高中生物選修1學案 5-1DNA的粗提取與鑒定

課時1DNA的粗提取與鑒定

一、實驗目的：

初步掌握DNA的粗提取和鑒定的方法。

二、實驗原理：

1.DNA的溶解性：

思考題1：DNA在氯化鈉溶液中的溶解度有什么特點？對此有什么應用？

思考題2：利用什么原理來將DNA與蛋白質(zhì)分離開?

2.DNA對酶、高溫和洗滌劑的耐受性：蛋白酶能水解，但對沒有影響。

大多數(shù)蛋白質(zhì)不能忍受℃的高溫，而DNA在—℃以上才會變性。能

夠瓦解細胞膜，但對DNA沒有影響。

3.細胞在中易吸水而導致細胞膜和細胞核膜的破裂，據(jù)此可得到含有核DNA的溶液。

4.DNA的鑒定：.

思考題3：依據(jù)什么原理來鑒定DNA?

三、實驗材料：雞血細胞液

思考題4：生活在牧區(qū)的人們，采集牛、羊和馬血比較方便，他們能否選用牛、羊、馬血做

實驗材料？為什么？

四、實驗步驟：

1.制備雞血細胞液：在雞血中加入質(zhì)量濃度為0.Lg/mL的溶液，離心處理;

2.提取雞血細胞的細胞核物質(zhì)：向雞血細胞液中加入蒸儲水，攪拌、過濾；

思考題5：加入蒸儲水的目的是什么？為什么能達到此目的？

3.溶解細胞核內(nèi)的DNA：加入2mol/L的氯化鈉溶液，攪拌，使DNA呈溶解狀態(tài);

4.析出含DNA的黏稠物：加入蒸儲水，用玻璃棒攪拌；

思考題6：此時加入蒸儲水的目的是什么？

5.濾取含DNA的黏稠物：過濾；

思考題7：這次過濾與上次過濾的目的一樣嗎？為什么？

6.將DNA的黏稠物再溶解：加入2moi/L的氯化鈉溶液，攪拌，使DNA呈溶解狀態(tài);

7.過濾含有DNA的氯化鈉溶液：過濾；

思考題8：這一步驟的目的是什么？

思考題9：為什么反復地溶解與析出DNA,能夠去除雜質(zhì)？

8.提取含雜質(zhì)較少的DNA：加入冷卻的95%的酒精，攪拌;

思考題10：這一步驟的目的是什么？

思考題11：為什么加入的酒精需要冷卻的？

9.DNA的鑒定：取兩支試管，各加入0.015mol/L的氯化鈉溶液5mL,一支加入提取的DNA,

兩支各加入4mL的二苯胺試劑?；旌暇鶆蚝笾糜诜兴屑訜帷?/p>

思考題12：為什么要設置對照組？實驗中能觀察到什么現(xiàn)象？

五、課堂練習：

1.為了便于提取雞血細胞中的DNA,下列所采取的措施中，最恰當?shù)氖牵合蚪?jīng)抗凝劑處理

的雞血液加入（）

A.蒸儲水B.ATP

C.0.3g/nL的蔗螭夜D.二氧化碳

2.下列不適宜作為DNA提取的實驗材料是（）

A.雞血細胞B.蛙的紅細胞C.人的成熟紅細胞D.菜花

3.用過濾的方法得到細胞中的氯化鈉溶液后，還要用酒精處理，可以得到較純化的DNA.這

是因為：（）

A.DNA易溶于酒精，而濾液中某些雜質(zhì)不易溶于酒精

B.DNA不易溶于酒精，而濾.液中某些雜質(zhì)易溶于酒精

C.DNA和濾液中其他成分更易溶于酒精

D.DNA和濾液中其他成分都不溶于酒精

4.（多選）下表是關于DNA粗提取與鑒定實驗中所使用的材料、操作.及其作用的表述，正

確的是：.

