3.1重组DNA技术的基本操作（第二课时）（精美课件）-高二生物（人教版2019选择性必修3）

第3章

基因工程工程第1节

重组DNA技术的基本工具（第二课时）目标010203关注基因工程的诞生和发展历程，参与讨论基础理论和技术发展如何催生基因工程。（社会责任）探究DNA的物理与化学性质，进行DNA分子的提取与鉴定。（科学思维）运用结构与功能观说明基因工程的各种工具的特点。（生命观念）学习目标限制酶DNA连接酶载体①对受体细胞无害；②有一个至多个限制酶切割位点；③有特殊的标记基因；④能自我复制或能整合到宿主DNA上。质粒、噬菌体、动植物病毒基因工程的基本工具作为载体的条件种类：磷酸二酯键来源

：主要来源于原核生物

特点：作用部位：具有专一性

结果：形成黏性末端或平末端连接部位：磷酸二酯键种类：E.coliDNA连接酶、T4DNA连接酶作用：把两条双链DNA片段拼接起来

温故知新实验原理材料用具实验步骤粗提取原理鉴定原理DNA的粗提取和鉴定探究.实验概述DNA粗提取和鉴定的原理，以及材料的选择。以小组为单位画出实验流程简图。234

1合作探究一：请同学们自主阅读教材P74-75，小组合作思考讨论完成问题。

第一次过滤后DNA在沉淀中还是上清液中？

你能分析出粗提取的DNA中可能含有哪些杂质吗？DNA的粗提取和鉴定探究.实验原理一原理二原理三思路

：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对它们进行提取DNA不溶于酒精，但某些蛋白质溶于酒精DNA能溶于物质的量浓度为2mol/L的NaCl溶液在一定温度下，DNA被二苯胺试剂染成蓝色DNA的粗提取和鉴定探究.实验一、实验原理：DNA的粗提取和鉴定探究.实验二、实验材料及用具：DNA含量相对较高的生物组织，如新鲜洋葱、香蕉、菠菜、菜花和猪肝等。1.选材：问题1:能否选用牛、羊、马、猪等哺乳动物的红细胞做实验材料？

不能选择哺乳动物成熟的红细胞，因为哺乳动物成熟的红细胞中没有细胞核和线粒体，几乎不含DNA。DNA的粗提取和鉴定探究.实验2.试剂：试剂研磨液体积分数为95%的酒精二苯胺2mol/L的NaCl溶液

蒸馏水溶解并提取DNA析出DNA溶解DNA鉴定DNA，要现配现用研磨液成分作用SDS使蛋白质变性EDTA抑制DNA酶Tris-HCl缓冲液稳定DNA二、实验材料及用具：DNA的粗提取和鉴定探究.实验三、实验步骤：研磨加酒精析出溶解与鉴定提取上清液取上清液充分研磨纱布过滤95%冷酒精离心离心丝状物沉淀物DNA的粗提取和鉴定探究.实验三、实验步骤：DNA的粗提取和鉴定探究.实验三、实验步骤：1.破碎细胞——称取

，切碎，放入研钵，倒入

，

研磨。洋葱研磨液充分问题2:如果研磨不充分会对实验结果产生怎样的影响？

研磨不充分，会使DNA分子不能从细胞核中释放出来，从而使研磨液中的DNA含量较低，影响最终提取的DNA量。DNA的粗提取和鉴定探究.实验三、实验步骤：2.去除杂质——在漏斗中垫上

过滤研磨液，4℃冰箱中静置后取

；或将研磨液倒入塑料离心管中离心，取

。纱布上清液上清液问题3:过滤能否用滤纸代替纱布？

不可以。因为DNA会被吸附到滤纸上而大量损失，影响最终提取的DNA量。问题4:此步骤获得的上清液中可能含有哪些细胞成分？可能含有DNA、RNA以及蛋白质、脂质、糖类等。DNA的粗提取和鉴定探究.实验三、实验步骤：3.DNA的粗提取——在上清液中加入体积相等的

