高中生物选修1学案1:5.1 DNA的粗提取与鉴定

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专题5 DNA和蛋白质技术
课题1 DNA的粗提取与鉴定
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1.了解DNA的物理性质。

2.理解DNA粗提取以及DNA鉴定的原理。

一、提取DNA的方法
1.提取生物大分子的基本思路
(1)选用一定的________或________方法分离具有不同物理或化学性质的生物大分子。

(2)DNA的粗提取就是利用DNA与________、________和________等在物理或化学性质方面的差异,提取DNA,去除其他成分。

2.提取DNA分子的基本原理
(1)利用DNA的溶解性
①DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同,利用这一点,选择适当浓度的NaCl溶液就能使DNA溶解,而使杂质沉淀,或者相反,以达到分离的目的。

DNA与蛋白质在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同。

________,通过过滤可除去部分________;NaCl为0.14 mol/L时DNA________,过滤可除去溶解的部分________。

②DNA不____酒精溶液,但是细胞中的某些蛋白质则____酒精。

利用这一原理,可将DNA 与蛋白质进一步分离。

(2)利用DNA和蛋白质对酶、________和________的耐受性不同
①蛋白酶能水解蛋白质,但对________没有影响。

②大多数蛋白质不能忍受________的高温,而DNA在80℃以上才会变性。

③洗涤剂能够溶解________,但对________没有影响。

(3)DNA的鉴定:DNA在沸水浴的条件下,遇________会染成________。

二、提取DNA及鉴定DNA的实验流程
1.实验材料的选取
实验材料的选择原则是选用________含量高的生物组织。

有些材料不宜选用,如有些哺乳动物的成熟红细胞无细胞核,无法提取DNA。

实验中一般选用________或________作为实验材料。

2.破碎细胞,获取含DNA的滤液
(1)动物细胞一般采用____________破碎的方法。

(2)植物细胞需要先用__________溶解细胞膜,再加入一定量________,进行充分的搅拌和研磨,过滤后收集________。

归纳总结动、植物细胞在获取DNA滤液方面的比较
释放出的核物质是DNA、RNA和蛋白质等的混合物,根据不同的方案,可采用以下三种去除滤液中杂质的方案。

(1)原理:DNA不溶于________,但细胞中的某些蛋白质则能溶于酒精。

(2)方法
①将过滤得到的含DNA的黏稠物溶于________的NaCl溶液,再过滤得到含DNA的滤液。

②向滤液中加入与滤液体积相等的、冷却的、体积分数为______的酒精溶液,静置2~3 min,溶液中会出现________丝状物,它就是粗提取的DNA。

③用玻璃棒沿同一方向搅拌,卷起丝状物,并用滤纸吸去上面的水分。

(3)目的
①析出DNA;②去除溶于酒精的杂质。

5.DNA的鉴定
(1)鉴定原理:DNA+________――→
5 min________
(2)步骤
提醒(1)
需要水浴加热5 min,可使DNA呈蓝色。

(2)二苯胺试剂要现配现用,否则二苯胺会变成浅蓝色,影响鉴定效果。

6.对实验结果作出分析与评价
(1)鉴别提取的DNA
观察你提取的DNA颜色,如果不是________________,说明DNA中的杂质较多;二苯胺鉴定出现蓝色说明实验基本成功,如果不呈现________,可能所提取的DNA含量低,或是实验操作中出现错误,需要重新提取。

(2)分析DNA中的杂质
本实验提取的DNA粗制品有可能仍然含有核蛋白、多糖等杂质。

(3)不同实验方法的比较
对于不同的实验方法,本课题可以采用分组的方法进行研究。

首先选取不同的实验材料,其次同种材料还可以采用不同方法,从多方面比较实验结果,如DNA的纯度、DNA的颜色、二苯胺显色的深浅等,看看哪种实验材料、哪种提取方法的效果更好。

