人教版选修1 专题5 课题1 DNA的粗提取与鉴定 学案.doc

一、基础知识1提取dna的方法和原理(1)提取生物大分子的思路：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。(2)dna粗提取方法：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，提取dna，去除其他成分。2dna的性质(1)dna的溶解性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，利用这一特点，选择适当的盐浓度就能使dna充分溶解，而使杂质沉淀，或者相反，以达到分离目的。dna不溶于酒精溶液，但是细胞中的某些蛋白质溶于酒精。(2)dna的耐受性蛋白酶能水解蛋白质，但是对 dna没有影响。大多数蛋白质不能忍受 6080 的高温，而dna在80 以上才会变性。洗涤剂能够瓦解细胞膜，但对dna没有影响。(3)dna的鉴定dna二苯胺蓝色。二、实验设计1实验材料的选取：选用 dna含量相对较高的生物组织。2破碎细胞，获取含dna的滤液(1)动物细胞的破碎(以鸡血为例)：在鸡血细胞液中加入一定量的蒸馏水，同时用玻璃棒搅拌，过滤后收集滤液即可。(2)植物细胞的破碎(以洋葱为例)：先将洋葱切碎，然后加入一定的洗涤剂和食盐，进行充分地搅拌和研磨，过滤后收集研磨液。3去除滤液中的杂质方案一方案二方案三利用dna在不同浓度的nacl溶液中溶解度的不同，通过控制nacl溶液的浓度去除杂质直接在滤液中加入嫩肉粉，反应1015 min，嫩肉粉中的木瓜蛋白酶能够分解蛋白质将滤液放在6075_的恒温水浴箱中保温1015 min，注意严格控制温度范围4.dna的折出：利用dna不溶于酒精溶液这一原理，可从溶液中析出较纯净的dna，此时dna的状态为白色丝状物。5dna的鉴定：将白色丝状物溶解于5 ml物质的量浓度为 2 mol/l的nacl溶液中，再加入4 ml的二苯胺试剂，沸水中加热5 min，冷却后观察溶液的颜色，同时设置不含dna的nacl溶液作为对照实验。三、操作提示1以血液为实验材料时，每100 ml血液中需要加入3 g柠檬酸钠，防止血液凝固。2加入洗涤剂后，动作要轻缓、柔和，否则容易产生大量的泡沫，不利于后续步骤的操作。加入酒精和用玻璃棒搅拌时，动作要轻缓，以免加剧dna分子的断裂，导致dna分子不能形成絮状沉淀。3鉴定dna用的染色剂二苯胺试剂要现配现用，否则会影响鉴定的效果。共研探究dna主要分布于细胞核中，要将dna分离出来，必须利用dna的性质将dna与其他细胞成分分开。1dna的溶解性(1)dna在nacl溶液中的溶解度如图所示，当nacl溶液浓度低于0.14 mol/l时，dna的溶解度随nacl溶液浓度的增加而逐渐降低；当nacl溶液浓度等于0.14 mol/l 时，dna的溶解度最小；当nacl溶液浓度继续增加时，dna的溶解度又逐渐增大。 (2)在酒精中的溶解度：dna不溶于酒精，而细胞中的某些蛋白质溶于酒精，利用这一原理，可以将dna与蛋白质进一步地分离。2提取dna的方法(1)利用溶解性提取dnanacl溶液酒精(体积分数为95%的冷酒精)dna 不溶蛋白质nacl溶液物质的量浓度从2 mol/l逐渐稀释的过程中，蛋白质溶解度逐渐增大某些蛋白质可溶(2)利用耐受性提取dnadna蛋白质蛋白酶没影响水解高温80 以上才会变性6080 会变性洗涤剂没影响瓦解细胞膜3.dna的鉴定：在沸水浴的条件下，dna遇二苯胺呈现蓝色，可用来鉴定dna。