重组DNA技术的基本工具（课件精讲）-高二生物课件精讲习题精练（人教版2019选择性必修3）

第1节重组DNA技术的基本工具第三章基因工程学习目标核心素养1.概述基因工程是在遗传学、微生物学、生物化学和分子生物学等学科基础上发展而来的。2．阐明DNA重组技术的实现需要利用限制性内切核酸酶、DNA连接酶和载体三种基本工具。1.科学思维：模拟重组DNA分子的操作过程，说出合成新DNA分子的基本原理。2．社会责任：关注基因工程的社会议题，参与讨论基础理论和技术发展如何催生基因工程。DNA的粗提取与鉴定探究和实践探究·实践·DNA的粗提取与鉴定一、提取生物大分子的基本思路：

选用一定的物理或化学方法，分离具有不同物理或化学性质的生物大分子。

实验设计思路：DNA、RNA、蛋白质和脂质等在物理和化学性质方面存在差异，可以利用这些差异，选用适当的物理或化学方法去除其他成分，对DNA进行提取。探究·实践·DNA的粗提取与鉴定1.提取原理（1）DNA不溶于酒精，但某些蛋白质溶于酒精。（2）DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同，能溶于2mol/LNaCl溶液。00.14NaCI浓度（mol/L）DNA溶解度二、提取生物大分子的提取原理与鉴定原理2.鉴定原理

在一定温度下（沸水浴），DNA遇二苯胺试剂会呈现蓝色，因此二苯胺试剂可以作为鉴定DNA的试剂。

DNA+二苯胺沸水浴蓝色探究·实践·DNA的粗提取与鉴定三、实验材料的选取：

不同生物的组织中DNA含量不同。在选取材料时，应本着DNA含量高、材料易得、便于提取的原则。你认为如下提供的材料中哪些不适合提取DNA？为什么？

供选材料：新鲜洋葱（16）、香蕉、菠菜（12）、菜花、、猕猴桃（58）；猪肝（38）、鱼卵、鸡血（78）、哺乳动物的成熟红细胞；在液体培养基中培养的大肠杆菌（1）（括号内为染色体条数）原则上，凡是含有DNA的生物材料都可以考虑;选用DNA含量相对较高的生物组织，成功的可能性更大。(1)研磨液:含有NaCl、EDTA、SDS、Tris和HCl(2)体积分数为95%的酒精:析出DNA(3)2mol/L的NaCl溶液:溶解DNA(4)二苯胺试剂:鉴定DNA，要现配现用(5)蒸馏水

探究·实践·DNA的粗提取与鉴定试剂探究·实践·DNA的粗提取与鉴定四、方法步骤：1.取材、研磨:称取30g洋葱，切碎，然后放入研钵中，倒入10mL

研磨液，充分研磨。(1)研磨的目的

破碎细胞，使核物质容易溶解在研磨液中(2)研磨时间不宜太长

防止研磨时产生的热量影响DNA的提取量(3)有条件的可以在材料处理的过程中加入纤维素酶、果胶酶

研磨效果好（有利于充分研磨）(4)研磨不宜太用力探究·实践·DNA的粗提取与鉴定2.过滤或离心取上清液：在漏斗中垫上纱布，将洋葱研磨液过滤到烧杯中，在4℃冰箱中放置几分钟后，再取上清液。也可直接将研磨液倒入塑料离心管中，1500r/min的转速下离心5min，再取上清液放入烧杯中。①上清液中除DNA之外，可能含有哪些杂质？

可能含有核蛋白、多糖等杂质②低温放置几分钟的作用

可抑制核酸水解酶的活性，进而抑制DNA降解；抑制DNA分子运动，使DNA易形成沉淀析出；低温有利于增加DNA的柔韧性，减少其断裂；四、方法步骤：探究·实践·DNA的粗提取与鉴定3.预冷酒精析出DNA或离心收集沉淀中的DNA

在上清液中加入体积相等的、预冷的酒精溶液(体积分数为95%)，静置2-3min，溶液中出现的白色丝状物就是粗提取的DNA。用玻璃棒沿一个方向搅拌，卷起丝状物，并用滤纸吸去上面的水分；或将溶液倒入塑料离心管中，在10000r/min的转速下离心5min，弃上清液，将管底的沉淀物(粗提取的DNA)晾干。(1)搅拌时应轻缓、并沿一个方向减少DNA断裂，以便获得较完整的DNA分子(2)酒精预冷的作用:同“低温放置的作用”四、方法步骤：探究·实践·DNA的粗提取与鉴定4.NaCl溶液溶解DNA并鉴定

取两支20mL的试管，各加入2mol/L的NaCl溶液5mL。将丝状物或沉淀物溶于其中一支试管的NaCI溶液中。向两支试管中各加入4mL的二苯胺试剂。混合均匀后，将试管置于沸水中加热5min。待试管冷却后，比较两支试管中溶液颜色的变化。溶液蓝色的深浅与溶液中DNA的含量的多少有关加入2mol/L氯化钠溶液不加入丝状物加入4ml二苯胺试剂加入2mol/L氯化钠溶液加入丝状物加入4ml二苯胺试剂实验组对照组水浴加热四、方法步骤：1.你提取出白色丝状物或沉淀物了吗？用二苯胺试剂鉴定的结果如何？结果分析与评价

观察提取的DNA的颜色，如果不是白色丝状物，说明DNA中的杂质较多。二苯胺试剂鉴定呈现蓝色说明实验基本成功；如果不呈现蓝色，可能的原因有所提取的DNA含量低，或者在实验操作过程中出现了失误等。

本实验粗提取的DNA可能仍然含有核蛋白、多糖等杂质。

本实验可以采取分组的方式进行。可以选取不同的实验材料；也可以查阅资料了解其他提取DNA的方法，对同种材料采用不同的方法。最后从多方面比较实验结果，如DNA的纯度、DNA的颜色、二苯胺试剂显色的深浅等，看看哪种实验材料、哪种提取方法的效果更好。2.你能分析出粗提取的DNA中可能含有哪些杂质吗？3.与其他同学提取的DNA进行比较，看看实验结果有何不同，分析产生差异的原因。思考：如果选用鸡血细胞进行实验，如何快速破碎细胞？将鸡血细胞置于蒸馏水中，待细胞涨破后，收集滤液。利用蛋白酶分解杂质蛋白，不分解DNA，有利于DNA与蛋白质分开。

进一步纯化DNA——用高盐浓度的溶液溶解DNA，能除去在高盐溶液中不能溶解的杂质；用低盐溶液使DNA析出，能除去溶解在低盐溶液中的杂质。因此，通过反复溶解与析出DNA，就能够除去与DNA溶解度不同的多种杂质。有时会在DNA滤液中添加嫩肉粉（木瓜蛋白酶），这样有什么好处？有时还会反复利用不同浓度的NaCl溶液来溶解、析出DNA，试猜想该操作的目的？进一步探究

实验室提取纯度较高的DNA的方法有不少。例如，可以先添加质量分数为25%的SDS溶液，使蛋白质变性后与DNA分开；随后，加入氯仿—异丙醇混合液(体积比为24：1)，通过离心将蛋白质及其他杂质除去，取上清液；可重复上述操作几次，直至上清液变成透明的黏稠液体。此外由于苯酚可以迅速使蛋白质变性，抑制核酸酶的活性，因此还可以先用苯酚处理，然后离心分层，这时DNA溶于上层水相，蛋白质变性后存在于酚层中，用吸管、微量移液器等实验用具就可以将两者分开。刑侦破案拓展：DNA提取的应用基因组测序插入人胰岛