-2021学年高二生物人教版选修1学案：专题5　课题1　DNA粗提取与鉴定

1、本文格式为Word版，下载可任意编辑-2021学年高二生物人教版选修1学案：专题5课题1DNA粗提取与鉴定 题 专题 5 DNA 和蛋白质技术 题 课题 1 DNA 的粗提取与鉴定 学问点一 DNA 的粗提取与鉴定原理 1 DNA 粗提取的概念与原理 (1) 概念：利用 DNA 与 与 RNA 、蛋白质和脂质等在物理和化学性质取 方面的差异，提取 DNA ，去除其他成分。 (2) 提取 DNA 的原理 DNA 和蛋白质等其他成分在不同浓度的 NaCl 溶液中溶解度不。 同。2 mol/L 的 的 NaCl 溶液使 DNA ； 充分溶解，而使杂质析出；0.14 mol/L的 的 NaCl 溶液使

2、 DNA 析出，而杂质溶解。 DNA 不溶于酒精溶液，但细胞中的某些蛋白质则溶于酒精，利将 用这一原理可以将 DNA 与蛋白质进一步分别。 DNA 与其他成分对酶、高温柔洗涤剂的耐受性不同。蛋白酶能对 水解蛋白质，但是对 DNA 没有影响；大多数蛋白质不能忍受 60 80 而 的高温，而 DNA 在 在 80 以上才会变性；洗涤剂能够瓦解细胞膜，但对 对 DNA 没有影响。 2 定 鉴定 DNA 的原理 DNA 二苯胺 沸水浴 蓝色。 说明： 二苯胺试剂要现配现用，否则二苯胺会变成浅蓝色，影响鉴定效果。 3 试验材料选取的原则 (1) 组织中 DNA 的含量比较丰富，适合大量提取。 (2) 组

3、织中所含化合物种类应比较单一，避开由于其他物质的理化与 性质与 DNA 相近而对试验现象产生干扰。 (3) 试验材料的价格廉价 ，以降低试验成本。 (4) 试验材料在试验过程中的可操作性较强，在相对简洁的条件下出 能大量提取出 DNA ，便于进行试验操作。 提取思路及选材留意事项 1 提取生物大分子的基本思路是选用肯定的物理或化学方法分别具有不同的物理或化学性质的生物大分子。 2 不同生物的组织中 DNA 的含量不同。在选取材料时，应依据" "DNA 含量高、材料易 得、便于提取 ' 的原则。例如，植物细胞有细胞壁的支持和爱护，不能吸水涨破，难以使其释放出核物质，不

4、适合作本试验的材料；哺乳动物成熟的红细胞无细胞核和细胞器，不含DNA ，也不适合作本试验的材料。 练 【典题精练 1】 】 在" "DNA 的粗提取与鉴定 ' 试验中，试验原理用 是利用 DNA 在不同浓度的 NaCl 溶液中的溶解度不同来进行提取的。DNA 的溶解和析出与下图所示曲线的对应点符合的是( ) A a 点浓度最适合析出 DNA B b 点浓度最适合析出 DNA C c 点浓度最适合溶解 DNA D d 点浓度最适合析出 DNA 【答案】 B 【解析】 的 用高浓度的 NaCl 溶液溶解 DNA ，能除去在高盐溶液的 中不能溶解的杂质，用低浓度的 NaC

5、l 溶液使 DNA 析出，能除去溶解出 在低盐溶液中的杂质，因此，反复溶解、析出 DNA与 ，能除去与 DNA溶解度不同的杂质。从题图可以看出，DNA 为 在浓度为 0.14 mol/L 的 的NaCl 出 溶液中的溶解度最小，因此最适合析出 DNA着 ，但是随着 NaCl溶液浓 度的增大或减小，溶解度均渐渐增大。 解题归纳 DNA 与蛋白质的溶解性 项目 溶解规律 2 mol/L 的 NaCl 溶液 0.14 mol/L 的 的 NaCl 溶液 DNA 溶解 析出 蛋白质 质 NaCl 溶液的浓度从 2 mol/L 渐渐降低的过程中，蛋白质的溶解度渐渐增大 部分发生 盐析沉淀 溶解 练 【典