课堂练习
1.关于DNA的粗提取与鉴定的实验,该实验依据的实验原理不包含()
A.DNA在NaCl溶液中的溶解度随着NaCl溶液浓度的不同而不同
B.利用DNA不溶于酒精的性质,可除去细胞中溶于酒精的物质而得到较纯的DNA C.DNA是大分子有机物,不溶于水而溶于某些有机溶剂
D.在沸水浴条件下,DNA与二苯胺反应呈现蓝色
2.(2013•黄山高二检测)在提取DNA的过程中,最好使用塑料试管和烧杯,目的是() A.不易破碎
B.减少DNA的损失
C.增加DNA的含量
D.容易刷洗
3.在DNA的粗提取实验过程中,对DNA提取量影响相对较小的是()
A.使血细胞在蒸馏水中充分破裂,放出DNA等物质
B.搅拌时要用玻璃棒沿一个方向轻缓搅动
C.在析出DNA黏稠物时,要缓缓加入蒸馏水,直到黏稠物不再增多
D.要用冷酒精沉淀DNA,甚至再将混合物放入冰箱中冷却
4.在DNA的粗提取过程中,初步析出DNA和提取较纯净的DNA所用的药品分别是()①0.1 g/mL的柠檬酸钠溶液②2.00 mol/L的NaCl溶液③0.14 mol/L的NaCl溶液④体积分数为95%的冷酒精溶液
A.①③B.②③
C.②④D.③④
5.在DNA粗提取与鉴定实验中,将第二次过滤获得的纱布上含有的DNA的黏稠物(含有较多杂质)分别处理如下:
序号操作过程
①放入2 mol/L的NaCl溶液,搅拌后过滤
②再加0.14 mol/L的NaCl溶液,搅拌后过滤
③再加入冷却的、同体积的95%酒精溶液,用玻璃棒沿一个方向搅拌,卷起丝状物
上述操作过程正确的是()
A.①②B.①②③
C.①③D.②③
参考答案
一、1.(1)物理化学(2)RNA蛋白质脂质
2.(1)①0.14最小溶解沉淀蛋白质析出蛋白质②溶于溶于(2)高温洗涤剂①DNA②60~80℃③细胞膜DNA(3)二苯胺蓝色
二、1.DNA鸡血菜花
2.(1)加蒸馏水(2)洗涤剂食盐研磨液
3.NaCl嫩肉粉嫩肉粉木瓜蛋白酶60~75℃蛋白质DNA
4.(1)酒精(2)2 mol/L②95%白色
5.(1)二苯胺沸水浴蓝色(2)丝状物不变蓝
6.(1)白色丝状物蓝色
课堂练习
1.【解析】本实验依据的原理是A、B、D项三个方面,必须明确的是NaCl溶液的浓度为0.14 mol/L时,DNA的溶解度最小,具体操作时用2 mol/L的NaCl溶液,再加水稀释至黏稠物(主要是DNA)不再增多时,此时该溶液浓度即为0.14 mol/L。

C项说法正确,但细胞内的大部分物质均可溶于某些有机溶剂,而不溶于水,因此不能以此为原理提取DNA。

【答案】C
2.【解析】DNA易黏附于玻璃器皿上,造成DNA量的损失。

【答案】B
3.【解析】A项的做法是为了充分释放出核中的DNA分子,使进入滤液中的DNA量尽量的多;C项是让DNA充分沉淀,保证DNA的量;D项的道理同C项。

而B项的操作并不能使DNA的量增多或减少。

【答案】B
4.【解析】在DNA的粗提取过程中,初步析出DNA时所有试剂为0.14 mol/L的NaCl 溶液,此浓度下DNA的溶解度最低;由于DNA不溶于酒精,而某些蛋白质可溶于酒精,因此可用体积分数为95%的冷酒精获取较纯净的DNA。

【答案】D
5.【解析】第二次过滤后纱布上的是粗提取的DNA,此DNA还含有杂质,因此将其溶于2 mol/L的NaCl溶液中,再进行过滤,以除去不溶于2 mol/L的NaCl溶液的杂质。

然后向滤液中加入同体积的、冷却的95%酒精即可析出DNA。

然后挑出DNA进行鉴定。

【答案】C。