高中生物选修1学案 5-1DNA的粗提取与鉴定

课时1DNA的粗提取与鉴定

一、实验目的：

初步掌握DNA的粗提取和鉴定的方法。

二、实验原理：

1.DNA的溶解性：

思考题1：DNA在氯化钠溶液中的溶解度有什么特点？对此有什么应用？

思考题2：利用什么原理来将DNA与蛋白质分离开?

2.DNA对酶、高温和洗涤剂的耐受性：蛋白酶能水解，但对没有影响。

大多数蛋白质不能忍受℃的高温，而DNA在—℃以上才会变性。能

够瓦解细胞膜，但对DNA没有影响。

3.细胞在中易吸水而导致细胞膜和细胞核膜的破裂，据此可得到含有核DNA的溶液。

4.DNA的鉴定：.

思考题3：依据什么原理来鉴定DNA?

三、实验材料：鸡血细胞液

思考题4：生活在牧区的人们，采集牛、羊和马血比较方便，他们能否选用牛、羊、马血做

实验材料？为什么？

四、实验步骤：

1.制备鸡血细胞液：在鸡血中加入质量浓度为0.Lg/mL的溶液，离心处理;

2.提取鸡血细胞的细胞核物质：向鸡血细胞液中加入蒸储水，搅拌、过滤；

思考题5：加入蒸储水的目的是什么？为什么能达到此目的？

3.溶解细胞核内的DNA：加入2mol/L的氯化钠溶液，搅拌，使DNA呈溶解状态;

4.析出含DNA的黏稠物：加入蒸储水，用玻璃棒搅拌；

思考题6：此时加入蒸储水的目的是什么？

5.滤取含DNA的黏稠物：过滤；

思考题7：这次过滤与上次过滤的目的一样吗？为什么？

6.将DNA的黏稠物再溶解：加入2moi/L的氯化钠溶液，搅拌，使DNA呈溶解状态;

7.过滤含有DNA的氯化钠溶液：过滤；

思考题8：这一步骤的目的是什么？

思考题9：为什么反复地溶解与析出DNA,能够去除杂质？

8.提取含杂质较少的DNA：加入冷却的95%的酒精，搅拌;

思考题10：这一步骤的目的是什么？

思考题11：为什么加入的酒精需要冷却的？

9.DNA的鉴定：取两支试管，各加入0.015mol/L的氯化钠溶液5mL,一支加入提取的DNA,

两支各加入4mL的二苯胺试剂。混合均匀后置于沸水中加热。

思考题12：为什么要设置对照组？实验中能观察到什么现象？

五、课堂练习：

1.为了便于提取鸡血细胞中的DNA,下列所采取的措施中，最恰当的是：向经抗凝剂处理

的鸡血液加入（）

A.蒸储水B.ATP

C.0.3g/nL的蔗螭夜D.二氧化碳

2.下列不适宜作为DNA提取的实验材料是（）

A.鸡血细胞B.蛙的红细胞C.人的成熟红细胞D.菜花

3.用过滤的方法得到细胞中的氯化钠溶液后，还要用酒精处理，可以得到较纯化的DNA.这

是因为：（）

A.DNA易溶于酒精，而滤液中某些杂质不易溶于酒精

B.DNA不易溶于酒精，而滤.液中某些杂质易溶于酒精

C.DNA和滤液中其他成分更易溶于酒精

D.DNA和滤液中其他成分都不溶于酒精

4.（多选）下表是关于DNA粗提取与鉴定实验中所使用的材料、操作.及其作用的表述，正

确的是：.

（）

试剂操作作用

A柠檬酸钠溶液与鸡血混合防止血液凝固

B蒸储水与鸡血细胞混.合保持细胞形状

C蒸播水加入到溶解有DNA的NaCl中析出DNA丝状物

D冷却的酒精加入到过滤后DNA的NaCl中产生特定的颜色反应

5.在进行DNA粗提取实验时，为得到含DNA的黏稠物，某同学进行了如下操作:

①在新鲜鸡血中加入适量的柠檬酸，经离心后，除去血浆留下血细胞备用。

②取5—10ml血细胞放入50ml的塑料烧杯中，并立即注入20ml0.015moi/L的氯化

钠溶液，快速搅拌5分钟后经滤纸过滤，取得其滤液。

③滤液中加入40ml2mol/L的氯化钠溶液，并用玻璃棒沿一个方向快速搅拌1分钟。

④上述溶液中缓缓加入蒸储水，同时用玻璃棒沿一个方向不停地轻轻搅拌，直到溶液

中出现丝状物为止，再进行过滤而得到含DNA的黏稠物。

实验结果是：所得到的含DNA的黏稠物极少，导致下一步试验无法进行。

（1）指出并改正上述实验操作中的错误：

（2）要进一步提取DNA时，需加入冷却的酒精，其作用是和o

（3）能否用牛血或牛肝代替鸡血做实验？为什么？

▲溶解度

6.在DNA粗提取与鉴定的实验中，选择适当浓度

的NaCl溶液就能充分溶解DNA而使杂质沉淀，

(10.14mol/LNaCl溶液

或析出DNA过滤去除溶液中的可溶性杂质。请

在右图中作出DNA在NaCl溶液中的溶解度曲线。

参考答案

思考题：

思考题1、DNA在氯化钠溶液中的溶解度，随着氯化钠的浓度的变化而改变的。当氯化钠

的物质的量浓度为0.14mol/L时，DNA的溶解度最低。利用这一原理，可以使溶解在氯化

钠溶液中的DNA析出；

思考题2、DNA不溶于酒精，但细胞中的某些蛋白质则溶于酒精，利用这一原理，可以将

DNA与蛋白质进一步地分离。

思考题3、DNA遇二苯胺（沸水浴）被染成蓝色，所以可.用二苯胺作鉴定。

思考题4、不能。因为哺乳动物成熟的红细胞中无细胞核，仅靠白细胞和淋巴细胞中的少数

DNA,在实验中很难提取到。

思考题5、加速了鸡血细胞的破裂（细胞膜和核膜的破裂），从而释放出DNA；蒸储水对于鸡

血细胞来说是一种低渗液体，水分可以大量进入血细胞内，使血细胞胀裂。

思考题6、使氯化钠溶液浓度接近0.14mol/L,使DNA最大限度地析出。

思考题7、不一样；这次过滤是为了去除不溶于氯化钠溶液的杂质，而上次过滤是为了去除

破裂的细胞膜等物质。

思考题8、除去含有DNA滤液中的杂质；

思考题9、用高盐浓度的溶液溶解DNA,能除去在高盐中不能溶解的杂质；用低盐浓度使DNA

析出，能除去溶解在低盐溶液中的杂质。因此，通过反复溶解与析出DNA,就能

够除去与DNA溶解度不同的多种杂质。

思考题10、去除溶于酒精的杂质；

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

低温有利于增加DNA分子柔韧性，减少断裂。

思考题12、确定二苯胺不与氯化钠发生颜色反应；实验组试管中可看到溶液变蓝色。

课堂练习：

1.A2.C3.B4.AC

5.（1）②中“20ml0.015mol/L的氯化钠溶液”错误，应改为“20ml蒸储水”

②中“经滤纸过滤”错误，应改为“经纱布过滤”

④中“直到溶液中出现丝状物为止”错误，应改为“直到溶液中丝状物不再增加时为止”

（2）凝集DNA溶解其他细胞物质（3）不能哺乳动物的红细胞无DNA

6.

一、实验目的：

初步掌握DNA的粗提取和鉴定的方法。.

二、实验原理：

1.DNA的溶解性：

思考题1：DNA在氯化钠溶液中的溶解度有什么特点？对此有什么应用？

思考题2：利用什么原理来将DNA与蛋白质分离开?

2.DNA对酶、高温和洗涤剂的耐受性：蛋白酶能水解，但对没有影响

大多数蛋白质不能忍受℃的高温，，而DNA在—℃以上才会变性。能够瓦

细胞膜，但对DNA没有影响

3.细胞在中易吸水而导致细胞膜和细胞核膜的破裂，据此可得到含有核DNA的溶液。

4.DNA的鉴定：

思考题3：依据什么原理来鉴定DNA?

三、实验材料：鸡血细胞液

思考题4：生活在牧区的人们，采集牛、羊和马血比较方便，他们能否选用牛、羊、马血做

实验材料？为什么？

四、实验步骤：

1.制备鸡血细胞液：在鸡血中加入质量浓度为0.Ig/mL的溶液，离心处理;

2.提取鸡血细胞的细胞核物质：向鸡血细胞液中加入蒸储水，搅拌、过滤；

思考题5：加入蒸储水的目的是什么？为什么能达到此目的？

3.溶解细胞核内的DNA：加入2moi/L的氯化钠溶液，搅拌，使DNA呈溶解状态;

4.析出含DNA的黏稠物：加入蒸储水，用玻璃棒搅拌；

思考题6：此时加入蒸储水的目的是什么?

