生物学案：专题课题DNA的粗提取与鉴定

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精课题1DNA的粗提取与鉴定问题导学一、提取DNA的思路和DNA的理化性质活动与探究11．对DNA粗提取的思路是什么?2．根据教材第54页图51DNA在NaCl溶液中的溶解度曲线，思考下列问题.（1）描述DNA在NaCl溶液中的溶解度的变化情况。(2）要使DNA溶解或析出,应如何操作？3．DNA和蛋白质在酒精中的溶解性有何特点？根据该特点如何将DNA与蛋白质进一步地分离？4．提取DNA还可以利用DNA对酶、高温的耐受性原理，利用该原理如何将DNA与蛋白质分离?5．利用颜色反应的原理可以鉴定DNA，鉴定DNA应选用哪种试剂，反应的结果是怎样的？迁移与应用1DNA在下列物质的量浓度的NaCl溶液中,溶解度最低的是（）。A．2mol/LB．0。014mol/LC．0.14mol/LD．5mol/L1．DNA粗提取的原理、方法和目的基本原理方法目的DNA在不同的物质的量浓度的NaCl溶液中的溶解度不同，在物质的量浓度为0.14mol/L的NaCl溶液中的溶解度最低溶于NaCl溶液中并稀释NaCl溶液的物质的量浓度为2mol/L时,DNA溶解，而部分蛋白质发生盐析生成沉淀，过滤可除去部分蛋白质及不溶于NaCl溶液的杂质。当NaCl溶液的物质的量浓度稀释至0.14mol/L时DNA析出，过滤可除去溶于NaCl溶液中的部分蛋白质和其他杂质DNA不被蛋白酶水解加入嫩肉粉嫩肉粉中含木瓜蛋白酶,水解蛋白质DNA不溶于酒精溶液加入冷却酒精(体积分数为95%）DNA析出，除去溶于酒精的蛋白质DNA可被二苯胺试剂染成蓝色加入二苯胺试剂并沸水浴鉴定DNA2．DNA和蛋白质在不同的物质的量浓度的NaCl溶液中的溶解度溶解规律2mol/L的NaCl溶液0。14mol/L的NaCl溶液DNA溶解析出蛋白质NaCl溶液的物质的量浓度在从2mol/L降低的过程中，溶解度逐渐增大部分发生盐析沉淀溶解二、DNA粗提取的实验步骤及注意事项活动与探究21．讨论在做DNA的粗提取与鉴定实验时，实验材料用鸡血而不用羊血的原因。2．提取鸡血细胞的核物质时,需向鸡血细胞液中加入蒸馏水,并搅拌和过滤，请分析加入蒸馏水能使鸡血细胞破裂的原因。3．提取洋葱的DNA时，需在切碎的洋葱中加入一定量的洗涤剂和食盐,并进行充分的搅拌和研磨。请思考下列问题。（1）加入洗涤剂和食盐的作用分别是什么？（2）如果研磨不充分，会对实验结果产生怎样的影响？4．最初获得的DNA滤液含有蛋白质、多糖和RNA等杂质,为了初步纯化DNA,请探究为什么反复地溶解与析出DNA，能够去除杂质？5．阅读教材提供的三种去除滤液杂质的方案，分析各自原理。名称原理方案一方案二方案三6．做DNA的鉴定实验时,需要设置对照实验：取两支试管，一支加入物质的量浓度为2mol/L的氯化钠溶液5mL，一支加入溶有DNA的物质的量浓度为2mol/L的氯化钠溶液5mL。然后两支试管各加入4mL的二苯胺试剂，混合均匀后置于沸水中加热。思考为什么要设置对照组？实验中能观察到什么现象?7．用流程图表示粗提取和鉴定DNA的步骤。迁移与应用2若选择的实验材料为植物细胞，破碎细胞时要加入一定量的洗涤剂和食盐.加入食盐的目的是(）。A．利于DNA的溶解B．分离DNA和蛋白质C．