总结升华dna的相关性质dna在不同浓度的nacl溶液中的溶解性2 mol/l溶解0.14 mol/l析出在酒精溶液中的溶解性析出对高温的耐受性80 以上才会变性对蛋白酶的耐受性无影响鉴定方法与二苯胺在沸水浴条件下反应呈蓝色【易错易混】根据dna的溶解性判断dna的去向(1)dna在2 mol/l的nacl溶液中溶解，过滤后要保留滤液。(2)dna在0.14 mol/l的nacl溶液中析出，过滤后要保留黏稠物，舍弃滤液。(3)dna在酒精溶液中析出，用玻璃棒卷起丝状物即可，不用过滤。对点演练1在“dna的粗提取与鉴定”实验中，实验原理是dna在不同浓度的nacl溶液中的溶解度不同，据图分析，下列叙述正确的是() aa点浓度最适合析出dnabb点浓度最适合析出dnacc点浓度最适合析出dnadd点浓度最适合析出dna解析：选b从题图可以看出，dna在浓度为0.14 mol/l的nacl溶液中的溶解度最小，因此b点浓度最适合析出dna。共研探究我们可以利用dna的理化特性从生物材料中提取dna并进行鉴定。1实验材料的选取及处理方法(1)一般选取鸡血来提取dna，鸡血中血细胞含量高，dna含量丰富，材料易得，细胞易吸水涨破。(2)可以选用植物材料如洋葱等，只是破碎细胞比较麻烦。先将洋葱切碎，然后加入一定的洗涤剂和食盐，进行充分搅拌和研磨，过滤后收集研磨液。2dna的粗提取与鉴定的实验过程步骤操作方法原理制备鸡血细胞液取0.3 g/ml的柠檬酸钠溶液10 ml，与100 ml新鲜的鸡血混匀，然后静置一天或离心机离心约23 min，除去上清液防止血液凝固，使血细胞与血浆分离提取细胞核物质取20 ml蒸馏水与510 ml的鸡血细胞液混合并充分搅拌，然后用34层纱布过滤，取滤液于烧杯中使细胞过度吸水而破裂溶解dna取2 mol/l的nacl溶液40 ml与上述滤液混合后，用玻璃棒沿一个方向搅拌1 mindna在高浓度nacl溶液中溶解度较大析出dna并过滤沿烧杯内壁慢慢加入蒸馏水并轻轻搅拌，至白色丝状黏稠物不再增加时停止加水，然后用多层纱布过滤dna的溶解度随nacl溶液浓度的降低而降低dna的再溶解用镊子夹取纱布上的黏稠物放入20 ml浓度为2 mol/l的nacl溶液中，搅拌至完全溶解，然后用两层纱布过滤，取其滤液放入小烧杯中dna在高浓度nacl溶液中溶解度较大提取较纯净的dna取体积分数为95%的冷却酒精溶液50 ml，与滤液混合搅拌，待出现丝状物时用玻璃棒将其卷起dna不溶于酒精，出现沉淀dna的鉴定取两支20 ml的试管，各加入物质的量浓度为2 mol/l的nacl溶液5 ml，将丝状物放入其中一支试管中，用玻璃棒搅拌，使丝状物溶解。然后，向两支试管中各加入4 ml的二苯胺试剂，混合均匀后，将试管置于沸水中加热5 min，待试管冷却后，观察并比较两支试管中溶液颜色的变化dna遇二苯胺(沸水浴)会被染成蓝色3.根据dna粗提取与鉴定的实验过程，回答下列问题(1)提取洋葱dna时，洗涤剂的作用：溶解细胞膜，有利于dna的释放；食盐的作用：有利于 dna的溶解。(2)研磨要充分，否则细胞核内的dna释放不完全，提取的dna量少，影响实验结果。(3)反复地溶解与析出dna，目的是除去与dna溶解度不同的多种杂质。总结升华1实验中两次加入蒸馏水的目的(1)第一次在步骤“提取细胞核物质”中，目的是使鸡血细胞吸水涨破，加水后必须充分搅拌，且不少于5 min，使鸡血细胞充分吸水涨破。(2)第二次在步骤“析出dna并过滤”中，目的是为了稀释nacl溶液，使dna逐渐析出。2实验中三次加nacl溶液的目的(1)在步骤“溶解dna”中，加入nacl溶液后必须充分搅拌，加速染色质中dna与蛋白质分离，使dna充分游离并溶解在nacl溶液中。(2)在步骤“dna的再溶解”中，加入nacl溶液的目的是使dna溶解，同时除去部分杂质。