高中生物 專題五 課題1《DNA的粗提取與鑒定》教學(xué)設(shè)計(jì) 新人教版選修11
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《DNA的粗提取與鑒定》 教學(xué)目標(biāo) (一)知識(shí)與技能 1、通過嘗試對植物或動(dòng)物組織中的DNA進(jìn)行粗提取,了解DNA的物理化學(xué)性質(zhì)。 2、理解DNA粗提取與鑒定的原理 (二)過程與方法 掌握DNA如提取計(jì)數(shù),能利用DNA的性質(zhì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和操作 (三)情感、態(tài)度與價(jià)值觀 通過對DNA的粗提取的實(shí)驗(yàn)過程的設(shè)計(jì)及操作,鍛煉科學(xué)的思維方法,培養(yǎng)實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。 教學(xué)重難點(diǎn) 【課題重點(diǎn)】 DNA的粗提取和鑒定方法 【課題難點(diǎn)】 DNA的粗提取和鑒定方法 教學(xué)工具 多媒體 教學(xué)過程 (一)引入新課 無論是果膠酶還是加酶洗衣粉中的酶制劑,都是從細(xì)胞中提取出來的。從今天開始,我們學(xué)習(xí)生物化學(xué)成分的提取與改造技術(shù)。 (二)進(jìn)行新課 1.基礎(chǔ)知識(shí) 1.1DNA粗提取的原理 提取DNA的原理包括DNA的溶解性和耐受性兩個(gè)方面。問:提取DNA的溶解性原理包括哪些方面? DNA在不同濃度NaCl溶液中溶解度不同;DNA不溶于酒精。 1.1.1 分析圖5-1。DNA在不同濃度NaCl溶液中溶解度有何特點(diǎn)?要使DNA溶解,需要使用什么濃度?要使DNA析出,又需要使用什么濃度? 在0.14mol/L時(shí)溶解度最?。惠^高濃度可使DNA溶解;0.14mol/L可使DNA析出。 1.1.2 在溶解細(xì)胞中的DNA時(shí),人們通常選用2mol/LNaCl溶液;將DNA分子析出的方法是向溶有DNA的NaCl溶液中緩慢注入蒸餾水,以稀釋NaCl溶液。酒精是一種常用有機(jī)溶劑,但DNA卻不能溶于酒精(特別是95%冷卻酒精),但細(xì)胞中蛋白質(zhì)可溶于酒精。問:采用DNA不溶于酒精的原理,可以達(dá)到什么目的? 將DNA和蛋白質(zhì)進(jìn)一步分離。 1.1.3提取DNA還可以利用DNA對酶、高溫和洗滌劑的耐受性原理。利用該原理時(shí),應(yīng)選用怎樣的酶和怎樣的溫度值? 蛋白酶,因?yàn)槊妇哂袑R恍?,蛋白酶只水解蛋白質(zhì)而不會(huì)對DNA產(chǎn)生影響。溫度值為60~80℃,因?yàn)樵摐囟戎档鞍踪|(zhì)變性沉淀,而DNA不會(huì)變性。 補(bǔ)充:DNA的變性是指DNA分子在高溫下解螺旋,其溫度在80℃以上,如在PCR技術(shù)中DNA變性溫度在95℃。 思考:觀察圖5-2,洗滌劑在提取DNA中有何作用? 洗滌劑將細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì),從而瓦解細(xì)胞膜。 1.2DNA的鑒定原理 當(dāng)鑒定提取出的物質(zhì)是否是DNA時(shí),需要使用什么指示劑進(jìn)行鑒定? 在沸水浴條件下,DNA遇二苯胺呈現(xiàn)藍(lán)色。 原理總結(jié)。通過利用不同濃度NaCl溶液溶解或析出DNA,可以從細(xì)胞中提取和提純DNA;再利用酒精進(jìn)一步將DNA與蛋白質(zhì)分離開來,達(dá)到提純的目的;最后利用二苯胺試劑鑒定提取的物質(zhì)是否是DNA。 2.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 2.1實(shí)驗(yàn)材料 2.1.1不同生物的組織中DNA含量不同。在選取材料時(shí),應(yīng)本著DNA含量高、材料易得、便于提取的原則。你認(rèn)為教材提供的材料中哪些不適合提取DNA? 哺乳動(dòng)物的血液和液體培養(yǎng)基中的大腸桿菌。 2.1.2從核DNA數(shù)目來看,豬38條,雞78條,哺乳動(dòng)物血0條,獼猴桃58條,洋蔥16條,豌豆14條,菠菜12條,大腸桿菌1條。請選擇動(dòng)植物材料各一種。 雞血、獼猴桃。 2.2破碎細(xì)胞,獲取含DNA的濾液 若選用雞血和洋蔥作實(shí)驗(yàn)材料,則怎樣獲取含DNA的濾液? 在雞血細(xì)胞液中加入一定量蒸餾水并用玻棒攪拌,過濾后收集濾液;切碎洋蔥,加入一定量洗滌劑和食鹽,攪拌研磨,過濾后收集濾液。 在以上實(shí)驗(yàn)中,加入蒸餾水、洗滌劑和食鹽的作用分別是什么?過濾時(shí)應(yīng)當(dāng)選用(濾紙、尼龍布)。 