高中生物 專題5 課題1 DNA的粗提取與鑒定課件 新人教版選修1

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1、專題5課題1課前預(yù)習(xí)巧設(shè)計名師課堂一點(diǎn)通重點(diǎn)突破創(chuàng)新演練大沖關(guān)知識清單案例師說課堂強(qiáng)化每課一練了解了解 DNADNA的理化性質(zhì)的理化性質(zhì)理解理解 DNADNA粗提取的原理及鑒定的原理和方法粗提取的原理及鑒定的原理和方法DNADNA的粗提取和鑒定方法的粗提取和鑒定方法 一、提取一、提取DNA的方法的方法 1提取生物大分子的基本思路提取生物大分子的基本思路 (1)選用一定的選用一定的 方法分離具有不同物理或化學(xué)方法分離具有不同物理或化學(xué)性質(zhì)的生物大分子。性質(zhì)的生物大分子。 (2)DNA粗提取方法：利用粗提取方法：利用DNA與與 等等在物理和化學(xué)性質(zhì)方面的差異，提取在物理和化學(xué)性質(zhì)方面的差異，提取D

2、NA，去除其他成分。，去除其他成分。物理或化學(xué)物理或化學(xué)RNA、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和脂質(zhì) 2DNA粗提取與鑒定的原理粗提取與鑒定的原理 (1)分離原理：分離原理： DNA和蛋白質(zhì)等其他成分在不同濃度的和蛋白質(zhì)等其他成分在不同濃度的 溶液中溶液中 不同，利用這一特點(diǎn)，選擇適當(dāng)?shù)柠}濃度就能使不同，利用這一特點(diǎn)，選擇適當(dāng)?shù)柠}濃度就能使DNA充分充分 ，而使雜質(zhì)沉淀，或者相反，以達(dá)到分離目的。，而使雜質(zhì)沉淀，或者相反，以達(dá)到分離目的。NaCl溶解度溶解度溶解溶解 (2)提純原理：提純原理： DNA不溶于不溶于 溶液，但細(xì)胞中的某些蛋白質(zhì)則溶于溶液，但細(xì)胞中的某些蛋白質(zhì)則溶于酒精。酒精。 蛋白酶能水解

3、蛋白質(zhì)，但是對蛋白酶能水解蛋白質(zhì)，但是對 沒有影響。沒有影響。 大多數(shù)蛋白質(zhì)不能忍受大多數(shù)蛋白質(zhì)不能忍受 的高溫，而的高溫，而DNA在在80以上才會以上才會 。 洗滌劑能夠瓦解洗滌劑能夠瓦解 ，但對，但對DNA沒有影響。沒有影響。 (3)鑒定原理：鑒定原理：在沸水浴的條件下，在沸水浴的條件下，DNA遇遇 會被染成藍(lán)色。會被染成藍(lán)色。 酒精酒精DNA6080變性變性細(xì)胞膜細(xì)胞膜二苯胺二苯胺 二、實驗設(shè)計二、實驗設(shè)計 1實驗材料的選取實驗材料的選取 選用選用 含量相對較高的生物組織。含量相對較高的生物組織。 2破碎細(xì)胞破碎細(xì)胞 (1)動物細(xì)胞的破碎動物細(xì)胞的破碎以雞血為例：以雞血為例： 在雞血細(xì)胞

4、中加入一定的在雞血細(xì)胞中加入一定的 ，同時用，同時用 后，收集濾液即可。后，收集濾液即可。 (2)植物細(xì)胞的破碎植物細(xì)胞的破碎以洋蔥為例：以洋蔥為例： 先將洋蔥切碎，然后加入一定的先將洋蔥切碎，然后加入一定的 和和 進(jìn)行充分進(jìn)行充分?jǐn)嚢韬脱心?，過濾后收集研磨液。攪拌和研磨，過濾后收集研磨液。DNA蒸餾水蒸餾水玻璃棒攪拌過濾玻璃棒攪拌過濾洗滌劑洗滌劑食鹽食鹽 3去除濾液中雜質(zhì)去除濾液中雜質(zhì) (1)方案一：通過控制方案一：通過控制 溶液的濃度去除雜質(zhì)。溶液的濃度去除雜質(zhì)。 (2)方案二：直接向濾液中加入方案二：直接向濾液中加入 ，反應(yīng)，反應(yīng)1015 min，嫩肉粉中的嫩肉粉中的 酶能夠分解蛋白質(zhì)。

