新人教版高中生物选修1《5.1DNA的粗提取与鉴定》重点高中教案学案一体化
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DNA的粗提取与鉴定一、课题目标1.知识与技能目标了解DNA的物理化学性质。
理解DNA粗提取与鉴定的原理。
2.过程与方法目标掌握DNA粗提取及鉴定方法。
利用DNA的性质进行实验设计和操作。
3.情感态度与价值观目标通过对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。
二、课题重点DNA的粗提取和鉴定方法。
三、课题难点DNA的粗提取和鉴定方法。
四教学流程教学流程教师活动学生活动环节二:讲授新课一、基础知识1.提取DNA的方法通过介绍DNA的溶解性和DNA对酶、高温和洗涤剂的耐受性,让学生体会提取DNA的方法。
(1)DNA的溶解性①不同浓度的NaCl溶液中溶解度让学生分析教材图5-1“DNA在NaCl溶液中溶解度曲线,回答问题,理解DNA溶解度随NaCl溶液浓度的变化情况。
问题1.DNA在NaCl溶液中的溶解度如何变化?在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;在0.14 mol/L时,DNA溶解度最小;当NaCl阅读、思考、回答。
溶液浓度继续增加时,DNA的溶解度又逐渐增大。
问题2.如何通过控制NaCl溶液的浓度使DNA在盐溶液中溶解或析出?当氯化钠的物质的量浓度为2mol/L时,DNA的溶解度最大,浓度为0.14 mol/L时,DNA的溶解度最低。
利用这一原理,可以使DNA 在盐溶液中溶解或析出。
②讲述: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。
(2)DNA对酶、高温和洗涤剂的耐受性讲述DNA对蛋白酶、高温和洗涤剂的耐受性。
①蛋白酶能水解蛋白质,但是对DNA没有影响。
②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。
③洗涤剂能够瓦解细胞膜,但对DNA没有影响。
2.DNA的鉴定介绍DNA的鉴定方法。
①二苯胺染色法DNA与二苯胺(沸水浴)会染成蓝色②甲基绿染色法甲基绿与DNA结合,呈绿色二、实验设计讲述实验设计几个方面内容,再以动画形式展现以鸡血细胞为材料进行DNA的提取和鉴定。
课题一DNA的粗提取与鉴定课题专题5 课题1 DNA的粗提取与鉴定课型新授课教学目标知识与技能(1)尝试对植物或动物组织中DNA进行粗提取,了解DNA物理化学性质。
(2)理解DNA粗提取与鉴定的原理(3)掌握DNA如提取计数,能利用DNA的性质进行实验设计和操作过程与方法通过思维活动,推理和总结,让学生参与到学习中,体会到分享"交流"更重要.情感态度与价值观体会科学技术在发展社会生产力,推动社会进步等方面的巨大作用,帮助学生树立辩证唯物主义的观点。
教学重点DNA的粗提取和鉴定方法教学难点DNA的粗提取和鉴定方法教学方法探究式教学法、多媒体辅助教学法、比较法等多元教学方法合理组合教学手段自制多媒体课件教学过程教师活动学生活动教学意图【创设情境】讨论1:构成生物体的遗传物质是什么?讨论2:如何证明他们是遗传物质?讨论3:怎样才能将细胞内的这些物质分离出来?【自主学习】思考题1:DNA从哪里提取?(用什么方法破碎细胞二DNA不受破坏)思考题2:怎样将DNA与细胞中的其他大分子分离?思考题3:怎样鉴定我们提取的DNA?结合教师的叙述,回忆相关内容。
激发学习的兴趣回顾知识并实现知识的迁移训练空间想象能力和语言表述能力思维训练明确本节重点和探1.基础知识(1)DNA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?①设疑: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?②设问:采用DNA不溶于酒精的原理,可以达到什么目的?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?(2)DNA的鉴定原理当鉴定提取出的物质是否是DNA 时,需要使用什么指示剂进行鉴定?②将DNA和蛋白质进一步分离。
究方向,思维拓展2.实验设计(1)实验材料设问:选材料的原则?(2)破碎细胞,获取含DNA的滤液设问:若选用鸡血和洋葱作实验材料,则怎样获取含DNA的滤液?研磨的目的是什么?研磨不充分会怎样?(3)去除滤液中的杂质引导学生阅读教材提供的三种方法,分析其中的原理。