溶液,静置2~3min，溶液中出现的

就是粗提取的DNA。预冷的酒精白色丝状物用冷却的酒精析出DNA问题5:此步骤的目的是？使蛋白质等溶解在酒精中，DNA不溶于酒精而析出。预冷的酒精的优点①可抑制核酸水解酶的活性，进而抑制DNA降解；②抑制分子运动，使DNA易形成沉淀析出；③低温有利于增加DNA分子的柔韧性，减少其断裂。DNA的粗提取和鉴定探究.实验三、实验步骤：3.DNA的粗提取——用玻璃棒沿

搅拌，卷起

，并用滤纸吸去上面的水分：或将溶液倒入塑料离心管中离心，取

晾干。一个方向沉淀物丝状物问题6:为什么要用玻璃棒沿一个方向缓慢搅拌？

避免破坏DNA用冷却的酒精析出DNADNA的粗提取和鉴定探究.实验三、实验步骤：4.DNA的鉴定——试管编号A（对照组）B（实验组）步骤12mol/L的NaC1溶液5mL步骤2不进行任何处理步骤3步骤4沸水浴加热5min实验现象实验结论加丝状物或沉淀物加4mL的二苯胺试剂DNA的粗提取和鉴定探究.实验三、实验步骤：4.DNA的鉴定——将丝状物或沉淀物溶于

溶液中，加入

试剂，混合均匀后，将试管置于沸水中加热5min。二苯胺2mol/L的NaCl空白对照组：

在等体积的NaCl溶液中加入二苯胺试剂，将试管置于同等沸水浴中加热5min。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DNA的粗提取和鉴定探究.实验三、实验步骤：4.DNA的鉴定——将丝状物或沉淀物溶于

溶液中，加入

试剂，混合均匀后，将试管置于沸水中加热5min。二苯胺2mol/L的NaCl实验组对照组问题7:如何评价结果？——看提取物颜色——看与二苯胺反应颜色的深浅DNA纯度

DNA的量问题8: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。DNA的粗提取和鉴定探究.实验问题8: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。实验结果不明显的可能原因：①材料中的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。③二苯胺最好现用现配，否则二苯胺变成浅蓝色，影响鉴定效果。DNA的粗提取和鉴定探究.实验核心归纳DNA粗提取与鉴定实验成功的关键(1)破碎细胞应彻底充分。(2)对提取的含杂质较多的DNA进行提纯时，所用的酒精必须经过充分预冷后才能使用。(3)实验过程中搅拌时玻璃棒不能直插烧杯底部，并且搅拌要轻缓，并沿一个方向搅拌以便获得较完整的DNA分子。(4)由于玻璃表面带电荷，DNA易被吸附于玻璃表面，故实验中应尽量不使用或少使用玻璃器皿，这样可以提取到较多的DNA。(5)二苯胺试剂要现配现用，否则会影响鉴定的效果。拓展延伸：DNA的粗提取与鉴定

当实验试剂缺乏时，可以用家用洗洁精或洗衣粉（含有蛋白酶的表面活性剂）代替研磨液，也能达到裂解细胞膜、让蛋白质变性的目的。还可以在研磨过滤后的滤液中加入嫩肉粉（含有木瓜蛋白酶）促使蛋白质水解。拓展延伸：DNA的粗提取与鉴定①取一段长约2cm的去皮香蕉，剪碎置于玻璃杯中。②加入10mL温水，2g食盐，5滴洗洁精，充分研磨。③用双层纱布过滤研磨液，收集滤液。④向滤液中加入2g嫩肉粉，混合均匀。⑤将滤液置于55~60℃（木瓜蛋白酶作用的最适温度）的水浴中加热5～10min⑥冷却，加入等体积、预冷的体积分数为95％的酒精。⑦静置2～3min，用玻璃棒（或筷子）挑取白色絮状析出物。香蕉中DNA的粗提取实验实战训练