6、题精练 2】 】 下列关于 于 DNA 对高温耐受性的说法，不正确的是 是( ) A DNA 对高温的耐受性一般要比蛋白质强 B 超过 80 后 后 DNA 将变性，即使恢复到常温，生物活性也不能恢复 C 不同生物 DNA 的 的 " 变性 ' 温度不肯定相同 D的 深海热泉四周生活的生物的 DNA 对高温的耐受性更强，其 DNA 中鸟嘌呤所占的比例更高 【答案】 B 】 【解析】 DNA 变性温度在 80 为 以上，而蛋白质变性温度为 60 80 而 ，且蛋白质高温变性后生物活性不行恢复，而 DNA 变性后，温度缓慢降低时，其生物活性可以恢复。生活在深海热泉中的生物的DNA

7、 对高温耐受性强，原其 因之一是其 DNA 中的鸟嘌呤、胞嘧啶碱基其 对含量高，所形成的氢键多，稳定性高，其 DNA 聚合酶的稳定性也较高。 学问点二 试验步骤及留意事项 1 的 提取鸡血细胞中的 DNA 的方法步骤 2. 其他说明 (1) 破裂细胞，猎取含 DNA 的滤液 项目 原理 方法 动物细胞 ( 鸡血细胞) 在低浓度溶液中会吸水 甚至涨破 在鸡血细胞液中加入肯定量的蒸馏水，同时用玻璃棒搅拌，过滤后收集滤液 植物细胞 ( 洋葱细胞) 洗涤剂能够瓦解细胞膜 膜 在切碎的洋葱中加入肯定的洗涤剂和食盐，进行充分地搅拌和研磨，过滤后收集研磨液 提示： 加入洗涤剂后，动作要轻缓、严厉，否则易产生

8、大量泡沫，不利于后续步骤的操作。 (2) 去除滤液中的杂质 项目 原理 方法 方案一 一 DNA 在不同的 浓度的 NaCl溶液中溶解度不同 入 在滤液中加入 NaCl ，使 NaCl 溶液物质的量为 浓度为 2 mol/L ，过滤除去不溶的杂质；再调整 节 NaCl 溶液物质的量浓度为 0.14 mol/L ，析出 出 DNA ，过滤除去溶液中的杂质，再用物质为 的量浓度为 2 mol/L 的 的 NaCl 溶液溶解 DNA 方案二 二 DNA 对酶的耐受性 应 直接在滤液中加入嫩肉粉，反应 10 15 min， ，嫩肉粉中的木瓜蛋白酶能够分解蛋白质 方案三 三 DNA 对高温的耐受性 在

9、将滤液放在 60 75 的恒温水浴箱中保温10 15 min ，留意严格掌握温度范围，使蛋而 白质沉淀而 DNA 分子还未变性，可将 DNA与蛋白质分别 试验过程留意事项 1 在鸡血细胞液中加入蒸馏水后，必需充分搅拌，否则血细胞的的 细胞核不会充分破裂，释放出的 DNA 量就会削减。 2 酒精必需充分预冷后才能使用。 3是 要鉴定试验所得的丝状物的主要成分是 DNA ，除了可用二苯胺做鉴定试剂外，还可用甲基绿试剂鉴定，将甲基绿试剂直接滴在玻与 璃棒的丝状物上，甲基绿与 DNA 的亲和力较强，若丝状物被染成蓝绿是 色，则证明所得丝状物的主要成分是 DNA 。 4 盛放鸡血细胞液的容器最好是塑料器

10、具，由于 DNA 易被玻璃 制的 品吸附，影响最终的 DNA 提取量。最终提取 DNA 用于鉴定时，可将 用玻璃棒将 DNA 卷出。 5 搅拌动作要轻缓，并沿同一方向，防止破坏 DNA 分子。 练 【典题精练 3 】 DNA 的粗提取与鉴定试验中有三次过滤：(1)过 过滤用蒸馏水稀释过的鸡血细胞液；(2)的 过滤含黏稠物的 0.14 mol/L 的 的NaCl 溶液；(3) 过滤溶解有 DNA 的 的 2 mol/L 的 的 NaCl 溶液。以上三次过滤分别为了获得( ) A 含核物质的滤液、纱布上的黏稠物、含 DNA 的滤液 B 含核物质的滤液、滤液中的 DNA 黏稠物、含 DNA 的滤液

11、C 含核物质的滤液、滤液中的 的 DNA 黏稠物、纱布上的 DNA D 含较纯的 DNA 滤液、纱布上的黏稠物、含 DNA 的滤液 【答案】 A 【解析】 从 从 DNA 的粗提取的三次过滤的作用入手解答该题。用蒸馏水稀释鸡血细胞液，使血细胞的细胞膜、核膜裂开，释放出核物因 质，此时过滤可得到含核物质的滤液。其次次过滤是因 DNA 在 在 0.14 mol/L 的 的 NaCl 溶液中溶解度最小，DNA 析出成丝状黏稠物，经过滤在 留在纱布上。第三次过滤，是将其次次获得的黏稠物溶解在 2 mol/L的 的 NaCl 溶液中，过滤除去杂质获得含 DNA 的滤液。 解题归纳 DNA 的粗提取与鉴定

