生物选修一 DNA的粗提取与鉴定

教学设计-DNA的粗提取与鉴定教材分析DNA的粗提取与鉴定是高中生物选修一《生物技术实践》一书中专题五第1节内容。

DNA的粗提取与鉴定实验是开展分子生物学研究的基本技术，可以帮助学生初步了解分子生物学的基本实验方法，巩固课本中有关DNA的理论知识。

而DNA属于分子水平，学生对他的认识不是很直观，因此让学生亲自从细胞中提取和鉴定DNA，不但可以使学生学会有关方法技能，还可以激发学生学习生物的兴趣，加深对相关知识的认知。

教学对象高中二年级（7）班学情分析1.授课对象是普通高中学生，学生认知能力得到一定的发展，但不能很好地利用文字、图标以及数学方式等多种表达方式准确地描述生物学方面的内容。

2.日常生活中经常接触到“DNA鉴定”等名词，通过影视剧等多媒体了解DNA的用途较多，这利于教学工作的开展。

3.学生对DNA并没有实物感知，教学中一直是抽象概念或模型，这对吸引学生兴趣参与课堂有帮助。

4.授课班级为普通理科班，学生综合运用知识的能力一般，但经过磨合，小组合作能力突出。

教学目标1.知识目标1）了解提取生物大分子的基本思路和方法。

2）概述DNA的粗提取和鉴定的原理。

3）学习DNA的粗提取方法。

2.能力目标通过尝试对植物或动物组织中的DNA进行粗提取，了解DNA的物理化学性质。

3.情感、态度、价值观目标通过对DNA的粗提取的实验过程的设计及操作，锻炼科学的思维方法，培养实事求是的科学态度。

教学重点1.DNA的物理化学性质。

2.DNA粗提取和鉴定的原理和方法。

教学难点粗提取的DNA的除杂。

教学资源1.板书2.教学PPT等多媒体设备3.教材4.视频：甘肃白银事件5.导学案授课安排第一课时教学过程教学内容教学活动1.【导入】：借新闻事件“甘肃省白银市连环杀人案”，引出影视剧当中犯罪嫌疑人的确定：DNA比对技术。

抛出问题：DNA是什么样的？DNA的提取技术是整个基因工程技术基础。

基本上，不论是出于何种目的的分子生物学实验，大到被称为“人类阿波罗计划”的人类基因组计划，小到今天已经被我们熟知的亲子鉴定，DNA提取技术都是其中基础的基础。

dna的粗提取与鉴定DNA的粗提取与鉴定一、粗提取粗提取的方法是通过物理和化学方法从一个或多个生物样品中提取DNA样品，通常是为了进行DNA分子生物学分析、基因组学以及其他科学研究。

1. 用拆解液拆解细胞使用拆解液拆解细胞是最常用的粗提取DNA技术。

主要使用的拆解液有Tris-EDTA（TE buffer）、Cetyltrimethyl ammonium bromide （CTAB）、Sarkosyl（SDS）和NaOH溶液等。