(3)在步骤“dna的鉴定”中加nacl溶液的目的是溶解dna。3实验中三次过滤的目的序号过滤液过滤后过滤目的纱布上滤液中第一次加蒸馏水的细胞滤液细胞膜、核膜、糖类、蛋白质等含杂质的dna去除细胞膜、核膜等杂质第二次浓度为0.14 mol/l的nacl 溶液dna溶于0.14 mol/l nacl溶液的杂质去除溶于0.14 mol/l nacl溶液的杂质第三次溶有dna的浓度为2 mol/l的nacl溶液不溶于2 mol/l nacl溶液的杂质含杂质较少的dna去除不溶于2 mol/l nacl溶液的杂质4.鉴定dna的其他方法(1)紫外灯照射法：用蒸馏水配制质量分数为0.05%的溴化乙锭(eb)溶液，将玻璃棒上缠绕的白色絮状物抹到蜡纸上，再滴1滴eb溶液染色。将蜡纸放在紫外灯(260 nm)下照射(暗室中)，可呈现橙红色的荧光(dna的紫外吸收高峰在260 nm处)。(2)电泳法：此方法适合鉴定纯度较高的dna。【易错易混】dna粗提取与鉴定实验的注意事项(1)若选取肝脏细胞或植物细胞，不能直接用蒸馏水和甲苯处理，因为肝组织含较多蛋白质纤维，植物组织有胞间连丝和细胞壁，应先充分研磨。(2)过滤含dna的黏稠物时不能用滤纸代替纱布，否则会因dna被吸附到滤纸上，而导致dna大量损失。(3)用玻璃棒搅拌时，动作要缓慢且沿同一方向进行，防止dna被破坏。(4)盛放鸡血细胞液的容器最好是塑料器具，因为dna易被玻璃制品吸附，影响最终的dna提取量。提取dna用于鉴定时，可用玻璃棒将dna卷出。对点演练2下列关于“dna粗提取与鉴定”实验的叙述，正确的是()a洗涤剂能瓦解细胞膜并增加dna在nacl溶液中的溶解度b将dna丝状物放入二苯胺试剂中沸水浴后冷却变蓝c常温下菜花匀浆中有些酶类会影响dna的提取d用玻璃棒缓慢搅拌滤液会导致dna获得量减少解析：选c提取植物细胞中dna时加入洗涤剂可瓦解植物细胞膜，利于dna的释放，但不能增加dna在nacl溶液中的溶解度；含dna的丝状物应先溶解在物质的量浓度为2 mol/l的nacl溶液中，再加入二苯胺试剂在沸水浴条件下检测；菜花匀浆中含有dna水解酶，常温下其活性较高，可催化dna水解，从而影响dna的提取；用玻璃棒缓慢搅拌滤液不会使dna分子断裂，因此不会导致dna的获得量减少。1在混合物中提取dna的基本思路是()a根据各种大分子的理化性质的差异b根据各种大分子的理化性质的共性c根据各种大分子在细胞内的功能d根据各种大分子的结构和在细胞内的位置解析：选a提取dna是将dna与其他物质分开，因此利用的是大分子的理化性质的差异。2dna粗提取的实验中，在破碎血细胞时，要先加入20 ml的蒸馏水，其作用是()adna溶解水中 b使血细胞破裂，释放dnac稀释血液，防止凝固 d有利于搅拌解析：选b一般用低渗溶液如蒸馏水使细胞过度吸水而破裂，从而使细胞中的dna释放出来。3向溶有dna的2 mol/l的氯化钠溶液中不断加入蒸馏水，在这个过程中dna和杂质蛋白等溶解度变化情况分别是()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：选c加入蒸馏水后，dna溶解度随着氯化钠溶液浓度的降低而减小，至0.14 mol/l时达到最小，继续加入蒸馏水，dna溶解度增大。蛋白质等杂质的溶解度随着氯化钠溶液浓度的降低而增大。4如图为“dna的粗提取与鉴定”实验的一些重要操作示意图，据图回答下列有关该实验的问题：(1)正确的操作顺序是_。(2)图中c、e步骤都加入了蒸馏水，但其目的不同，分别是_和_。(3)图中a步骤中所用酒精必须是经过_才能使用，该步骤的目的是_。(4)为鉴定a中所