（）

試劑操作作用

A檸檬酸鈉溶液與雞血混合防止血液凝固

B蒸儲水與雞血細胞混.合保持細胞形狀

C蒸播水加入到溶解有DNA的NaCl中析出DNA絲狀物

D冷卻的酒精加入到過濾后DNA的NaCl中產(chǎn)生特定的顏色反應

5.在進行DNA粗提取實驗時，為得到含DNA的黏稠物，某同學進行了如下操作:

①在新鮮雞血中加入適量的檸檬酸，經(jīng)離心后，除去血漿留下血細胞備用。

②取5—10ml血細胞放入50ml的塑料燒杯中，并立即注入20ml0.015moi/L的氯化

鈉溶液，快速攪拌5分鐘后經(jīng)濾紙過濾，取得其濾液。

③濾液中加入40ml2mol/L的氯化鈉溶液，并用玻璃棒沿一個方向快速攪拌1分鐘。

④上述溶液中緩緩加入蒸儲水，同時用玻璃棒沿一個方向不停地輕輕攪拌，直到溶液

中出現(xiàn)絲狀物為止，再進行過濾而得到含DNA的黏稠物。

實驗結(jié)果是：所得到的含DNA的黏稠物極少，導致下一步試驗無法進行。

（1）指出并改正上述實驗操作中的錯誤：

（2）要進一步提取DNA時，需加入冷卻的酒精，其作用是和o

（3）能否用牛血或牛肝代替雞血做實驗？為什么？

▲溶解度

6.在DNA粗提取與鑒定的實驗中，選擇適當濃度

的NaCl溶液就能充分溶解DNA而使雜質(zhì)沉淀，

(10.14mol/LNaCl溶液

或析出DNA過濾去除溶液中的可溶性雜質(zhì)。請

在右圖中作出DNA在NaCl溶液中的溶解度曲線。

參考答案

思考題：

思考題1、DNA在氯化鈉溶液中的溶解度，隨著氯化鈉的濃度的變化而改變的。當氯化鈉

的物質(zhì)的量濃度為0.14mol/L時，DNA的溶解度最低。利用這一原理，可以使溶解在氯化

鈉溶液中的DNA析出；

思考題2、DNA不溶于酒精，但細胞中的某些蛋白質(zhì)則溶于酒精，利用這一原理，可以將

DNA與蛋白質(zhì)進一步地分離。

思考題3、DNA遇二苯胺（沸水?。┍蝗境伤{色，所以可.用二苯胺作鑒定。

思考題4、不能。因為哺乳動物成熟的紅細胞中無細胞核，僅靠白細胞和淋巴細胞中的少數(shù)

DNA,在實驗中很難提取到。

思考題5、加速了雞血細胞的破裂（細胞膜和核膜的破裂），從而釋放出DNA；蒸儲水對于雞

血細胞來說是一種低滲液體，水分可以大量進入血細胞內(nèi)，使血細胞脹裂。

思考題6、使氯化鈉溶液濃度接近0.14mol/L,使DNA最大限度地析出。

思考題7、不一樣；這次過濾是為了去除不溶于氯化鈉溶液的雜質(zhì)，而上次過濾是為了去除

破裂的細胞膜等物質(zhì)。

思考題8、除去含有DNA濾液中的雜質(zhì)；

思考題9、用高鹽濃度的溶液溶解DNA,能除去在高鹽中不能溶解的雜質(zhì)；用低鹽濃度使DNA

析出，能除去溶解在低鹽溶液中的雜質(zhì)。因此，通過反復溶解與析出DNA,就能

夠除去與DNA溶解度不同的多種雜質(zhì)。

思考題10、去除溶于酒精的雜質(zhì)；

思考題11、可抑制核酸水解酶的活性，防止降解DNA；降低分子的運動，易于形成沉淀析出；

低溫有利于增加DNA分子柔韌性，減少斷裂。

思考題12、確定二苯胺不與氯化鈉發(fā)生顏色反應；實驗組試管中可看到溶液變藍色。

課堂練習：

1.A2.C3.B4.AC

5.（1）②中“20ml0.015mol/L的氯化鈉溶液”錯誤，應改為“20ml蒸儲水”

②中“經(jīng)濾紙過濾”錯誤，應改為“經(jīng)紗布過濾”

④中“直到溶液中出現(xiàn)絲狀物為止”錯誤，應改為“直到溶液中絲狀物不再增加時為止”

（2）凝集DNA溶解其他細胞物質(zhì)（3）不能哺乳動物的紅細胞無DNA

6.

一、實驗目的：

初步掌握DNA的粗提取和鑒定的方法。.

二、實驗原理：

1.DNA的溶解性：

思考題1：DNA在氯化鈉溶液中的溶解度有什么特點？對此有什么應用？

思考題2：利用什么原理來將DNA與蛋白質(zhì)分離開?