各种拆解液的比例和温度可以根据每个实验的要求进行调整。

2. 用磁珠或磁性分选器抽提也可以使用磁珠或磁性分选器来抽提DNA样品。

这种方法可以从多种生物样品中提取DNA，如血清、血浆、细胞粗提物以及血液细胞等。

磁珠抽提的原理是利用磁性珠子来吸附DNA样品，而磁性分选器则是利用磁场将DNA分离出来。

磁珠抽提的优点是简单快捷，缺点是提取的DNA质量不够高。

3. 改良的拆解方式一些改良的拆解方式可以用来考察某一特定细胞类型。

这些方法包括冷冻破碎、湿热破裂、极限温度破裂和化学破裂等。

这些技术可以有效地提高蛋白质和DNA的提取效率，但缺点是需要较高的技术要求，而且操作步骤较多，比较耗时。

二、DNA的鉴定DNA的鉴定是指用特定的方法和技术，明确某个DNA样品的鉴定。

常见的DNA鉴定技术有定性分析、定量分析和活性检测等。

1. 定性分析定性分析是指对DNA样品进行定性鉴定，识别出它们是哪种DNA，以确定其基本性质。

常用的定性分析方法有紫外光检测和酶切检测等。

紫外光检测是将DNA浓度调整至1μg/ml，然后放置在紫外光228纳米的紫外灯管（UV lamp）下，通过分析紫外光吸收光谱来鉴定DNA 样品。

酶切检测是将DNA样品与特定的酶进行反应，用来分析DNA的特征。

常用的酶有限制性内切酶（restriction enzymes），例如EcoRI、BamHI、PstI和HindIII等。

2. 定量分析定量分析是指对某一DNA样品的浓度和数量进行测量，以了解其容量。

DNA的粗提取与鉴定【课堂活动】［基础回顾］一、实验原理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（如2mol/L）就能使DNA充分溶解，而使杂质沉淀，或者相反(DNA在浓度为0.14mol/L的NaCl溶液中，溶解度最小)，以达到分离目的。

此外，DNA不溶于酒精溶液，但是细胞中的某些蛋白质则溶于酒精。

利用这一原理，可以将DNA与蛋白质进一步的分离。

2．DNA对酶、高温和洗涤剂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60—80o C的高温，而DNA在80o C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的鉴定在沸水浴条件下，DNA遇二苯胺会被染成蓝色，因此二苯胺可以作为鉴定DNA的试剂。

二、实验材料的选取凡是含有DNA的生物材料都可以考虑，但是使用DNA含量相对较高的生物组织，成功的可能性更大，如鸡血（原因：DNA含量丰富，材料易得，鸡血细胞吸水易胀破）。

若用动物组织如猪肝，则需研磨。

三、过程1．破碎细胞，获取含DNA的滤液动物细胞的破碎比较容易，以鸡血细胞为例，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。

如果实验材料是植物细胞，需要先用洗涤剂溶解细胞膜。

例如，提取洋葱的DNA时，在切碎的洋葱中加入一定的洗涤剂和食盐，进行充分的搅拌和研磨，过滤后收集研磨液。

注意：①为什么加入蒸馏水能使鸡血细胞破裂？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，使血细胞胀裂，再加上搅拌的机械作用，就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。

②加入洗涤剂和食盐的作用分别是什么？洗涤剂是一些离子去污剂，能溶解细胞膜，有利于DNA的释放；食盐的主要成分是NaCl，有利于DNA 的溶解。

③如果研磨不充分，会对实验结果产生怎样的影响?研磨不充分会使细胞核内的DNA释放不完全，提取的DNA量变少，影响实验结果，导致看不到丝状沉淀物、用二苯胺鉴定不显示蓝色等。

DNA的粗提取和鉴定教学目标：一、知识与能力目标明白得DNA的理化特性及依照其理化特性而提取和鉴定的原理，初步把握DNA的粗提取和鉴定方式，明白得相关溶液的作用机理，培育学生的分析能力，通过实验使学生能够简述科学探讨的大体进程。

二、情感态度与价值目标通过探讨培育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进程：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要紧存在于什么结构上？”“如何提取DNA？”“选什么材料好？”达到共识：一、造适宜材料：选动物细胞，易打破细胞结构二、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DNA4、去掉DNA中杂质，提纯DNA。

探讨实验原理：NaCl2mo1/L L LDNA蛋白质表格2DNA 蛋白质杂质95%酒精不同浓度的NaC1溶液可溶解或析出DNA。

95%酒精可提取DNA。

填表1：NaCl2mo1/L L LDNA 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，保证明白得实验。

请学生代表简述DNA提取实验步骤[实验设计一]投影展现实验设计思路：鸡血细胞液①aDNA 释放②bDNA与蛋白质的分离③cDNA析出④dDNA浓缩（提纯）取得鸡血细胞核物质：提核物质→溶解→析出→溶解→析出实验步骤：引导学生讨论、回忆并回答目的①~⑨。

①避免血凝。

②加速血细胞破裂。

③溶解DNA。

④使2 mol/L的NaCl溶液稀释至mol/L，促DNA最大限度地析出。

⑤使含DNA的粘稠物被留在纱布上。

⑥使含DNA的粘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DNA。

⑨A：显现蓝色。

B：无转变讨论与结论：投影给出如下讨论提纲，供学生讨论。

专题5 DNA和蛋白质技术课题1 DNA的粗提取与鉴定题型一DNA的粗提取与鉴定的实验原理1．在混合物中提取DNA分子的基本思路是()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[答案] A[解析]提取生物大分子的基本思路是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。