5.滤取含DNA的黏稠物：过滤;

思考题7：这次过滤与上次过滤的目的一样吗？为什么？

6,将DNA的黏稠物再溶解：加入2mol/L的氯化钠溶液，搅拌，使DNA呈溶解状态;

7.过滤含有DNA的氯化钠溶液：过滤；

思考题8：这一步骤的目的是什么？

思考题9：为什么反复地溶解与析出DNA,能够去除杂质？

8.提取含杂质较少的DNA：加入冷却的95%的酒精，搅拌;

思考题10：这■步骤的目的是什么？

思考题11：为什么加入的酒精需要冷却的？

9.DNA的鉴定：取两支试管，各加入0.015mol/L的氯化钠溶液5mL,一支加入提取的DNA

两支各加入4mL的二苯胺试剂。混合均匀后置于沸水中加热。

思考题12：为什么要.设置对照组？实验中能观察到什么现象？

五、课堂练习：

1.为了便于提取鸡血细胞中的DNA,下列所采取的措施中，最恰当的是：向经抗凝剂处理

的鸡血液加入（）

A.蒸播水B.ATP

C.0.3g/n£的蔗属磁D.二氧化碳

2.下列不适宜作为DNA提取的实验材料是（）

A.鸡血细胞B.蛙的红细胞

C.人的成熟红细胞D.菜花

3.用过滤的方法得到细胞中的氯化钠溶液后，还要用酒精处理，可以得到较纯化的DNA.这

是因为：（.）

A.DNA易溶于酒精，而滤液中某些杂质不易溶于酒精

B.DNA不易溶于酒精，而滤液中某些杂质易溶于酒精

C.DNA和滤液中其他成分更易溶于酒精

D.DNA和滤液中其他成分都不溶于酒精

4.(多选)下表是关于DNA粗提取与鉴定实验中所使用的材料、操作及其作用的表述，正

确的是：.

试剂操作作用

A柠檬酸钠溶液与鸡血混合防止血液凝固

B蒸像水与鸡血细胞混合保持细胞形状

C蒸播水加入到溶解有DNA的NaCl中析出DNA丝状物

D冷却的酒精加入到过滤后DNA的NaCl中产生特定的颜色反应

5.在进行DNA粗提取实验时，为得到含DNA的黏稠物，某同学进行了如下操作:

⑤在新鲜鸡血中加入适量的柠檬酸，经离心后，除去血浆留下血细胞备用。

⑥取5—10ml血细胞放入50ml的塑料烧杯中，并立即注入20ml0.015mol/L的氯化

钠溶液，快速搅拌5分钟后经滤纸过滤，取得其滤液。

⑦滤液中加入40ml2mol/L的氯化钠溶液，并用玻璃棒沿一个方向快速搅拌1分钟。

⑧上述溶液中缓缓加入蒸储水，同时用玻璃棒沿一个方向不停地轻轻搅拌，直到溶液

中出现丝状物为止，再进行过滤而得到含DNA的黏稠物。

实验结果是：所得到的含DNA的黏稠物极少，导致下一步试验无法进行。

(1)指出并改正上述实验操作中的错误：

(2)要进一步提取DNA时，需加入冷却的酒精，其作用是和。

(3)能否用牛血或牛肝代替鸡血做实验？为什么？:

6.在DNA粗提取与鉴定的实验中，选择适当浓度

▲溶解度

的NaCl溶液就能充分溶解DNA而使杂质沉淀，

或析出DNA过滤去除溶液中的可溶性杂质。请

在右图中作出DNA在NaCl溶液中的溶解度曲线。

参考答案-----------i---------------------►

00.14mol/LNaCl溶液

思考题：

思考题1、DNA在氯化钠溶液中的溶解度，随着氯化钠的浓度的变化而改变的。当氯化钠

的物质的量浓度为0.14mol/L时，DNA的溶解度最低。利用这一原理，可以使溶解在氯化

钠溶液中的DNA析出；

思考题2、DNA不溶于酒精，但细胞中的某些蛋白质则溶于酒精，利用这一原理，可以将

D.NA与蛋白质进一步地分离。

思考题3、DNA遇二苯胺（沸水浴）被染成蓝色，所以可用二苯胺作鉴定。

思考题4、不能。因为哺乳动物成熟的红细胞中无细胞核，仅靠白细胞和淋巴细胞中的少数

DNA,在实验中很难提取到。

思考题5、加速了鸡血细一胞的破裂（细胞膜和核膜的破裂），从而释放出DNA；蒸储水对于鸡

血细胞来说是一种低渗液体，水分可以大量进入血细胞内，使血细胞胀裂。

思考题6、使氯化钠溶液浓度接近0.14mol/L,使DNA最大限度地析出。

思考题7、不一样；这次过滤是为了去除不溶于氯化钠溶液的杂质，而上次过滤是为了去除

破裂的细胞膜等物质。

思考题8、除去含有DNA滤液中的杂质；

思考题9、用高盐浓度的溶液溶解DNA,能除去在高盐中不能溶解的杂质；用低盐浓度使DNA

析出，能除去溶解在低盐溶液中的杂质。因此，通过反复溶解与析出DNA,就能

够除去与DNA溶解度不同的多种杂质。

思考题10、去除溶于酒精的杂质；

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

低温有利于增加DNA分子柔韧性，减少断裂。

思考题12、确定二苯胺不与氯化钠发生颜色反应；实验组试管中可看到溶液变蓝色。

课堂练习：

1.A2.C3.B4.AC

5.（1）②中“20ml0.015mol/L的氯化钠溶液”错误，应改为“20ml蒸储水”

②中“经滤纸过滤”错误，应改为“经纱布过滤”

④中“直到溶液中出现丝状物为止”错误，应改为“直到溶液中丝状物不再增加时为止”

（2）凝集DNA溶解其他细胞物质（3）不能哺乳动物的红细胞无DNA

6.