2.DNA對酶、高溫和洗滌劑的耐受性：蛋白酶能水解，但對沒有影響

大多數(shù)蛋白質(zhì)不能忍受℃的高溫，，而DNA在—℃以上才會變性。能夠瓦

細胞膜，但對DNA沒有影響

3.細胞在中易吸水而導致細胞膜和細胞核膜的破裂，據(jù)此可得到含有核DNA的溶液。

4.DNA的鑒定：

思考題3：依據(jù)什么原理來鑒定DNA?

三、實驗材料：雞血細胞液

思考題4：生活在牧區(qū)的人們，采集牛、羊和馬血比較方便，他們能否選用牛、羊、馬血做

實驗材料？為什么？

四、實驗步驟：

1.制備雞血細胞液：在雞血中加入質(zhì)量濃度為0.Ig/mL的溶液，離心處理;

2.提取雞血細胞的細胞核物質(zhì)：向雞血細胞液中加入蒸儲水，攪拌、過濾；

思考題5：加入蒸儲水的目的是什么？為什么能達到此目的？

3.溶解細胞核內(nèi)的DNA：加入2moi/L的氯化鈉溶液，攪拌，使DNA呈溶解狀態(tài);

4.析出含DNA的黏稠物：加入蒸儲水，用玻璃棒攪拌；

思考題6：此時加入蒸儲水的目的是什么?

5.濾取含DNA的黏稠物：過濾;

思考題7：這次過濾與上次過濾的目的一樣嗎？為什么？

6,將DNA的黏稠物再溶解：加入2mol/L的氯化鈉溶液，攪拌，使DNA呈溶解狀態(tài);

7.過濾含有DNA的氯化鈉溶液：過濾；

思考題8：這一步驟的目的是什么？

思考題9：為什么反復地溶解與析出DNA,能夠去除雜質(zhì)？

8.提取含雜質(zhì)較少的DNA：加入冷卻的95%的酒精，攪拌;

思考題10：這■步驟的目的是什么？

思考題11：為什么加入的酒精需要冷卻的？

9.DNA的鑒定：取兩支試管，各加入0.015mol/L的氯化鈉溶液5mL,一支加入提取的DNA

兩支各加入4mL的二苯胺試劑。混合均勻后置于沸水中加熱。

思考題12：為什么要.設置對照組？實驗中能觀察到什么現(xiàn)象？

五、課堂練習：

1.為了便于提取雞血細胞中的DNA,下列所采取的措施中，最恰當?shù)氖牵合蚪?jīng)抗凝劑處理

的雞血液加入（）

A.蒸播水B.ATP

C.0.3g/n￡的蔗屬磁D.二氧化碳

2.下列不適宜作為DNA提取的實驗材料是（）

A.雞血細胞B.蛙的紅細胞

C.人的成熟紅細胞D.菜花

3.用過濾的方法得到細胞中的氯化鈉溶液后，還要用酒精處理，可以得到較純化的DNA.這

是因為：（.）

A.DNA易溶于酒精，而濾液中某些雜質(zhì)不易溶于酒精

B.DNA不易溶于酒精，而濾液中某些雜質(zhì)易溶于酒精

C.DNA和濾液中其他成分更易溶于酒精

D.DNA和濾液中其他成分都不溶于酒精

4.(多選)下表是關于DNA粗提取與鑒定實驗中所使用的材料、操作及其作用的表述，正

確的是：.

試劑操作作用

A檸檬酸鈉溶液與雞血混合防止血液凝固

B蒸像水與雞血細胞混合保持細胞形狀

C蒸播水加入到溶解有DNA的NaCl中析出DNA絲狀物

D冷卻的酒精加入到過濾后DNA的NaCl中產(chǎn)生特定的顏色反應

5.在進行DNA粗提取實驗時，為得到含DNA的黏稠物，某同學進行了如下操作:

⑤在新鮮雞血中加入適量的檸檬酸，經(jīng)離心后，除去血漿留下血細胞備用。

⑥取5—10ml血細胞放入50ml的塑料燒杯中，并立即注入20ml0.015mol/L的氯化

鈉溶液，快速攪拌5分鐘后經(jīng)濾紙過濾，取得其濾液。

⑦濾液中加入40ml2mol/L的氯化鈉溶液，并用玻璃棒沿一個方向快速攪拌1分鐘。

⑧上述溶液中緩緩加入蒸儲水，同時用玻璃棒沿一個方向不停地輕輕攪拌，直到溶液

中出現(xiàn)絲狀物為止，再進行過濾而得到含DNA的黏稠物。

實驗結(jié)果是：所得到的含DNA的黏稠物極少，導致下一步試驗無法進行。

(1)指出并改正上述實驗操作中的錯誤：

(2)要進一步提取DNA時，需加入冷卻的酒精，其作用是和。

(3)能否用牛血或牛肝代替雞血做實驗？為什么？:

6.在DNA粗提取與鑒定的實驗中，選擇適當濃度

▲溶解度

的NaCl溶液就能充分溶解DNA而使雜質(zhì)沉淀，

或析出DNA過濾去除溶液中的可溶性雜質(zhì)。請

在右圖中作出DNA在NaCl溶液中的溶解度曲線。

參考答案-----------i---------------------?

00.14mol/LNaCl溶液

思考題：

思考題1、DNA在氯化鈉溶液中的溶解度，隨著氯化鈉的濃度的變化而改變的。當氯化鈉

的物質(zhì)的量濃度為0.14mol/L時，DNA的溶解度最低。利用這一原理，可以使溶解在氯化

鈉溶液中的DNA析出；

思考題2、DNA不溶于酒精，但細胞中的某些蛋白質(zhì)則溶于酒精，利用這一原理，可以將

D.NA與蛋白質(zhì)進一步地分離。

思考題3、DNA遇二苯胺（沸水?。┍蝗境伤{色，所以可用二苯胺作鑒定。

思考題4、不能。因為哺乳動物成熟的紅細胞中無細胞核，僅靠白細胞和淋巴細胞中的少數(shù)

DNA,在實驗中很難提取到。

思考題5、加速了雞血細一胞的破裂（細胞膜和核膜的破裂），從而釋放出DNA；蒸儲水對于雞

血細胞來說是一種低滲液體，水分可以大量進入血細胞內(nèi)，使血細胞脹裂。

思考題6、使氯化鈉溶液濃度接近0.14mol/L,使DNA最大限度地析出。

思考題7、不一樣；這次過濾是為了去除不溶于氯化鈉溶液的雜質(zhì)，而上次過濾是為了去除

破裂的細胞膜等物質(zhì)。

思考題8、除去含有DNA濾液中的雜質(zhì)；

思考題9、用高鹽濃度的溶液溶解DNA,能除去在高鹽中不能溶解的雜質(zhì)；用低鹽濃度使DNA

析出，能除去溶解在低鹽溶液中的雜質(zhì)。因此，通過反復溶解與析出DNA,就能

夠除去與DNA溶解度不同的多種雜質(zhì)。

思考題10、去除溶于酒精的雜質(zhì)；

思考題11、可抑制核酸水解酶的活性，防止降解DNA；降低分子的運動，易于形成沉淀析出；

低溫有利于增加DNA分子柔韌性，減少斷裂。

思考題12、確定二苯胺不與氯化鈉發(fā)生顏色反應；實驗組試管中可看到溶液變藍色。

課堂練習：

1.A2.C3.B4.AC

5.（1）②中“20ml0.015mol/L的氯化鈉溶液”錯誤，應改為“20ml蒸儲水”

②中“經(jīng)濾紙過濾”錯誤，應改為“經(jīng)紗布過濾”

④中“直到溶液中出現(xiàn)絲狀物為止”錯誤，應改為“直到溶液中絲狀物不再增加時為止”

（2）凝集DNA溶解其他細胞物質(zhì)（3）不能哺乳動物的紅細胞無DNA

6.

▲溶解度

教學目標：

1、知識與能力目標

理解DNA的理化特性及根據(jù)其理化特性而提取和鑒定的原理,初步掌握DNA的粗提取和鑒定

方法，理解相關溶液的作用機理，培養(yǎng)學生的分析能力，通過實驗使學生能夠簡述科學探究

的基本過程。

2、情感態(tài)度與價值目標

通過探索培養(yǎng)科學的懷疑精神和創(chuàng)新精神；通過實驗結(jié)果，學生樹立生命物質(zhì)性的觀點。

教學重點：提取DNA的相關原理和步驟

教學難點：提取DNA的相關原理和步驟

教學過程：

開門見山：

講解本實驗的目的是提取DNA和DNA的鑒定，其中提取DNA是本實驗的重點和難點。

提出問題：“DNA主要存在于什么結(jié)構(gòu)上？”“如何提取DNA?”“選什么材料好？”

達成共識：

1、造適宜材料：選動物細胞，易打破細胞結(jié)構(gòu)

2、破壞細胞膜、核膜結(jié)構(gòu)，得核物質(zhì)。

3、將DNA與蛋白質(zhì)等物質(zhì)分開，得DNA

4、去掉DNA中雜質(zhì)，提純DNA。

探究實驗原理：

屏幕展示表格1

NaC12mol/LNaClO.14mol/LNaClO.015mol/L

DNA

蛋白質(zhì)

表格2

DNA蛋白質(zhì)雜質(zhì)

95%酒精

不同濃度的NaCl溶液可溶解或析出DNAo95%酒精可提取DNA?

