高中人教版生物選修1課件專題5課題1DNA的粗提取與鑒定

課題1

DNA的粗提取與鑒定課標(biāo)闡釋思維脈絡(luò)1.以結(jié)構(gòu)與功能觀分析DNA的理化性質(zhì)。2.歸納概括DNA粗提取的思路和鑒定原理。3.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,嘗試對動物或植物組織中的DNA進(jìn)行粗提取并鑒定。

一二一、DNA的粗提取

一二一二二、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

一二一二一二探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二當(dāng)堂檢測本課必記DNA粗提取的原理問題導(dǎo)引DNA的溶解度與NaCl溶液的濃度有何關(guān)系?如何通過控制NaCl溶液的濃度使DNA與其他物質(zhì)分離?利用DNA與RNA、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)等在物理和化學(xué)性質(zhì)方面的差異,可以從生物組織中提取DNA。下面是有關(guān)DNA粗提取實(shí)驗(yàn)中的有關(guān)問題。探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二當(dāng)堂檢測本課必記(1)下圖是DNA在NaCl溶液中的溶解度曲線。當(dāng)NaCl溶液物質(zhì)的量濃度低于0.14mol/L時(shí),DNA的溶解度隨NaCl溶液濃度的增加而

;當(dāng)NaCl溶液物質(zhì)的量濃度為0.14mol/L時(shí),DNA的溶解度

;當(dāng)NaCl溶液濃度繼續(xù)增加時(shí),DNA溶解度又

。

探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二當(dāng)堂檢測本課必記(2)如何利用蛋白質(zhì)和DNA在不同濃度的NaCl溶液中的溶解度不同,將兩者的混合物分開?(已知蛋白質(zhì)在物質(zhì)的量濃度為2mol/L的NaCl溶液中會發(fā)生鹽析)(3)為純化DNA,去除含DNA的濾液中的雜質(zhì),除上述方法外,教材中還提出另外兩種方案(即方案二和方案三),方案二和方案三所利用的原理是什么?答案:(1)逐漸降低最小逐漸增大(2)先將混合物放入物質(zhì)的量濃度為2mol/L的NaCl溶液中,蛋白質(zhì)會析出,過濾去掉這部分蛋白質(zhì)后,再將NaCl溶液的物質(zhì)的量濃度調(diào)至0.14mol/L,少量剩余蛋白質(zhì)會溶解,而DNA會析出。(3)利用DNA、蛋白質(zhì)對酶(方案二)、高溫(方案三)的耐受性不同,從而使DNA與蛋白質(zhì)分開。探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二當(dāng)堂檢測本課必記名師精講DNA粗提取的原理(1)利用DNA的溶解特性粗提取DNA項(xiàng)目溶解規(guī)律物質(zhì)的量濃度為2mol/L的NaCl溶液物質(zhì)的量濃度為0.14mol/L的NaCl溶液酒精DNA

溶解析出析出探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二當(dāng)堂檢測本課必記項(xiàng)目溶解規(guī)律物質(zhì)的量濃度為2

mol/L的NaCl溶液物質(zhì)的量濃度為0.14

mol/L的NaCl溶液酒精蛋白質(zhì)NaCl溶液物質(zhì)的量濃度從2

mol/L降低的過程中,蛋白質(zhì)溶解度逐漸增大部分發(fā)生鹽析沉淀溶解溶解總結(jié)①DNA和蛋白質(zhì)等其他成分在不同濃度的NaCl溶液中溶解度不同。②選擇適當(dāng)?shù)柠}濃度就能使DNA充分溶解,而使雜質(zhì)沉淀,或者相反,以達(dá)到分離目的③利用DNA不溶于酒精,部分蛋白質(zhì)溶于酒精的特點(diǎn),可將DNA與蛋白質(zhì)進(jìn)一步分離探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二當(dāng)堂檢測本課必記(2)利用DNA對酶、高溫及洗滌劑的耐受性提取DNA生物大分子DNA蛋白質(zhì)蛋白酶沒影響水解高溫80℃以上才會變性60~80℃會變性洗滌劑沒影響細(xì)胞膜瓦解探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二當(dāng)堂檢測本課必記DNA粗提取與鑒定的實(shí)驗(yàn)過程問題導(dǎo)引利用雞血細(xì)胞作材料,如何進(jìn)行DNA的粗提取與鑒定?下圖是以雞血為實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行DNA的粗提取與鑒定的操作過程,請分析回答下列問題。探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二當(dāng)堂檢測本課必記(1)步驟一中,向雞血細(xì)胞液中加入一定量的