溶解细胞膜D．溶解蛋白质1．DNA粗提取实验的关键步骤（1）制备鸡血细胞液时，要在新鲜鸡血中加入抗凝剂如柠檬酸钠,使血液分层，取下层血细胞沉淀。(2）获取较多DNA的关键是向鸡血细胞液加入足量的蒸馏水，以便使细胞膜和核膜破裂，核内物质释放出来。（3）实验中共有三次过滤。过滤时使用的纱布层数与过滤的目的(是得到其滤液还是黏稠物）有关.破碎细胞,获取DNA的滤液和析出DNA并鉴定时，要用其滤液,使用1～2层纱布。去除滤液中杂质时,要用其滤出的黏稠物，使用多层纱布。（4）实验中有两次使用蒸馏水.第一次加水是在获取DNA滤液时，是为了使血细胞吸水膨胀破裂，加水后必须充分搅拌，应不少于5min，使血细胞充分破裂；第二次加蒸馏水是在去除滤液中杂质时，加水是为了稀释氯化钠溶液,使DNA逐渐析出。（5)实验中有三次加氯化钠溶液。第一次是在破碎植物细胞获取DNA滤液时，加入氯化钠溶液是为了提高DNA的溶解度。第二次和第三次都是在去除滤液中的杂质的步骤中.第二次加入氯化钠溶液,是为了调节氯化钠溶液物质的量浓度为2mol/L，过滤除去不溶的杂质。第三次加入氯化钠溶液是为了将析出的DNA丝状物溶解。（6）在DNA的析出与鉴定中，必须使用冷酒精（至少在5℃以下存放24h），并且将一份含DNA的氯化钠溶液加入到两份冷酒精中，如果悬浮在溶液中的DNA丝状物较少，可将混合液放入冰箱中再冷冻几分钟。2．实验现象不明显的原因分析（1）材料中核物质没有充分释放出来，如研磨不充分或蒸馏水的量不够。(2)加入酒精后摇动或搅拌时过猛,DNA被破坏。（3)二苯胺配制时间过长，变成浅蓝色,影响鉴定效果.(4)析出含DNA的黏稠物时,蒸馏水一次快速加入,影响实验结果.（5)实验中有多次搅拌，但是其目的及操作方法是不同的，操作时不注意区分，影响实验结果。答案：课前·预习导学【预习导引】一、1．RNA蛋白质2．（1）NaCl不同DNA杂质酒精（2)蛋白质没有影响60～80℃80℃细胞膜3．二苯胺二苯胺二、1．（1）DNA含量相对较高安全保护环境珍稀濒危生物（2）蒸馏水玻璃棒滤液洗涤剂最佳比例不同洗涤剂（3）NaCl溶液杂质嫩肉粉木瓜蛋白酶60～75℃(4）酒精静置白色丝状物玻璃棒卷起丝状物物质的量浓度为2mol/L丝状物物质的量浓度为2mol/L二苯胺试剂2．（1）柠檬酸钠(2）洗涤剂轻缓、柔和（3）酒精玻璃棒（4）现配现用预习交流：（1）提示:对真核生物而言，DNA主要存在于细胞核(染色质）中，线粒体、叶绿体中也有少量的DNA。RNA主要存在于细胞质(细胞质基质、核糖体、叶绿体、线粒体）中，细胞核中也有少量的RNA。（2）提示：哺乳动物成熟的红细胞、植物的筛管细胞等,因为它们失去了细胞核,而DNA分子主要存在于细胞核中。（3)提示：用吡罗红甲基绿的混合染色剂对细胞染色,然后用显微镜观察。绿色区域代表DNA的分布区域，红色区域代表RNA的分布区域。课堂·合作探究【问题导学】活动与探究1：1．提示：利用DNA与RNA、蛋白质和脂质等在物理和化学性质方面的差异,选用一定的物理或化学方法提取DNA,去除其他成分.2．（1）提示:在物质的量浓度为0。14mol/L的NaCl溶液中,DNA的溶解度最小,高于或低于此浓度，DNA的溶解度都增大。（2）提示：用物质的量浓度高于或低于0。14mol/L的NaCl溶液可溶解DNA，用物质的量浓度为0。14mol/L的NaCl溶液可析出DNA。