▲溶解度

教学目标：

1、知识与能力目标

理解DNA的理化特性及根据其理化特性而提取和鉴定的原理,初步掌握DNA的粗提取和鉴定

方法，理解相关溶液的作用机理，培养学生的分析能力，通过实验使学生能够简述科学探究

的基本过程。

2、情感态度与价值目标

通过探索培养科学的怀疑精神和创新精神；通过实验结果，学生树立生命物质性的观点。

教学重点：提取DNA的相关原理和步骤

教学难点：提取DNA的相关原理和步骤

教学过程：

开门见山：

讲解本实验的目的是提取DNA和DNA的鉴定，其中提取DNA是本实验的重点和难点。

提出问题：“DNA主要存在于什么结构上？”“如何提取DNA?”“选什么材料好？”

达成共识：

1、造适宜材料：选动物细胞，易打破细胞结构

2、破坏细胞膜、核膜结构，得核物质。

3、将DNA与蛋白质等物质分开，得DNA

4、去掉DNA中杂质，提纯DNA。

探究实验原理：

屏幕展示表格1

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

DNA

蛋白质

表格2

DNA蛋白质杂质

95%酒精

不同浓度的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最大最小变大

蛋白质解聚最大变小

填表2：

DNA蛋白质杂质

95%酒精不溶可溶可溶

通过对实验原理的预习，表格的比较，使学.生明确了各溶液的用途，保证理解实验。

请学生代表简述DNA提取实验步骤

投影展示实验设计思路：

鸡血细胞液①aDNA释放②bDNA与蛋白质的分离③cDNA析出④dDNA浓缩（提纯）

获得鸡血细胞核物质：提核物质一溶解一析出一溶解一析出

实验步骤：

方法步骤加入物质目的

1.制备鸡血细胞柠檬酸钠溶液①

2.提取鸡血细胞的细胞核物20mL蒸修水②

质

3.溶解细胞核内的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.将DNA的黏稠物再溶解2mol/L的NaCl溶液20mL⑥

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

8.提取含有杂质较少的DNA冷却的95%的酒精50mL⑧

9.DNA的鉴定A：(1)向试管中加入0.015mol/L的NaCl⑨

溶液5mL

(2)加入DNA

(3)加入4mL二苯胺试剂

B：(1)向试管中加入0.015mol/L的NaCl

溶液5mL

(2)加入4mL二苯胺试剂

引导学生讨论、回忆并回答目的①~⑨。

①防止血凝。

②加速血细胞破裂。

③溶解DNAo

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

⑤使含DNA的黏稠物被留在纱布上。

⑥使含DNA的黏稠物尽可能多地溶于溶液中。

⑦除去含DNA的滤液中的杂质。

⑧提取DNAo

@A：出现蓝色。B：无变化

讨论与结论：

投影给出如下讨论提纲，供学生讨论。

(1)DNA粗提取过程中的关键是哪几步？

(2)提取鸡血中的DNA时，为什么要除去血液中的上清液？

(3)DNA的直径约为2nm,实验中出现的丝状物的粗细是否表示一个DNA分子直径的大小？

学生分组进行讨论并发表讨论结果。教师对讨论进行全程指导，并与学生一起归纳总结。

(1)a.提取鸡血细胞的核物质。应用低渗原理和机械搅拌，可得到最大量的DNA。

b.析出DNA黏稠物。加蒸储水要慢，搅拌要轻。

c.沉淀DNA时，必须用冷酒精。

(2)提取DNA,去除杂质是关键。由于上清液是血液中的血浆部分，不含DNA,所以要除去

(含蛋白质)。

(3)实验中出现的丝状物是肉眼可以观察到的，这种丝状物的直径要比DNA分子的直径2nm

大许多倍，所以实验中出现的丝状物并不表示一个DNA分子一的直径。

实验结论：细胞中有DNA,DNA遇二苯胺试剂在沸水浴中变蓝色。

教学目标巩固

1.实验中步骤1和步骤3都需要加入蒸储水，两次加入的作用相同吗？为什么？

2.实验中NaCl的物质的量浓度为2mol/L和0.14mol/L对DNA有何影响？

3.DNA遇二苯胺(沸水浴)会染成A.