并攪拌,可使雞血細(xì)胞破裂。

(2)步驟二中,過濾后收集含有DNA的

。

(3)步驟三、四的操作原理是

,步驟四通過向溶液中加入

調(diào)節(jié)NaCl溶液的物質(zhì)的量濃度為

mol/L時(shí),DNA將會析出,過濾去除溶液中的雜質(zhì)。

(4)步驟七:向步驟六過濾后的

中,加入等體積冷卻的

(體積分?jǐn)?shù)為

),靜置2~3min,溶液中會出現(xiàn)

色絲狀物,這就是粗提取的DNA。

(5)步驟八:DNA遇

試劑,沸水浴5min,冷卻后,溶液呈

色。

探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二當(dāng)堂檢測本課必記答案:(1)蒸餾水(2)濾液(3)DNA在不同濃度的NaCl溶液中溶解度不同,可通過控制NaCl溶液的濃度去除雜質(zhì)蒸餾水(4)濾液酒精溶液95%白(5)二苯胺藍(lán)探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二當(dāng)堂檢測本課必記名師精講1.實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)(1)制備雞血細(xì)胞液時(shí),要在取雞血的同時(shí)加入檸檬酸鈉(防止血液凝固),靜置后上層是血清,下層為所需要的血細(xì)胞。(2)破碎細(xì)胞應(yīng)徹底充分。(3)對提取的含雜質(zhì)較多的DNA進(jìn)行提純時(shí),所用的酒精必須經(jīng)過充分預(yù)冷。(4)實(shí)驗(yàn)過程中,攪拌時(shí)玻璃棒不能直插到燒杯底部,并且攪拌要輕緩并沿一個(gè)方向,以便獲得較完整的DNA分子。(5)二苯胺試劑要現(xiàn)配現(xiàn)用,否則會影響鑒定的效果。探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二當(dāng)堂檢測本課必記2.實(shí)驗(yàn)過程中的數(shù)字總結(jié)(1)兩次加入蒸餾水:目的不同。第一次向雞血細(xì)胞液中加入蒸餾水,是為了使血細(xì)胞吸水漲破而獲取含DNA的濾液。第二次向物質(zhì)的量濃度為2mol/L的NaCl溶液中加入蒸餾水,是為了使NaCl溶液的物質(zhì)的量濃度降低到0.14mol/L,從而使DNA從NaCl溶液中析出。探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二當(dāng)堂檢測本課必記(2)三次過濾:目的及所用的紗布層數(shù)不同。第一次是過濾血細(xì)胞已漲破的雞血細(xì)胞液,為了得到含DNA的濾液,使用的紗布為1~2層。第二次是過濾含有絲狀物的NaCl溶液,為了得到從低濃度的NaCl溶液中析出的含DNA的絲狀物,所用的紗布為多層。第三次是過濾溶解有DNA的NaCl溶液,目的是得到DNA再溶解的濾液,所以只要用2層紗布即可。探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二當(dāng)堂檢測本課必記(3)六次用玻璃棒攪拌:目的不同。第一次是攪拌加蒸餾水的雞血細(xì)胞液,目的是加速雞血細(xì)胞的破裂。第二次是攪拌含DNA的物質(zhì)的量濃度為2mol/L的NaCl溶液,目的是加速DNA的溶解。第三次是攪拌加蒸餾水的NaCl溶液,目的是均勻稀釋NaCl溶液,使其物質(zhì)的量濃度降至0.14mol/L,以析出更多的DNA。第四次是攪拌含DNA的物質(zhì)的量濃度為2mol/L的NaCl溶液,目的是加速DNA的溶解。第五次是攪拌含DNA的冷卻的酒精溶液,目的是提取含雜質(zhì)較少的DNA。第六次是攪拌含DNA的物質(zhì)的量濃度為2mol/L的NaCl溶液,目的還是加速DNA的溶解。探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二當(dāng)堂檢測本課必記特別提醒(1)選取材料時(shí),選用含DNA較多的材料,如鳥類的紅細(xì)胞,不能用哺乳動物的紅細(xì)胞(無細(xì)胞核)。(2)盛放雞血細(xì)胞的容器最好用塑料容器,玻璃容器容易吸附DNA。(3)在以植物細(xì)胞為原料獲取DNA時(shí),要使用洗滌劑和食鹽,洗滌劑的作用是瓦解細(xì)胞膜,釋放DNA;食鹽的作用是溶解DNA。探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二當(dāng)堂檢測本課必記典例剖析類型一