填表1：

NaC12mol/LNaClO.4mol/LNaClO.015mol/L

DNA最大最小變大

蛋白質(zhì)解聚最大變小

填表2：

DNA蛋白質(zhì)雜質(zhì)

95%酒精不溶可溶可溶

通過對實驗原理的預習，表格的比較，使學.生明確了各溶液的用途，保證理解實驗。

請學生代表簡述DNA提取實驗步驟

投影展示實驗設計思路：

雞血細胞液①aDNA釋放②bDNA與蛋白質(zhì)的分離③cDNA析出④dDNA濃縮（提純）

獲得雞血細胞核物質(zhì)：提核物質(zhì)一溶解一析出一溶解一析出

實驗步驟：

方法步驟加入物質(zhì)目的

1.制備雞血細胞檸檬酸鈉溶液①

2.提取雞血細胞的細胞核物20mL蒸修水②

質(zhì)

3.溶解細胞核內(nèi)的DNA2mol/L的NaCl溶液40mL③

4.析出含DNA的黏稠物蒸遛水④

5.4取含DNA的黏稠物______________________________________⑤

6.將DNA的黏稠物再溶解2mol/L的NaCl溶液20mL⑥

7.過港含DNA的NaCl溶液_______------------------⑦

8.提取含有雜質(zhì)較少的DNA冷卻的95%的酒精50mL⑧

9.DNA的鑒定A：(1)向試管中加入0.015mol/L的NaCl⑨

溶液5mL

(2)加入DNA

(3)加入4mL二苯胺試劑

B：(1)向試管中加入0.015mol/L的NaCl

溶液5mL

(2)加入4mL二苯胺試劑

引導學生討論、回憶并回答目的①~⑨。

①防止血凝。

②加速血細胞破裂。

③溶解DNAo

④使2mol/L的NaCl溶液稀釋至0.14mol/L,促DNA最大限度地析出。

⑤使含DNA的黏稠物被留在紗布上。

⑥使含DNA的黏稠物盡可能多地溶于溶液中。

⑦除去含DNA的濾液中的雜質(zhì)。

⑧提取DNAo

@A：出現(xiàn)藍色。B：無變化

討論與結(jié)論：

投影給出如下討論提綱，供學生討論。

(1)DNA粗提取過程中的關鍵是哪幾步？

(2)提取雞血中的DNA時，為什么要除去血液中的上清液？

(3)DNA的直徑約為2nm,實驗中出現(xiàn)的絲狀物的粗細是否表示一個DNA分子直徑的大?。?/p>

學生分組進行討論并發(fā)表討論結(jié)果。教師對討論進行全程指導，并與學生一起歸納總結(jié)。

(1)a.提取雞血細胞的核物質(zhì)。應用低滲原理和機械攪拌，可得到最大量的DNA。

b.析出DNA黏稠物。加蒸儲水要慢，攪拌要輕。

c.沉淀DNA時，必須用冷酒精。

(2)提取DNA,去除雜質(zhì)是關鍵。由于上清液是血液中的血漿部分，不含DNA,所以要除去

(含蛋白質(zhì))。

(3)實驗中出現(xiàn)的絲狀物是肉眼可以觀察到的，這種絲狀物的直徑要比DNA分子的直徑2nm

大許多倍，所以實驗中出現(xiàn)的絲狀物并不表示一個DNA分子一的直徑。

實驗結(jié)論：細胞中有DNA,DNA遇二苯胺試劑在沸水浴中變藍色。

教學目標鞏固

1.實驗中步驟1和步驟3都需要加入蒸儲水，兩次加入的作用相同嗎？為什么？

2.實驗中NaCl的物質(zhì)的量濃度為2mol/L和0.14mol/L對DNA有何影響？

3.DNA遇二苯胺(沸水浴)會染成A.