3．提示：DNA不溶于酒精溶液（体积分数为95％）,某些蛋白质能溶于酒精溶液（体积分数为95%)。向溶解有DNA和蛋白质的溶液中加入冷却的酒精溶液(体积分数为95%），溶液中会出现白色丝状物即DNA。4．提示：使用蛋白酶,因为酶具有专一性,蛋白酶只水解蛋白质而不会对DNA产生影响；控制温度范围为60～80℃，因为此温度下蛋白质变性沉淀，而DNA不变性。5．提示:选用二苯胺试剂。在沸水浴的条件下，DNA遇二苯胺试剂会被染成蓝色.迁移与应用1：C解析:在物质的量浓度为0。14mol/L的NaCl溶液中，DNA溶解度最小.活动与探究2：1．提示：羊属于哺乳动物，哺乳动物的成熟红细胞没有细胞核，仅靠少量有细胞核的白细胞，不易提取到DNA。2．提示:蒸馏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,使血细胞涨破（细胞膜和核膜破裂)，从而释放出DNA。3．(1）提示：洗涤剂能瓦解细胞膜，释放出DNA；食盐有利于DNA的溶解。（2）提示:提取的DNA量少，导致看不到丝状沉淀物，用二苯胺试剂鉴定结果不明显等。4．提示：用高浓度的盐溶液溶解DNA，能除去在高盐溶液中不能溶解的杂质；用低浓度的盐溶液使DNA析出,能除去溶解在低盐溶液中的杂质。因此，通过反复地溶解与析出DNA，就能够除去与DNA溶解度不同的多种杂质。5．提示：DNA在不同物质的量浓度的NaCl溶液中溶解度不同蛋白酶分解蛋白质，而不分解DNA蛋白质和DNA的变性温度不同6．提示:设置对照实验的目的是确定二苯胺试剂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。7．提示：选取富含DNA的实验材料↓选择相应的方法破碎细胞,获取含DNA的滤液↓去除滤液中的杂质↓析出DNA并鉴定迁移与应用2：A解析：实验材料是植物细胞,需先用洗涤剂溶解细胞膜，再加入食盐利于DNA的溶解。当堂检测1．用蛋白酶对细胞核中能被碱性染料染色的物质进行处理,得到了一些细丝，这些细丝状物可能是（).A．蛋白质B．DNA和蛋白质C．RNAD．DNA答案：D解析:细胞核中能被碱性染料染色的物质是染色质,其主要成分是DNA和蛋白质,用蛋白酶处理后蛋白质被水解，剩余的物质是DNA.2．在DNA的粗提取实验过程中,两次向烧杯中加入蒸馏水的作用分别是（）。A．稀释血液、冲洗样品B．使血细胞破裂、降低NaCl溶液物质的量浓度使DNA析出C．使血细胞破裂、增大DNA溶解量D．使血细胞破裂、提取含杂质较少的DNA答案：B解析：第一次加蒸馏水的目的是使鸡血细胞吸水胀破；第二次加蒸馏水的目的是将物质的量浓度为2mol/L的NaCl溶液稀释至物质的量浓度为0。14mol/L左右，从而使DNA析出。3．在破碎鸡血细胞时，要先加入20mL的蒸馏水，其作用是()。A．使DNA溶解于水中B．使血细胞破裂，释放DNAC．稀释血液，防止凝固D．有利于搅拌答案:B解析：实验中首先要将细胞中的DNA释放出来,一般用低渗溶液如蒸馏水使细胞过度吸水而破裂，而不是采取机械破碎.4．（多选）探究用不同的洗涤剂来提取DNA会产生什么不同的效果时，不同的组别应进行的相同处理是（）。A．加入的洗涤剂类型B．加入的洗涤剂的体积C．加入的食盐用量D．实验材料的类型答案：BCD解析：本实验的自变量为洗涤剂的类型