DNA地粗提取与鉴定教学目标:1、知识与能力目标理解DNA地理化特性及根据其理化特性而提取和鉴定地原理,初步掌握DNA地粗提取和鉴定方法,理解相关溶液地作用机理,培养学生地分析能力,通过实验使学生能够简述科学探究地基本过程.2、情感态度与价值目标通过探索培养科学地怀疑精神和创新精神;通过实验结果,学生树立生命物质性地观点.教学重点:提取DNA地相关原理和步骤教学难点:提取DNA地相关原理和步骤教学过程:开门见山:讲解本实验地目地是提取DNA和DNA地鉴定,其中提取DNA是本实验地重点和难点.提出问题:“DNA主要存在于什么结构上?”“如何提取DNA?”“选什么材料好?”达成共识:1、造适宜材料:选动物细胞,易打破细胞结构2、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.探究实验原理:屏幕展示表格1不同浓度地NaC1溶液可溶解或析出DNA.95%酒精可提取DNA.填表1:通过对实验原理地预习,表格地比较,使学生明确了各溶液地用途,保证理解实验.请学生代表简述DNA提取实验步骤投影展示实验设计思路:鸡血细胞液①aDNA 释放②bDNA与蛋白质地分离③cDNA析出④dDNA 浓缩<提纯)获得鸡血细胞核物质:提核物质→溶解→析出→溶解→析出实验步骤:引导学生讨论、回忆并回答目地①~⑨.①防止血凝.②加速血细胞破裂.③溶解DNA.④使2 mol/L地NaCl溶液稀释至0.14 mol/L,促DNA最大限度地析出.⑤使含DNA地黏稠物被留在纱布上.⑥使含DNA地黏稠物尽可能多地溶于溶液中.⑦除去含DNA地滤液中地杂质.⑧提取DNA.⑨A:出现蓝色.B:无变化讨论与结论:投影给出如下讨论提纲,供学生讨论.<1)DNA粗提取过程中地关键是哪几步?<2)提取鸡血中地DNA时,为什么要除去血液中地上清液?<3)DNA地直径约为2 nm,实验中出现地丝状物地粗细是否表示一个DNA分子直径地大小?学生分组进行讨论并发表讨论结果.教师对讨论进行全程指导,并与学生一起归纳总结.<1)a.提取鸡血细胞地核物质.应用低渗原理和机械搅拌,可得到最大量地DNA.b.析出DNA黏稠物.加蒸馏水要慢,搅拌要轻.c.沉淀DNA时,必须用冷酒精.<2)提取DNA,去除杂质是关键.由于上清液是血液中地血浆部分,不含DNA,所以要除去<含蛋白质).<3)实验中出现地丝状物是肉眼可以观察到地,这种丝状物地直径要比DNA分子地直径2 nm大许多倍,所以实验中出现地丝状物并不表示一个DNA分子地直径.实验结论:细胞中有DNA,DNA遇二苯胺试剂在沸水浴中变蓝色.教学目标巩固1.实验中步骤1和步骤3都需要加入蒸馏水,两次加入地作用相同吗?为什么?2.实验中NaCl地物质地量浓度为2 mol/L和0.14 mol/L 对DNA有何影响?3.DNA遇二苯胺<沸水浴)会染成 A.砖红色B.橘黄色C.紫色 D.蓝色补充知识:1、鉴定DNA地其他方法用紫外灯照射法鉴定DNA效果很好.具体鉴定方法如下.1.配制染色剂.用蒸馏水配制万分之五地溴化乙锭<EB)溶液.2.将玻璃棒上缠绕地白色絮状物抹于蜡纸上,再滴一滴EB溶液染色. 3.将蜡纸放在紫外灯<260 nm)下照射<暗室中),可见橙红色地萤光<DNA地紫外吸收高峰在280 nm处).2、DNA粗提取与鉴定地另一种方法1.材料用具新鲜菜花<或蒜黄、菠菜).塑料烧杯,量筒,玻璃棒,尼龙纱布,陶瓷研钵,试管,试管架,试管夹,漏斗,酒精灯,石棉网,三角架,火柴,刀片,天平.研磨液,体积分数为95%地酒精溶液,二苯胺试剂,蒸馏水.2.方法步骤A.DNA地粗提取<1)准备材料:将新鲜菜花和体积分数为95%地酒精溶液放入冰箱冷冻室,至少24小时.<2)取材:称取30 g菜花,去梗取花,切碎.<3)研磨:将碎菜花放入研钵中,倒入10 mL研磨液,充分研磨10 min.<4)过滤:在漏斗中垫上尼龙纱布,将菜花研磨液滤入烧杯中<有条件地学校可将滤液倒入塑料离心管中进行离心,用1000 r/min 地旋转频率,离心2~5 min;取上清液放入烧杯中).在4℃冰箱中放置几分钟后,再取上清液.<5)加冷酒精:将一倍体积地上清液倒入两倍体积地体积分数为95%地酒精溶液中,并且玻璃棒缓缓地轻轻搅拌溶液<玻璃棒不要直插烧杯底部).沉淀3~5 min后,可见白色地DNA絮状物出现.用玻璃棒缓缓旋转,絮状物会缠在玻璃棒上.B.DNA地鉴定<1)配制二苯胺试剂:取0.1 mL B液;滴入到10 mL A液中,混匀. <2)鉴定:取4 mL DNA提取液放入试管中,加入4 mL二苯胺试剂,混匀后观察溶液颜色<不变蓝).用沸水浴<100℃)加热10 min.在加热过程中,随时注意试管中溶液颜色地变化<逐渐出现浅蓝色).结课:这节课咱们验证了细胞是由化合物按照一定地方式组成地这一结论.从知识结构角度来说,一要加深对生物地物质性理解;二要掌握一般地物质提取方法;三要注意不同地化学物质要用不同地原理鉴定.从实验过程角度来说,要理解各种溶液和试剂地作用和目地.申明:所有资料为本人收集整理,仅限个人学习使用,勿做商业用途.。