5、酶能夠分解蛋白質(zhì)。 (3)方案三：將濾液放在方案三：將濾液放在 的恒溫水浴箱中保溫的恒溫水浴箱中保溫1015 min，注意嚴(yán)格控制溫度范圍，使，注意嚴(yán)格控制溫度范圍，使 沉淀而沉淀而 分分子還未變性，可以將子還未變性，可以將DNA與蛋白質(zhì)分離。與蛋白質(zhì)分離。NaCl嫩肉粉嫩肉粉木瓜蛋白木瓜蛋白6075蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)DNA 4DNA的進(jìn)一步提純的進(jìn)一步提純 利用利用DNA不溶于不溶于 這一原理，可從體積分?jǐn)?shù)為這一原理，可從體積分?jǐn)?shù)為 中析出較純凈的中析出較純凈的DNA，此時，此時DNA的狀態(tài)為的狀態(tài)為 。 5DNA的鑒定的鑒定 將絲狀將絲狀DNA溶解于溶解于5 mL的物質(zhì)的量濃度為的物質(zhì)的量濃度為

6、 溶液中，再加入溶液中，再加入4 mL的的 試劑，進(jìn)行沸水加熱試劑，進(jìn)行沸水加熱5 min，待，待試管冷卻后，觀察試管中顏色變化，二苯胺要試管冷卻后，觀察試管中顏色變化，二苯胺要 。冷卻的酒精冷卻的酒精95%的冷卻酒精的冷卻酒精白色絲狀物白色絲狀物2 mol/L NaCl二苯胺二苯胺現(xiàn)配現(xiàn)用現(xiàn)配現(xiàn)用 三、操作提示三、操作提示 (1)以血液為實驗材料時，每以血液為實驗材料時，每100 mL血液中需要加入血液中需要加入3 g ，防止，防止 。 (2)加入洗滌劑后，動作要加入洗滌劑后，動作要 ，否則容易產(chǎn)生，否則容易產(chǎn)生大量的大量的 ，不利于后續(xù)步驟的操作。加入酒精和用玻璃，不利于后續(xù)步驟的操作。加

7、入酒精和用玻璃棒攪拌時，動作要輕緩，以免棒攪拌時，動作要輕緩，以免 ，導(dǎo)致，導(dǎo)致DNA分子不能形成分子不能形成 。 (3) 試劑要現(xiàn)配現(xiàn)用，否則會影響鑒定的效果。試劑要現(xiàn)配現(xiàn)用，否則會影響鑒定的效果。檸檬酸鈉檸檬酸鈉血液凝固血液凝固輕緩、柔和輕緩、柔和泡沫泡沫加劇加劇DNA分子的斷裂分子的斷裂絮狀沉淀絮狀沉淀二苯胺二苯胺 1仔細(xì)閱讀教材仔細(xì)閱讀教材P54基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識的相關(guān)內(nèi)容，分析圖的相關(guān)內(nèi)容，分析圖51曲線，歸納并回答下列問題。曲線，歸納并回答下列問題。 (1)討論并交流討論并交流DNA在在NaCl溶液中的溶解度具有怎樣的變?nèi)芤褐械娜芙舛染哂性鯓拥淖兓?guī)律？化規(guī)律？ 提示：提示：DNA在

8、在0.14 mol/L的的NaCl溶液中溶解度最??；當(dāng)溶液中溶解度最?。划?dāng)NaCl溶液濃度低于此值時，隨溶液濃度低于此值時，隨NaCl濃度的升高，濃度的升高，DNA溶解度溶解度減小；當(dāng)減??；當(dāng)NaCl濃度高于此值時，隨濃度高于此值時，隨NaCl濃度的升高，濃度的升高，DNA溶溶解度增大。解度增大。 (2)根據(jù)根據(jù)(1)討論得到的結(jié)果，嘗試在下列坐標(biāo)內(nèi)構(gòu)討論得到的結(jié)果，嘗試在下列坐標(biāo)內(nèi)構(gòu)建建DNA在在NaCl溶液中溶解度曲線模型。溶液中溶解度曲線模型。 提示：提示：如下圖所示如下圖所示 (3)想一想：鑒定想一想：鑒定DNA除了用二苯胺試劑外，還有什除了用二苯胺試劑外，還有什么方法？么方法？ 提示

