(yàn)結(jié)果)并根據(jù)此現(xiàn)象得出的結(jié)論。四、課后作業(yè)1關(guān)于艾弗里的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的敘述中，錯(cuò)誤的是(B)A.需對S型菌中的物質(zhì)進(jìn)行提取、分離和鑒定B.配制培養(yǎng)基的成分應(yīng)只適合S型菌生長和繁殖CS型菌中能使R型菌轉(zhuǎn)變的成分是DNAD.實(shí)驗(yàn)

13、證明了DNA是遺傳物質(zhì)而蛋白質(zhì)不是【解析】配制培養(yǎng)基的成分應(yīng)適合S型菌和R型菌的生長和繁殖?！敬鸢浮緽2.“肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)”證明了DNA是遺傳物質(zhì)，而蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。得出這一結(jié)論的關(guān)鍵是(D)A.用S型活細(xì)菌和加熱殺死后的R型細(xì)菌分別對小白鼠進(jìn)行注射，并形成對照B.用殺死的S型細(xì)菌與無毒的R型細(xì)菌混合后注射到小白鼠體內(nèi)，測定小白鼠體液中抗體的含量C、從死亡小白鼠體內(nèi)分離獲得了S型細(xì)菌D.將S型細(xì)菌的各種物質(zhì)分離并分別加入到各培養(yǎng)基中，培養(yǎng)R型細(xì)菌，觀察是否發(fā)生變化【解析】實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵就是設(shè)法把DNA和蛋白質(zhì)等其他物質(zhì)分開，單獨(dú)地、直接地觀察各種物質(zhì)的作用。【答案】D3在噬菌體侵染細(xì)菌的

14、實(shí)驗(yàn)中，對噬菌體蛋白質(zhì)合成的正確敘述是(D)原料、模板和酶來自細(xì)菌模板和酶來自細(xì)菌，核糖體和氨基酸原料來自噬菌體C.指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成的DNA來自細(xì)菌，氨基酸原料來自噬菌體D.指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成的DNA來自噬菌體，核糖體、酶和氨基酸原料來自細(xì)菌【解析】噬菌體侵染細(xì)菌過程中指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成的DNA來自噬菌體：其他物質(zhì)如酶、ATP、原料及蛋白質(zhì)合成場所等均由細(xì)菌提供?！敬鸢浮緿.用35S標(biāo)記的T2噬菌體侵染未標(biāo)記的大腸桿菌，經(jīng)過短時(shí)間的保溫后，攪拌、離心后發(fā)現(xiàn)放射性主要分布在上清液中，沉淀物的放射性很低，對于沉淀物中還含有少量的放射性的正確解釋是(D)A.T2噬菌體的DNA分子上含有少量的35SB.少量含有

15、放射性35S的蛋白質(zhì)進(jìn)入大腸桿菌內(nèi)C.離心速度太快，較重的T2噬菌體有部分留在沉淀物中D.經(jīng)攪拌與離心后還是有少量含有35S的T2噬菌體吸附在大腸桿菌上【解析】35S標(biāo)記的是T2噬菌體的蛋白質(zhì)外殼，蛋白質(zhì)不能進(jìn)入細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)，所以在一般情況下，沉淀物中不含放射性，但可能會(huì)因?yàn)樯倭亢?5S的T2噬菌體吸附在大腸桿菌上沒有分離，進(jìn)入沉淀物而導(dǎo)致出現(xiàn)少量放射性?！敬鸢浮緿.噬菌體內(nèi)的S用35S標(biāo)記，P用32P標(biāo)記，用該噬菌體侵染某細(xì)菌后，產(chǎn)生了許多子代噬菌體，那么在子代噬菌體中35S和32P的分布規(guī)律是(細(xì)菌體內(nèi)含有32S和31P兩種元素)(D)A.外殼內(nèi)含有35S和325,核心內(nèi)只含有32PB.外

16、殼內(nèi)只含有325,核心內(nèi)只含有32pC.外殼內(nèi)含有35S和32$,核心內(nèi)含有32P和31PD.外殼內(nèi)只含有32$,核心內(nèi)含有32P和31P【答案】.D點(diǎn)撥：子代噬菌體用細(xì)菌的原料合成自己的蛋白質(zhì)外殼和DNA,親代噬菌體注入細(xì)菌體內(nèi)的是含放射性的DNA。6.在研究DNA的基因樣本前，采集來的血樣需用蛋白水解酶處理，然后用有機(jī)溶劑除去蛋白質(zhì)。用蛋白水解酶處理血樣的目的是(D)A.除去血漿中的蛋白質(zhì)B.除去染色體上的蛋白質(zhì)C.除去血細(xì)胞表面的蛋白質(zhì)D.除去血細(xì)胞中的所有蛋白質(zhì)，使DNA釋放，便于進(jìn)一步提純【答案】.D點(diǎn)撥：蛋白酶可將細(xì)胞中的全部蛋白質(zhì)水解。7.在蛋白質(zhì)和DNA的混合液中，要想得到較純的DNA,可采用的方法有(B)。向混合液中加入足量的蒸餾水向混合液中加入DNA水解酶向混合液中加入冷的95的酒精向混合液中加入蛋白質(zhì)酶A.B.C.D.答案.B解析DNA分子在0.14mol/LNaCl溶液中溶解度最低，在冷的酒精中可析出，據(jù)此可將DNA和蛋白質(zhì)分離；DNA水解酶能將DNA水解成脫氧核苷酸，而蛋白酶則將蛋白質(zhì)水解成可溶性的多肽，從而將蛋白質(zhì)與DNA分離。.在“DNA的粗提取和鑒定”實(shí)驗(yàn)中有三次過濾：（1）過濾用蒸餾水稀釋過的雞血細(xì)胞液；過濾含黏稠物的0.14mol/LNaCI液；（3）過濾溶解有DNA的2mol/LNaC溶液。以上三次過濾分別