就DNA分子的粗提取而言，就是利用了DNA与RNA、蛋白质和脂质等在物理和化学性质方面的差异进行分离的。

2．下列图示中能正确反映DNA溶解度与NaCl溶液浓度之间关系的是()[答案] C[解析]DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同。

当NaCl溶液浓度为0.14 mol/L时，DNA的溶解度最低，而高于或低于0.14 mol/L时，随NaCl溶液浓度的增加或降低，DNA的溶解度都逐渐升高。

3．下列有关DNA的特性的描述，错误的是()A．蛋白酶不能水解DNA，这体现了酶的专一性B．大多数DNA不能忍受60～80 ℃的高温C．洗涤剂能够瓦解细胞膜，但对DNA没有影响D．DNA不溶于酒精溶液[答案] B[解析]蛋白酶能水解蛋白质，但对DNA没有影响，这体现了酶的专一性，A正确；大多数蛋白质不能忍受60～80 ℃的高温，而DNA在80 ℃以上才会变性，B错误；洗涤剂不会影响DNA，但能够瓦解细胞膜，C正确；DNA不溶于酒精溶液，但是细胞中的某些蛋白质则溶于酒精溶液，利用这一原理，可以将DNA与蛋白质进一步分离，D正确。

4．DNA遇二苯胺(沸水浴)会呈现()A．砖红色B．橘黄色C．紫色D．蓝色[答案] D[解析]DNA遇二苯胺(沸水浴)会呈现蓝色，D正确。

题型二DNA的粗提取与鉴定的实验设计5．下列不适宜作为DNA提取的实验材料的是()A．鸡血细胞B．蛙的红细胞C．人的成熟红细胞D．菜花[答案] C[解析]鸡血细胞、蛙的红细胞、菜花细胞均含有细胞核和各种细胞器，即均含有较多的DNA，因此适宜作为DNA提取的实验材料，A、B、D不符合题意；人的成熟红细胞不含细胞核和各种细胞器，即不含DNA，因此不适宜作为DNA提取的实验材料，C符合题意。

生物笔记 DNA 的粗提取与鉴定
一、提取DNA 的原理
利用DNA 与RNA 、DNA 与蛋白质、DNA 与脂质 物理化学性质的差异提取DNA ① 0.14 mol/L 的NaCl 溶液：DNA 的溶解度最小，使DNA 析出。

② 冷95% 乙醇：DNA 不溶于酒精，可以用于提取出含杂质较少的DNA 。

③ 洗涤剂：能溶解细胞膜，有利于细胞内DNA 的释放，并且不会破坏DNA 结构 （用于植物细胞）
④ 二苯胺：在沸水浴中，DNA 遇二苯胺变成蓝色（鉴定原理）
二、实验材料的选择
选用DNA 含量较高的生物材料（如：鸡血）
补充：向血液中添加柠檬酸纳防止血液凝固
三、方法步骤
1、获取含DNA 的滤液 （动物只用蒸馏水，植物用洗涤剂）
5mL 鸡血细胞液+10mL 蒸馏水，搅拌过滤，收集滤液
2、除去不溶性杂质
滤液中加入2mol/L 的 NaCl 溶液，再加入蒸馏水，稀释至0.14mol/L ，过滤得到黏稠物 3、DNA 的析出
将黏稠物转移到2mol/L 的NaCl 溶液中，加冷酒精（体积分数95%），析出黏稠物 （即为粗提取的DNA ）
4、DNA 的鉴定
流程：取鸡血 鸡血细胞 滤液 黏稠物
白色黏稠物
四、蛋白质分离方法
蛋白质分离的常用方法：凝胶色谱法、电泳法
1、 凝胶色谱法分离原理：相对分子质量大小（分子质量越大，迁移速率越大）
2、 电泳法分离原理：带电性质的差异，分子本身的大小和形状
NaCl 浓度 0.14mol/L 离心
+蒸馏水 过滤 +2mol/L NaCl +蒸馏水，过滤 +2mol/L NaCl +95%冷酒精。