9、：提示：利用甲基綠染色，呈現(xiàn)綠色。利用甲基綠染色，呈現(xiàn)綠色。 2讀教材讀教材P55實驗設(shè)計實驗設(shè)計相關(guān)內(nèi)容，歸納并回答下列問題：相關(guān)內(nèi)容，歸納并回答下列問題： (1)本實驗選取雞血細(xì)胞作實驗材料的原因是什么？本實驗選取雞血細(xì)胞作實驗材料的原因是什么？ 提示：提示：雞血細(xì)胞核雞血細(xì)胞核DNA含量豐富，取材容易；雞血細(xì)胞極含量豐富，取材容易；雞血細(xì)胞極易吸水漲破。易吸水漲破。 (2)選用植物細(xì)胞做實驗材料，能否通過吸水漲破的方法使選用植物細(xì)胞做實驗材料，能否通過吸水漲破的方法使其釋放出核物質(zhì)？其釋放出核物質(zhì)？ 提示：提示：不能。因為植物細(xì)胞含有細(xì)胞壁，對細(xì)胞膜有支撐不能。因為植物細(xì)胞含有細(xì)胞壁，對

10、細(xì)胞膜有支撐作用，不容易吸水漲破。作用，不容易吸水漲破。 (3)利用雞血細(xì)胞提取利用雞血細(xì)胞提取DNA實驗過程中，兩次用到蒸實驗過程中，兩次用到蒸餾水，其目的相同嗎？餾水，其目的相同嗎？ 提示：提示：不相同。第一次用蒸餾水漲破細(xì)胞，提取核物不相同。第一次用蒸餾水漲破細(xì)胞，提取核物質(zhì)，第二次用蒸餾水稀釋質(zhì)，第二次用蒸餾水稀釋NaCl溶液析出溶液析出DNA。 (4)利用雞血細(xì)胞提取利用雞血細(xì)胞提取DNA實驗過程中，需進(jìn)行三次實驗過程中，需進(jìn)行三次過濾，其目的分別是什么？過濾，其目的分別是什么？ 提示：提示：第一次濾掉核外物質(zhì)；第二次濾掉核蛋白；第第一次濾掉核外物質(zhì)；第二次濾掉核蛋白；第三次濾取三次

11、濾取DNA。 (5)試分析在提取試分析在提取DNA的實驗中，用玻璃棒攪拌時需的實驗中，用玻璃棒攪拌時需要沿同一個方向緩慢攪拌的原因。要沿同一個方向緩慢攪拌的原因。 提示：提示：防止防止DNA斷裂。斷裂。 3根據(jù)你的實驗體會，分析討論下列問題：根據(jù)你的實驗體會，分析討論下列問題： (1)若實驗中提取到的絲狀物不是白色，且利用二苯胺若實驗中提取到的絲狀物不是白色，且利用二苯胺試劑鑒定后不出現(xiàn)藍(lán)色，分析其原因。試劑鑒定后不出現(xiàn)藍(lán)色，分析其原因。 提示：提示：DNA中雜質(zhì)太多；中雜質(zhì)太多；DNA的含量極低。的含量極低。 (2)若出現(xiàn)實驗結(jié)果不明顯現(xiàn)象，可能的原因有哪些？若出現(xiàn)實驗結(jié)果不明顯現(xiàn)象，可能的

12、原因有哪些？ 提示：提示：材料中核物質(zhì)沒有充分釋放出，如研磨不充分材料中核物質(zhì)沒有充分釋放出，如研磨不充分或蒸餾水的量不夠?；蛘麴s水的量不夠。 加入酒精后搖動或攪拌時過猛，加入酒精后搖動或攪拌時過猛，DNA被破壞。被破壞。 二苯胺配制時間過長，最好現(xiàn)配現(xiàn)用，否則二苯胺變二苯胺配制時間過長，最好現(xiàn)配現(xiàn)用，否則二苯胺變成淺藍(lán)色，影響鑒定效果。成淺藍(lán)色，影響鑒定效果。 析出含析出含DNA的黏稠物時，蒸餾水要沿?zé)瓋?nèi)壁慢慢地的黏稠物時，蒸餾水要沿?zé)瓋?nèi)壁慢慢地加入，不能一次性快速加入，否則會影響實驗結(jié)果。加入，不能一次性快速加入，否則會影響實驗結(jié)果。 實驗中有多次攪拌，但是其目的及操作方法是不同的，實

13、驗中有多次攪拌，但是其目的及操作方法是不同的，要注意區(qū)分，否則會影響結(jié)果。要注意區(qū)分，否則會影響結(jié)果。 下列關(guān)于下列關(guān)于“DNA粗提取與鑒定實驗粗提取與鑒定實驗”的敘述，正確的敘述，正確的是的是 () A洗滌劑能瓦解細(xì)胞膜并增加洗滌劑能瓦解細(xì)胞膜并增加DNA在在NaCl溶液中的溶溶液中的溶解度解度 B將將DNA絲狀物放入二苯胺試劑中沸水浴后冷卻變藍(lán)絲狀物放入二苯胺試劑中沸水浴后冷卻變藍(lán) C常溫下菜花勻漿中有些酶類會影響常溫下菜花勻漿中有些酶類會影響DNA的提取的提取 D用玻棒緩慢攪拌濾液會導(dǎo)致用玻棒緩慢攪拌濾液會導(dǎo)致DNA獲得量減少獲得量減少 解析解析提取植物細(xì)胞中提取植物細(xì)胞中DNA時加入洗