血細(xì)胞在蒸餾水中大量吸水而張裂;洗滌劑瓦解細(xì)胞膜;食鹽溶解DNA物質(zhì);選用尼龍布進(jìn)行過濾。 在處理植物組織時(shí)需要進(jìn)行研磨,其目的是什么?研磨不充分產(chǎn)生什么結(jié)果? 破碎細(xì)胞壁,使核物質(zhì)容易溶解在NaCl溶液中;研磨不充分會(huì)使DNA的提取量減少。 具體做法。10mL雞血+20mL蒸餾水→同方向攪拌→3層尼龍布過濾→濾液 2.3去除濾液中的雜質(zhì) 最初獲得的DNA濾液含有蛋白質(zhì)、脂質(zhì)等雜質(zhì),需要進(jìn)一步提純DNA。閱讀教材提供的三種方法,分析其中的原理。 方案一的原理是DNA在不同濃度NaCl溶液中溶解度不同;方案二的原理是蛋白酶分解蛋白質(zhì),不分解DNA;方案三的原理是蛋白質(zhì)和DNA的變性溫度不同。 具體做法。 方案一:30mL濾液+35gNaCl→同方向攪拌,DNA溶解→加入蒸餾水→DNA析出→過濾得到過濾物→放到2mol/LNaCl溶液中溶解→DNA-NaCl溶解液 方案二:30mL濾液+嫩肉粉(木瓜蛋白酶)→靜置10~15分鐘→DNA濾液 方案三:30濾液→60~67℃處理→過濾獲得DNA濾液 2.4DNA析出與鑒定 在濾液中仍然含有一些雜質(zhì),怎樣除去這些雜質(zhì)呢?得到的DNA呈何顏色? 濾液與等體積的冷卻酒精混合均勻,靜置2~3分鐘,析出的白色絲狀物就是DNA。DNA呈白色。 怎樣鑒定析出的白色絲狀物就是DNA呢?閱讀教材。 閱讀。簡述DNA的鑒定過程。 具體做法。試管2支,編號甲乙→各加等量5mLNaCl溶液→甲中放入少量白色絲狀物,使之溶解→各加4mL二苯胺,混合均勻→沸水浴5min→觀察顏色變化 3.實(shí)驗(yàn)操作 制備雞血細(xì)胞液…………加檸檬酸鈉,靜置或離心 ↓ 破碎細(xì)胞,釋放DNA… 加蒸餾水,同一方向快速通方向攪拌 ↓→過濾,除去細(xì)胞壁、細(xì)胞膜等。 溶解核內(nèi)DNA………… 加入NaCl至2mol/L,同一方向緩慢攪拌 ↓ DNA析出……………… 加蒸餾水至0.14mol/L,過濾,在溶解到2mol/L溶液中 ↓→除去細(xì)胞質(zhì)中的大部分物質(zhì)。 DNA初步純化………… 與等體積95%冷卻酒精混合,析出白色絲狀物 ↓→除去核蛋白、RNA、多糖等。 DNA鑒定……………… 二苯胺,沸水浴,呈現(xiàn)藍(lán)色 其它注意事項(xiàng):在雞血中加入檸檬酸鈉防止凝固;雞血靜置或離心以提高細(xì)胞懸液濃度;使用塑料燒杯;使用尼龍布過濾;玻棒沿同一方向攪拌;玻棒攪拌要緩慢(細(xì)胞破裂快速攪拌);玻棒不要碰到燒杯壁;二苯胺試劑要現(xiàn)用現(xiàn)配等。為了提高DNA純度,在科學(xué)實(shí)驗(yàn)中通常使用的洗滌劑有十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)、十二烷基硫酸鈉(SDS)。 課后小結(jié) 課后習(xí)題 1.在研究DNA的基因樣本前,采集來的血樣需要蛋白水解酶處理,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( ) 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)胞中的所有的蛋白質(zhì),使DNA釋放,便于進(jìn)一步提純 2.與析出DNA粘稠物有關(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A時(shí),用玻璃棒輕緩攪拌,以保證DNA分子完整 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)絲狀粘稠物不再增加時(shí),此時(shí)NaCl的濃度相當(dāng)于0.14mol/L 3.洗滌劑能夠瓦解( ),但對DNA沒有影響。 A.細(xì)胞壁 B.細(xì)胞膜 C.細(xì)胞核 D.細(xì)胞質(zhì) 4.在沸水浴的條件下,DNA遇( )會(huì)被染成藍(lán)色。 A.斐林試劑 B.蘇丹Ⅲ染液 C.雙縮脲試劑 D.二苯胺 5.在DNA提取過程中,最好使用塑料試管和燒杯,目的是( ) A.不易破碎 B.減少提取過程中DNA的損失 C.增加DNA的含量 D.容易洗刷 參考答案:DCBDB 板書 課題1 DNA的粗提取與鑒定 1.基礎(chǔ)知識(shí) 1.1DNA粗提取的原理 1.2DNA的鑒定原理 2.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 2.1實(shí)驗(yàn)材料 2.2破碎細(xì)胞,獲取含DNA的濾液 2.3去除濾液中的雜質(zhì) 2.4DNA析出與鑒定- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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