12、中的"234' 水 加蒸馏水 2 次 加到鸡血细胞液中，使血细胞吸水裂开 含 加到含 DNA 的 的 2 mol/L 的 的 NaCl 溶液中，使 NaCl到 溶液的物质的量浓度下降到 0.14 mol/L ，使 DNA 析 析出 出 滤 用纱布过滤 3次 次 过滤血细胞裂开液，得到含细胞核物质的滤液 取 滤取 0.14 mol/L 的 的 NaCl 溶液中析出的 DNA( 黏稠物 物) 有 过滤溶有 DNA 的 的 2 mol/L 的 的 NaCl 溶液 用 用 NaCl 溶液 4次 次 加 加 2 mol/L 的 的 NaCl 溶液，溶解提取的细胞核物质 用 用 0.14

13、 mol/L 的 的 NaCl 溶液使 DNA 析出 用 用 2 mol/L 的 的 NaCl 溶 溶的 液，溶解滤取的 DNA 黏稠物 用 用 2 mol/L 的 的 NaCl 溶液，溶解丝状物用于鉴定DNA 练 【典题精练 4】 】 回答下列有关" "DNA 的粗提取与鉴定 ' 试验的问题。 (1) 由于鸡血较难找到，某同学试图用人血代替，结果没有胜利，其缘由最可能是_ 。 A 操作方法不对 B 人血含 DNA 太少 C NaCl 溶液浓度太高 D 加二苯胺太少 (2) 下图为 DNA 粗提取试验过程中的一些重要操作示意图： 正确的操作挨次是_ 。 骤 上图中步

14、骤 C 、E 都加入蒸馏水，但它们的目的不同，分别是_ 和_ 。 骤 上图中步骤 A 中所用的酒精必需经过_ 才能使用，该步骤的目的是_ 。 骤 为鉴定步骤 A 中所得到的丝状物的主要成分为 DNA ，可向溶解的 有该丝状物的 NaCl 溶液中滴加_ 试剂，沸水浴，假如溶 液变_ ，则说明该丝状物的主要成分为 DNA 。 【答案】 (1)B (2) C B E D A 加速血细胞的裂开 低 降低 NaCl 溶液的使 浓度，使 DNA 析出 充分预冷处理 提取含杂质较少( 或较纯洁)的 的DNA 二苯胺 蓝色 【解析】 (1) 由于人属于哺乳动物，哺乳动物血液的血细胞中红细胞含量很高，成熟的红细

15、胞中不含细胞核、线粒体，所以几乎不含DNA ，因此很难从中提取到 DNA 。(2)DNA 粗提取的过程：鸡血细胞 加蒸馏水 涨破后过滤 用 用 2 mol/L 的 的 NaCl 溶液溶解 过滤除去不质 溶杂质 加蒸馏水 含析出含 DNA 的黏稠物 过滤 在 黏稠物溶解在 2 mol/L 的 的 NaCl 溶液中 过滤 于 溶于 95% 酒精中进一步提纯。依据为 图示及以上分析，正确的操作挨次为 C B E D A 。 一、选择题 1 向溶有 DNA 的 的为 物质的量浓度为 2 mol/L 的 的 NaCl 溶液中不断加中 入蒸馏水，在这个过程中 DNA 和杂质蛋白质的溶解度变化状况分别是(

16、C ) A 减小；减小 B 增大；增大 C 先减小后增大；增大 D 减小；增大 解析：有 在向溶有 DNA 的 的 2 mol/L NaCl 溶液中不断加入蒸馏水时，DNA 的溶解度先减小后增大，而蛋白质在高浓度盐溶液中会沉淀，随盐浓度降低，蛋白质的溶解度上升。 2 在 NaCl 溶液中反复溶解、析出并过滤，就能除去 DNA 溶液中的杂质的理由不包括( D ) A 用高浓度盐溶液溶解 DNA ，能除去在高浓度盐溶液 中不能溶解的杂质 B 用低浓度盐溶液使 DNA 析出，能除去溶解在低浓度盐溶液中 的杂质 C 反复操作就能够除去与 DNA 溶解度不同的多种杂质 D 反复操作就能够使各种杂质变性而