⾼中⽣物选修⼀教案：课题1DNA的粗提取与鉴定课题1DNA的粗提取与鉴定教材内容解读要点1提取DNA的⽅法（1）分离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，DNA在NaCl溶液中的溶解度随NaCl的浓度变化，在0.14mol/L的NaCl溶液中溶解度最低。

选择适当的盐溶液就能使DNA充分溶解，⽽使杂质沉淀，在0.14mol/L的NaCl溶液中DNA会析出。

DNA不溶于酒精溶液，但是细胞中的某些蛋⽩质则溶于酒精。

利⽤这⼀原理，可以将DNA 与蛋⽩质进⼀步分离。

（3）DNA对酶、⾼温和洗涤剂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60～80℃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。

（4）DNA的鉴定在沸⽔浴的条件下，DNA遇⼆苯胺会被染成蓝⾊。

⼆苯胺可以作为鉴定DNA的试剂。

要点2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，如鸡⾎。

（2）破碎细胞，获取含DNA的滤液动物细胞以鸡⾎为例，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。

植物细胞需要先⽤洗涤剂溶解细胞膜。

（3）去除滤液中的杂质⽅法有三种：①在滤液中加⼊NaCl，使NaCl溶液浓度为2mol/L，过滤除去不溶的杂质，再调节NaCl溶液浓度为0.14mol/L，析出DNA过滤去除溶液中的杂质，再⽤2mol/L的NaCl溶液溶解DNA。

②直接在滤液中加⼊嫩⾁粉反应10～15分钟，嫩⾁粉中的⽊⽠蛋⽩质酶能够分解蛋⽩质。

③将滤液放在60～75℃的恒温⽔浴箱中保温10～15分钟。

（4）DNA的析出与鉴定①析出较纯净的DNA将处理后的溶液过滤，加⼊与溶液体积相等的、冷却的酒精溶液（体积分数为95%），静置2～3分钟，溶液中会出现⽩⾊丝状物，并⽤滤纸吸去上⾯的⽔分。

专题5 DNA和蛋白质技术课题1 DNA的粗提取与鉴定主讲人：谢菲一、教学目标备注修改（一）知识与技能1、通过尝试对植物或动物组织中的DNA进行粗提取，了解DNA的物理化学性质。

2、理解DNA粗提取与鉴定的原理（二）过程与方法掌握DNA如提取计数，能利用DNA的性质进行实验设计和操作（三）情感、态度与价值观通过对DNA的粗提取的实验过程的设计及操作，锻炼科学的思维方法，培养实事求是的科学态度。

二、教学重点：DNA的粗提取和鉴定方法三、教学难点：DNA的粗提取和鉴定方法四、课时安排：2课时五、教学方法：启发式教学六、教学过程（一）引入新课无论是果胶酶还是加酶洗衣粉中的酶制剂，都是从细胞中提取出来的。

从今天开始，我们学习生物化学成分的提取与改造技术。

（二）进行新课1．基础知识1．1DNA粗提取的原理提取DNA的原理包括DNA的溶解性和耐受性两个方面。

问：提取DNA的溶解性原理包括哪些方面？DNA在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同；DNA不溶于酒精。

1．1．1 分析图5－1。

DNA在不同浓度NaCl溶液中溶解度有何特点？要使DNA溶解，需要使用什么浓度？要使DNA析出，又需要使用什么浓度？在0.14mol/L时溶解度最小；较高浓度可使DNA溶解；0.14mol/L可使DNA析出。

1．1．2 在溶解细胞中的DNA时，人们通常选用2mol/LNaCl溶液；将DNA分子析出的方法是向溶有DNA的NaCl溶液中缓慢注入蒸馏水，以稀释NaCl溶液。

酒精是一种常用有机溶剂，但DNA却不能溶于酒精（特别是95％冷却酒精），但细胞中蛋白质可溶于酒精。

问：采用DNA不溶于酒精的原理，可以达到什么目的？将DNA和蛋白质进一步分离。

1．1．3提取DNA还可以利用DNA对酶、高温和洗涤剂的耐受性原理。

利用该原理时，应选用怎样的酶和怎样的温度值？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。

温度值为60～80℃，因为该温度值蛋白质变性沉淀，而DNA不会变性。