DNA粗提取與鑒定的原理例1下列有關(guān)DNA的粗提取與鑒定實(shí)驗(yàn)原理的敘述,正確的是(

)在NaCl溶液中的溶解度隨NaCl溶液濃度的降低而減小B.利用DNA不溶于酒精的性質(zhì),可除去細(xì)胞中溶于酒精的物質(zhì)而得到較純的DNA是大分子有機(jī)物,不溶于水而易溶于有機(jī)溶劑D.在沸水中,DNA遇二苯胺會出現(xiàn)紫色反應(yīng)探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二當(dāng)堂檢測本課必記答案:B解析:DNA在NaCl溶液中的溶解規(guī)律如右圖所示,即DNA在NaCl溶液中的溶解度隨NaCl溶液濃度的升高先減小后增大。DNA不溶于酒精等有機(jī)溶劑,據(jù)此可除去細(xì)胞中溶于酒精的物質(zhì)。在沸水浴條件下,DNA遇二苯胺會出現(xiàn)藍(lán)色反應(yīng)。探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二當(dāng)堂檢測本課必記方法點(diǎn)撥甲基綠可將DNA染成綠色,且不需水浴加熱。二苯胺鑒定DNA屬于顏色反應(yīng),沸水浴條件下,DNA與二苯胺反應(yīng)呈藍(lán)色。探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二當(dāng)堂檢測本課必記在“DNA的粗提取與鑒定”實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)原理是DNA在不同濃度的NaCl溶液中的溶解度不同,DNA的溶解度與圖示曲線的對應(yīng)點(diǎn)相符合的是(

)A.A點(diǎn)濃度最適合析出DNAB.B點(diǎn)濃度最適合析出DNAC.C點(diǎn)濃度最適合析出DNAD.D點(diǎn)濃度最適合析出DNA探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二當(dāng)堂檢測本課必記答案:B解析:用高濃度的NaCl溶液溶解DNA,能除去不能溶解于高鹽溶液中的雜質(zhì),用低濃度的NaCl溶液使DNA析出,能除去溶解在低鹽溶液中的雜質(zhì),因此,反復(fù)溶解、析出DNA,能除去與DNA溶解度不同的雜質(zhì)。從題圖可以看出,DNA在物質(zhì)的量濃度為

mol/L的NaCl溶液中的溶解度最小,因此最適合析出DNA。探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二當(dāng)堂檢測本課必記類型二

DNA的粗提取與鑒定實(shí)驗(yàn)分析例2下圖為“DNA的粗提取與鑒定”實(shí)驗(yàn)的相關(guān)操作。探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二當(dāng)堂檢測本課必記(1)圖中實(shí)驗(yàn)材料A可以是

等,研磨前加入的B應(yīng)該是

。

(2)通過上圖所示步驟得到濾液C后,再向?yàn)V液中加入NaCl溶液,使NaCl溶液物質(zhì)的量濃度為2mol/L的目的是

,再過濾得到濾液D,向?yàn)V液D中加入蒸餾水,使NaCl溶液物質(zhì)的量濃度降至約0.14mol/L的目的是

。

探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二當(dāng)堂檢測本課必記(3)在“DNA的粗提取與鑒定”實(shí)驗(yàn)中,將含有一定雜質(zhì)的DNA絲狀物分別放入體積為2mL的3種溶液中,經(jīng)攪拌后過濾,獲得如下表所示的3種濾液,含DNA最多的是濾液

。

1物質(zhì)的量濃度為2mol/L的NaCl溶液攪拌后過濾濾液E2物質(zhì)的量濃度為0.14mol/L的NaCl溶液攪拌后過濾濾液F3冷卻的體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精溶液攪拌后過濾濾液G(4)DNA鑒定的原理是

。

探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二當(dāng)堂檢測本課必記答案:(1)洋蔥、菜花(DNA含量高的植物即可)洗滌劑和食鹽(2)溶解DNA,并析出部分蛋白質(zhì)使DNA析出(DNA溶解度下降而沉淀)

(3)E

(4)在沸水浴條件下,DNA與二苯胺反應(yīng)呈現(xiàn)藍(lán)色解析:(1)用洋蔥、菜花等植物細(xì)胞作實(shí)驗(yàn)材料時(shí),需加入一定量的洗滌劑和食鹽,洗滌劑可以溶解細(xì)胞膜,有利于DNA的釋放,食鹽的主要成分是NaCl,有利于DNA的溶解。(2)在含有DNA的濾液中加入物質(zhì)的量濃度為2

mol/L的NaCl溶液,可以使DNA溶解且析出雜質(zhì);在濾液D中加入蒸餾水,當(dāng)NaCl溶液的物質(zhì)的量濃度降至約

mol/L時(shí),DNA溶解度最小而析出。(3)在濾液E中,DNA溶解,則含DNA較多;DNA在物質(zhì)的量濃度為

mol/L的NaCl中溶解度最小而析出,濾液F中含DNA較少;DNA不溶于體積分?jǐn)?shù)為95%的冷酒精,濾液G中含DNA很少。(4)DNA遇二苯胺經(jīng)沸水浴后呈藍(lán)色。探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二當(dāng)堂檢測本課必記下列關(guān)于DNA粗提取與鑒定的敘述,正確的是(