1.下表关于DNA粗提取与鉴定实验的表述,不正确的是 (

)选项试剂操作作用A研磨液与生物材料混合提取、溶解DNAB2mol/LNaCl溶液与提取出的DNA混合溶解DNAC冷却的酒精加入离心后的上清液中溶解DNAD二苯胺试剂加入溶解有DNA的溶液中鉴定DNA实战训练

2.下列有关“DNA的粗提取与鉴定”实验的叙述,正确的是 (

)A.新鲜猪血、菜花等动植物材料均可用于DNA的粗提取B.植物材料需先研磨破碎细胞C.DNA只能溶于2mol/L的NaCl溶液D.溶有DNA的NaCl溶液中加入二苯胺试剂后颜色呈紫色实战训练

3．下列有关生物学实验研究的叙述中，正确的是（

）A．可以用洋葱外、内表皮为材料观察植物细胞质壁分离实验，黑藻不可以做本实验材料B．制作根尖有丝分裂装片时，解离、漂洗、按压盖玻片都能更好地将细胞分散开C．观察细胞减数分裂时，可以选择动物细胞，如蝗虫的精巢，但不可以选择植物细胞D．在DNA的粗提取与鉴定实验中，体积分数95%酒精的作用是溶解某些蛋白质、析出DNA实战训练

4．关于“DNA的粗提取与鉴定”实验，下列说法错误的是（）A．粗提取的DNA中可能含有蛋白质B．过滤液沉淀过程在4℃冰箱中进行是为了防止DNA降解C．在一定温度下，DNA遇二苯胺试剂呈现蓝色D．离心研磨液是为了加速DNA的沉淀实战训练

5．下列关于“DNA的粗提取与鉴定”和“DNA片段的扩增及电泳鉴定”实验的叙述，正确的是（）A．用SDS处理材料，能使核蛋白变性并与DNA分离B．鉴定DNA时，应将丝状物直接加入到二苯胺试剂中进行沸水浴C．选用植物细胞提取DNA时，研磨后用滤纸进行过滤D．琼脂糖凝胶加样孔一端朝向电泳槽的正极实战训练

6．“DNA粗提取与鉴定”实验需要对材料进行选择、处理。为了提取出DNA相对含量较高的白色丝状物，下列对实验材料的选择和处理，正确的是（

）A．以猪成熟红细胞为实验材料时，可在滤液中加入适量的木瓜蛋白酶B．以菜花为实验材料时，在研磨过程中可加入适量的纤维素酶C．以植物叶片为实验材料时，一般使用体积分数为50%的预冷酒精提取DNAD．以香蕉为实验材料时，将研磨液在4℃的冰箱中放置几分钟后，取沉淀物进行离心实战训练

7．下列关于DNA的粗提取与鉴定实验的叙述错误的是（

）A．以洋葱为实验材料进行DNA的粗提取必须在无菌条件下进行B．DNA可溶于2mol/L的NaCl溶液C．在提取液中加入预冷的95%的酒精溶液后DNA会与蛋白质分离并析出D．溶解后的DNA遇二苯胺试剂在沸水中加热5min冷却后会呈现蓝色实战训练

8．下列有关“DNA粗提取与鉴定”实验的叙述，正确的是（）A．用蒸馏水使家兔的红细胞涨破，可获取富含DNA的滤液B．植物材料需先用洗涤剂破坏细胞壁再吸水涨破，释放DNAC．DNA不溶于95%的冷酒精，但可溶于2mol/L的NaCl溶液D．鉴定DNA时，应将丝状物直接加入到二苯胺试剂中并进行沸水浴实战训练

9．某实验小组进行“DNA的粗提取与鉴定”实验。下列有关叙述正确的是（

）A．取材时可选用鸡血、洋葱、菜花等富含DNA的材料进行实验B．破碎植物细胞时，加入洗涤剂以加速细胞壁瓦解C．DNA的释放和溶解是实验成功与否的关键，调节NaCl溶液浓度利于DNA释放D．鉴定时，需将DNA溶解在2mol/LNaCl溶液中，再加入二苯胺试剂即可出现蓝色实战训练