17、沉淀析出 解析：在 在 NaCl 溶液中反复溶解、析出并过滤，主要是利用杂质与DNA 盐溶液中溶解规律不同，而将杂质除去，反复操作并不肯定能够在 使各种杂质变性，也不肯定使杂质沉淀，如在 0.14 mol/L NaCl 溶液中，蛋白质、RNA 等溶解度较高，而 DNA 析出。 3 在采纳鸡血为材料对 DNA 进行粗提取的试验中，若需进一步的 提取杂质较少的 DNA ，可以依据 的原理是( C ) A 在物质的量浓度为 0.14 mol/L 的氯化钠溶液中 DNA 的溶解度最小 B DNA 遇二苯胺在沸水浴的条件下会染成蓝色 C DNA 不溶于酒精而细胞中的一些物质易溶于酒精 D 质量浓度为 0

18、.1 g/mL 的柠檬酸钠溶液具有抗凝血作用 解析：DNA 粗提取原理有：DNA 在物质的量浓度为 0.14 mol/L的 的 NaCl 溶液中溶解度最小和 DNA 不溶于体积分数为 95% 的冷酒精。的 进一步提取杂质较少的 DNA 时用后者。B 选项用于 DNA 鉴定。D 选 选项中柠檬酸钠是抗凝血剂。 4 下列叙述中错误的是( A ) A 转变 变 NaCl 溶液的浓度只能使 DNA 溶解而不能使其析出 B 在沸水浴中，DNA 遇二苯胺试剂会呈现蓝色 C 用电泳法可分别带电性质、分子大小和外形不同的蛋白质 D 用透析法可去除蛋白质样品中的小分子物质 解析：中 在不同浓度的氯化钠溶液中 D

19、NA 的溶解度不同。在物质的为 量浓度为 0.14 mol/L 的氯化钠溶液中溶解度最小，DNA 析出。 5 下列试验中所用试剂错误的是( D ) A 在观看植物细胞有丝分裂试验中，使用醋酸洋红溶液使染色体着色 B 在提取叶绿体色素的试验中，使用丙酮提取色素 C 在" "DNA 的粗提取与鉴定 ' 试验 中，使用氯化钠溶液析出DNA D 在蛋白质的鉴定试验中，使用苏丹 染液鉴定蛋白质 解析： 在观看植物细胞有丝分裂的试验中，可以用醋酸洋红或龙胆紫染液对染色体进行染色。叶绿体中色素不溶于水而溶于有机溶剂，所以试验室通常用丙酮来提取叶绿体中的色素。DNA 粗提取试验中，

20、用 利用 DNA 在不同浓度的氯化钠溶液中溶解度不同来提取 DNA 。在蛋白质鉴定试验中用双缩脲试剂，苏丹 染液是用来鉴定脂肪的试剂。 6 下列有关" "DNA 的粗提取与鉴定 ' 试验的叙述，正确的是( D ) A 利用 DNA 溶于酒精，而蛋白质不溶于酒精，可将 DNA 与蛋白质分别 B 利用高温能使蛋白质变性，却对 DNA 没有影响的特性，可将DNA 与蛋白质分别 C 在溶有 DNA 的物质的量浓度为 2 mol/L 的氯化钠溶液中缓缓加入蒸馏水，轻轻搅拌后过滤，取滤液进行以后的试验 D在 在 DNA 滤液中加入嫩肉粉，通过木瓜蛋白酶的作用，可将DNA 与蛋白

21、质分别 解析：用 利用 DNA 不溶于酒精，而蛋白质溶于酒精，可将 DNA 和 和响 蛋白质分开。温度过高也会影响 DNA 为 的特性。在物质的量浓度为 2 mol/L 的氯化钠溶液中 DNA 溶解度最大，但加入蒸馏水后，DNA 溶 溶解度降低，DNA 析出，过滤后应取其黏稠物进行以后 的试验。蛋白酶解 能分解蛋白质，而不能分解 DNA 。 7 下列关于" "DNA 粗提取与鉴定 ' 的说法，正确的是( B ) A NaCl 溶液的浓度越低，DNA 的溶解度越大 B 人的血液不能代替鸡血进行该试验 C 柠檬酸钠的主要作用是加速血细胞裂开 D 利用 DNA 易溶于酒精