)A.用同樣方法從等體積豬血和雞血中提取的DNA量相近B.改變NaCl溶液的濃度只能使DNA溶解而不能使其析出C.冷卻的酒精可用來溶解DNAD.用二苯胺試劑鑒定DNA需要進(jìn)行水浴加熱探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二當(dāng)堂檢測本課必記答案:D解析:豬是哺乳動物,其成熟的紅細(xì)胞中沒有DNA,因此用同樣方法從等體積豬血和雞血中提取的DNA量不可能相近,A項(xiàng)錯誤;DNA在不同濃度的NaCl溶液中溶解度不同,當(dāng)NaCl溶液的濃度為

mol/L時(shí),DNA溶解度最小,因此改變NaCl溶液的濃度既能使DNA溶解也能使其析出,B項(xiàng)錯誤;用冷卻的體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精溶液可以析出DNA,C項(xiàng)錯誤;用二苯胺試劑鑒定DNA需要進(jìn)行水浴加熱,D項(xiàng)正確。探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二當(dāng)堂檢測本課必記1.下列圖示中能正確反映DNA溶解度與NaCl溶液濃度之間關(guān)系的是(

)探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二當(dāng)堂檢測本課必記答案:C解析:在物質(zhì)的量濃度為

mol/L的NaCl溶液中,DNA的溶解度最小。探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二當(dāng)堂檢測本課必記2.如果實(shí)驗(yàn)材料是植物細(xì)胞,需要加入洗滌劑并攪拌,下列相關(guān)說法正確的是(

)A.加入洗滌劑是為溶解細(xì)胞膜B.要快速攪拌產(chǎn)生泡沫以加速細(xì)胞膜的溶解C.先加入洗滌劑攪拌研磨后再加入食鹽D.加洗滌劑是為了清洗植物細(xì)胞表面的污垢答案:A解析:提取植物材料中的DNA時(shí),需在切碎的組織中加入一定量的洗滌劑和食鹽。加入洗滌劑的目的是溶解細(xì)胞膜,以利于DNA的釋放。進(jìn)行充分的攪拌和研磨,可使DNA完全釋放。攪拌時(shí)應(yīng)輕緩、柔和,避免產(chǎn)生大量泡沫,以利于后續(xù)操作。探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二當(dāng)堂檢測本課必記3.在“DNA的粗提取與鑒定”實(shí)驗(yàn)過程中,有兩次DNA沉淀析出,其依據(jù)的原理是(

)①DNA在物質(zhì)的量濃度為0.14mol/L的NaCl溶液中溶解度最低②DNA在冷卻的體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精溶液中能沉淀析出A.兩次都是①B.兩次都是②C.第一次是①,第二次是②D.第一次是②,第二次是①探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二當(dāng)堂檢測本課必記答案:C解析:DNA的第一次析出是利用DNA的溶解度在物質(zhì)的量濃度為

mol/L的NaCl溶液中最小這一原理。第二次析出是利用DNA不溶于冷卻的體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精溶液,而蛋白質(zhì)等雜質(zhì)可溶解于冷卻的體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精溶液這一原理,達(dá)到對第一次析出的DNA進(jìn)一步分離提純的目的。探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二當(dāng)堂檢測本課必記4.下列與析出DNA黏稠物有關(guān)的敘述,不正確的是(

)A.操作時(shí)緩緩滴加蒸餾水,降低DNA的溶解度B.在操作時(shí),用玻璃棒輕緩攪拌,以保證DNA分子的完整性C.加蒸餾水可同時(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溶液的濃度相當(dāng)于0.14mol/L答案:C解析:向含有DNA的溶液中加入蒸餾水后,NaCl溶液的濃度會變小,當(dāng)NaCl溶液的濃度為

mol/L時(shí),DNA的溶解度最小而析出。探究點(diǎn)一探究點(diǎn)二當(dāng)堂檢測本課必記5.請回答關(guān)于DNA的粗提取和分離的相關(guān)問題。(1)在提取菜花細(xì)胞中的DNA時(shí),采用的是研磨法,為什么不能像用雞血那樣,用蒸餾水使其破裂?

。

(2)在提取實(shí)驗(yàn)過程中用到兩種濃度的NaCl溶液,說明其作用。①物質(zhì)的量濃度為2mol/L的NaCl溶液:

。

②物質(zhì)的量濃度為0.14mol/L的NaCl溶液:

。

(3)在提取雞血紅細(xì)胞的DNA時(shí),每100mL血液中加入3