10．如图为鸡血细胞中DNA的粗提取和鉴定实验过程中的部分操作示意图，请据图分析，下列相关叙述中，正确的是（

）

A．该实验的正确操作顺序是③→①→②→④→⑤B．用同样方法从等体积猪血和鸡血中提取的DNA量相近C．⑤表示要鉴定步骤①中所得到的白色丝状物主要成分为DNA，可使用二苯胺试剂来鉴定，沸水浴冷却后，出现蓝色的试管组别是对照组D．步骤①的目的是初步分离DNA与蛋白质，析出并获得DNA；步骤④中在2mol/L的NaCl溶液中，DNA的溶解度较大实战训练

11．下列关于“DNA粗提取”的相关操作，错误的是（

）A．应选用DNA含量相对较高的材料，如鸡血、洋葱、菜花、香蕉、菠菜B．可利用DNA和蛋白质在不同浓度NaCl溶液中溶解度的不同，将两者分开C．研磨材料得到的滤液应在4℃冰箱中静置或离心，取沉淀进行后续操作D．向经酒精处理得到的白色丝状物中加入蛋白酶，可提高DNA的相对含量实战训练

12．下列有关“DNA的粗提取和鉴定”实验和“PCR扩增DNA片段及凝胶电泳鉴定”实验的叙述，错误的是（

）A．利用DNA不溶于酒精但某些蛋白质溶于酒精的原理可以分离DNA和蛋白质B．鉴定DNA时需使用二苯胺试剂，该试剂需现用现配，加入后置于沸水浴加热C．进行琼脂糖凝胶电泳时，长度相同的DNA片段会出现在同一位置出现条带D．利用PCR扩增4次后，得到的DNA含两种引物的DNA片段所占比例为1/8实战训练

13．下列关于“DNA的粗提取与鉴定”实验叙述，正确的是（

）A．将猪的红细胞置于清水中，红细胞涨破后DNA会释放出来B．在研磨液中加入等体积的预冷的酒精析出的丝状物即为粗提取的DNAC．将白色丝状物溶于2mol/L的NaCl溶液中，离心后弃去上清液D．提取到的丝状物直接加入二苯胺试剂中，沸水浴加热后变蓝实战训练

14．以下生物学实验的部分操作过程，正确的是（

）选项实验名称实验操作A酵母菌的纯培养倒平板后将培养基放入高压蒸汽锅内灭菌B菊花的组织培养将生长良好的愈伤组织先转接到诱导生根的培养基，长根后再转接到诱导生芽的培养基CDNA的粗提取与鉴定将丝状物放入2mol/LNaCl溶液再加二苯胺试剂，沸水浴中加热可观察到溶液变蓝DDNA片段的扩增及电泳鉴定PCR实验使用的微量离心管等在使用前不需灭菌实战训练

15．亚洲棉的突变型光籽和野生型毛籽是一对相对性状，研究发现，亚洲棉某突变体的光籽表型与8号染色体的~880kb至~903kb区间相关，研究人员根据野生型毛籽棉的该区间设计连续的重叠引物进行PCR，产物扩增结果如图所示，下列说法错误的是（

）A．上图中PCR产物的鉴定是通过琼脂糖凝胶电泳来进行的B．应在用电泳缓冲液配置琼脂糖溶液冷却后加入甲紫等染色剂C．据图分析可知，分子量较大的扩增产物与点样处的距离较小D．该突变体出现的根本原因是第4对引物对应区间发生了基因突变实战训练

16．不同生物的DNA的提取方法有所不同，DNA提取的原理和实验流程大致相同（如图所示）。下列说法错误的是（

）A．破碎细胞在冷冻下进行，可将组织材料冻裂和降低D