22、的特点可除去 DNA 中的部分杂质 解析： 人是高等哺乳动物，其成熟的红细胞中没有细胞核，不能进行该试验。NaCl 溶液物质的量浓度在小于 0.14 mol/L 时，溶液的浓 对 度越低，对 DNA 的溶解度越大是正确的，没有这一前提条件，这种说法是错误的；柠檬酸钠的作用是抗 凝血；DNA 不能溶于酒精。 8 如图为" "DNA 的粗提取与鉴定 ' 试验的部分操作过程示意图，下列有关分析不正确的是( A ) A 图 中加入蒸馏水的目的相同 B 图 中向鸡血细胞液内加入少许嫩肉粉有助于去除杂质 C 图 化 操作的目的是纯化 DNA ，去除溶于 95% 酒精中的杂质 D

23、 图 中 中 2 mol/L 的 的 NaCl 溶液能溶解黏稠物的 中的 DNA 解析： 图 中加入蒸馏水是为了使鸡血细胞吸水涨破，图 中加低 入蒸馏水是为了降低 NaCl 溶液的浓度，使 DNA 析出，A 错误；嫩肉粉中含有木瓜蛋白酶，能够水解蛋白质，因此图 中向鸡血细胞液内加入少许嫩肉粉有助于去除杂质，B 正确；DNA 不溶于酒精溶液，但是细胞中的某些蛋白质则溶于酒精，因此图 所示操作的目的是纯化DNA ，去除溶于 95%， 冷酒精中的杂质，C 正确；图 中 中 2 mol/L 的 的 NaCl的 溶液能溶解黏稠物中的 DNA ，D 正确。 二、非选择题 9 用鸡血作为 DNA 粗提取的试

24、验材料，是经过多次试验结果的比较，最终才 选定的。请回答： (1) 最终选择鸡血作为试验材料，是由于家鸡属于鸟类，新陈代谢旺盛，因而血液中 红 细胞数目较多，且这类细胞具有 细胞核 ，可以提 的 供丰富的 DNA 。 (2) 试验前可以通过 离心 或 静置 两种方法使鸡血细胞沉淀于试管底部，以便除去血清。 (3) 在牧区采集牛、羊和马血比较便利，但若用这些试验材料完成到 试验，则很难提取到 DNA ，这是由于哺乳动物血液中红细胞在结构上无细胞核 ，而白细胞数量 少。 。 (4)为 若改用哺乳动物的肝脏作为 DNA 粗提取的试验材料是否可行？若可行，应对材料做怎样的处理，使其核物质释放出来？ 可

25、行。先将肝脏 切碎、研磨，然后加入蒸馏水。 。 解析： 由于哺乳类动物成熟的红细胞没有细胞核，而白细胞的数取 量又少，所以一般不用其血液作为提取 DNA 的材料，而鸡血中的红细的 胞数目较多且有细胞核，可以供应丰富的 DNA ，所以可以用来做 DNA粗提取的试验材料。如用哺乳动物的肝脏来做试验，要先将肝脏切碎、将 研磨，再加入蒸馏水使细胞吸水涨破，将 DNA 释放出来。 10 DNA 在 在 NaCl 溶液中的溶解度随着 NaCl 。 浓度的变化而变化。 (1) 请在下列NaCl 溶液中选出能使DNA 析出最彻底的一种( A )和溶解度最高的一种( B ) 。( 在括号内填选项) A 0.14

26、 mol/L B 2 mol/L C 0.15 mol/L D 0.3 mol/L (2)DNA 不溶于酒精溶液，但细胞中的某些物质却可以溶于酒精溶液，利用这一原理可以 除去杂质 ，由此推想溶于酒精中的物质可能有某些脂质、蛋白质、糖类或其他大分子物质。 。 (3) 利用 DNA 遇 遇 二苯胺定 呈蓝色的特性，将该物质作为鉴定 DNA 的 的有 试剂。其试验过程中要向放有 DNA 的试管中加入 4 mL 的 的 二苯胺试剂 ；混合匀称后，将试管置于 沸水浴中加热 5 min ，待试管 冷却后 ，观看明 试管中溶液颜色的变化，这个试验也说明 DNA 耐 耐 高 温。 解 析： 依据试验原理可知，DNA 在 在 0.14 mol/L 的 的 NaCl 溶液中溶度 解度最低；在高浓度 2 mol/L NaCl 溶液中，溶解度最高。DNA 存在于把 染色体上，为了把 DNA 与其他物质分开，利用 DNA 不溶于酒精的特用 性，可除去杂质；利用 DNA 遇二苯胺( 沸水浴)