14、滌劑可瓦解植物時加入洗滌劑可瓦解植物細(xì)胞膜，利于細(xì)胞膜，利于DNA的釋放，但不能增加的釋放，但不能增加DNA在在NaCl溶液中溶液中的溶解度；含的溶解度；含DNA的絲狀物應(yīng)先溶解在物質(zhì)的量濃度為的絲狀物應(yīng)先溶解在物質(zhì)的量濃度為2 mol/L的的NaCl溶液中，再加入二苯胺試劑在沸水浴條件下檢溶液中，再加入二苯胺試劑在沸水浴條件下檢測；菜花勻漿中含有測；菜花勻漿中含有DNA水解酶，常溫下其活性較高，可催水解酶，常溫下其活性較高，可催化化DNA水解，從而影響水解，從而影響DNA的提??；用玻棒緩慢攪拌濾液不的提??；用玻棒緩慢攪拌濾液不會使會使DNA分子斷裂，則不會導(dǎo)致分子斷裂，則不會導(dǎo)致DNA的獲得

15、量減少。的獲得量減少。 答案答案C DNA的粗提取與鑒定實驗中有三次過濾：的粗提取與鑒定實驗中有三次過濾：(1)過濾過濾用蒸餾水稀釋過的雞血細(xì)胞液；用蒸餾水稀釋過的雞血細(xì)胞液；(2)過濾含黏稠物的過濾含黏稠物的0.14 mol/L的的NaCl溶液；溶液；(3)過濾溶解有過濾溶解有DNA的的2 mol/L的的NaCl溶液。以上溶液。以上三次過濾分別為了獲得三次過濾分別為了獲得 () A含核物質(zhì)的濾液、紗布上的黏稠物、含含核物質(zhì)的濾液、紗布上的黏稠物、含DNA的濾液的濾液 B含核物質(zhì)的濾液、濾液中含核物質(zhì)的濾液、濾液中DNA黏稠物、含黏稠物、含DNA的濾液的濾液 C含核物質(zhì)的濾液、濾液中含核物質(zhì)的

16、濾液、濾液中DNA黏稠物、紗布上的黏稠物、紗布上的DNA D含較純的含較純的DNA濾液、紗布上的黏稠物、含濾液、紗布上的黏稠物、含DNA的濾液的濾液 解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、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)，此時過濾可得到含核物質(zhì)的濾液。核膜破裂，釋放出核物質(zhì)，此時過濾可得到含核物質(zhì)的濾液。第二次過濾是因第二次過濾是因DNA在在0.14 mol/L的的NaCl溶液中溶解度最小，溶液中溶解度最小，DNA析出成絲狀黏稠物，經(jīng)過濾留在紗布上。第三次過濾，析出成絲狀黏稠物，經(jīng)過濾留在紗布上。第三次過濾，是將第二次獲得的黏稠物溶解在是將第二次獲得

17、的黏稠物溶解在2 mol/L的的NaCl溶液中，過溶液中，過濾除去雜質(zhì)獲得含濾除去雜質(zhì)獲得含DNA的濾液。的濾液。 答案答案A實驗中實驗中2次加蒸餾水，次加蒸餾水，3次加次加NaCl溶液溶液 (1)2次加蒸餾水：第一次的目的是使成熟的雞血細(xì)胞次加蒸餾水：第一次的目的是使成熟的雞血細(xì)胞漲破釋放出漲破釋放出DNA；第二次的目的是稀釋氯化鈉溶液。；第二次的目的是稀釋氯化鈉溶液。 (2)3次加次加NaCl溶液：第一次加溶液：第一次加NaCl后，必須充分晃后，必須充分晃動燒杯，使二者混合均勻，加速染色質(zhì)中動燒杯，使二者混合均勻，加速染色質(zhì)中DNA與蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)的分離，使的分離，使DNA充分溶解在充分溶解在NaCl溶液中。第二次加溶液中。第二次加NaCl溶液也是為了溶液也是為了DNA的再溶解，這時溶液中的蛋白質(zhì)含量的再溶解，這時溶液中的蛋白質(zhì)含量已很少。第三次加已很少。第三次加NaCl溶液還是為了溶解溶液還是為了溶解DNA。