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。
课题1 DNA 的粗提取与鉴定学习目标:1.了解DNA 的物理、化学性质。
(重点) 2.理解DNA 粗提取以及DNA 鉴定的原理。
(重点) 3.尝试对植物或动物组织中的DNA 进行粗提取。
(难点)1.提取DNA 的思路及原理 (1)基本思路①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。
②对于DNA 的粗提取而言,就是要利用DNA 与RNA 、蛋白质和脂质等在物理或化学性质方面的差异,提取DNA ,去除其他成分。
(2)实验原理①分离原理: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,以达到分离的目的。
②提纯原理:ⅰDNA 不溶于酒精溶液,但是细胞中的某些蛋白质则可溶于酒精。
ⅱ蛋白酶能水解蛋白质,但对DNA 没有影响。
ⅲ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。
ⅳ洗涤剂能够瓦解细胞膜,但对DNA 没有影响。
③鉴定原理:DNA +二苯胺――→沸水浴蓝色。
2.实验设计 (1)方法步骤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:ⅰ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。
ⅱ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10~15 min,嫩肉粉中的木瓜蛋白酶能够分解蛋白质将滤液放在60~75_℃的恒温水浴箱中保温10~15 min,注意严格控制温度范围不溶于酒精溶液这一原理,此时DNA的状态为白色丝状物。
⑤DNA的鉴定:将呈白色丝状物的DNA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,注意要同时设置对照实验。
人教版生物选修1:5.1DNA的粗提取与鉴定——DNA的粗提取教案教学设计-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。
2023高中生物人教版DNA的粗提取与鉴定实验教案一、实验目的通过本实验,学生将了解到DNA的结构和提取方法,并学会进行DNA的粗提取与鉴定实验。
二、实验原理DNA是一种复杂的分子,存在于细胞核中。
DNA的提取是将细胞溶解,分离出DNA分子的过程。
本实验采用CTAB法进行DNA的提取。
CTAB(正十六烷基三甲基溴化铵)可与DNA中的脂质结合,使其在酒精中沉淀出来,然后进行纯化。
三、实验材料1. 鸽子肌肉组织2. CTAB提取液(含CTAB、EDTA等)3. 去离子水4. 洗涤溶液(含乙醇、酒精等)5. 漂白粉溶液6. 碘酒溶液7. NB试剂液(含甲酚、硫酸等)8. DNA鉴定试剂盒9. 细胞破碎管10. 离心管11. 显微镜四、实验步骤1. 取适量鸽子肌肉组织,用漂白粉溶液清洗约5分钟,然后用去离子水洗净。
2. 将清洗后的组织切成小块,加入细胞破碎管中。
3. 加入适量的CTAB提取液,轻轻颠倒破碎管,使其均匀混合。
4. 将混合液放入水浴中加热,温度控制在60℃,保持30分钟。
5. 在水浴中加热过程中,制备NB试剂液。
取一定体积的NB试剂液加入离心管中。
6. 完成加热后,将破碎管置于冷水中快速降温。
7. 按顺序加入等体积的NB试剂液和酒精,轻轻摇晃离心管。
8. 静置一段时间后,观察管内是否有白色物质沉淀,即DNA。
9. 使用显微镜观察提取的DNA样品,并拍照记录。
五、实验结果与分析通过上述实验步骤,我们成功从鸽子肌肉组织中提取到了DNA。
观察显微镜下的DNA样品,可以观察到DNA的纤维状结构,证明DNA成功提取。
通过DNA鉴定试剂盒,可以进一步鉴定DNA的质量和纯度。
六、实验扩展1. 不同来源的细胞组织是否存在DNA含量差异?2. 不同提取方法对DNA的效果有何不同?3. 通过PCR技术对提取的DNA进行进一步分析。
七、实验注意事项1. 实验过程中需注意个人安全,避免接触有害物质。
2. 实验器材需干净无污染,避免杂质对实验结果的影响。
专题5 DNA与蛋白质技术课题5.1 DNA的粗提取与鉴定一、【课题目标】(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、【课题重点】DNA的粗提取和鉴定方法三、【课题难点】DNA的粗提取和鉴定方法四、【教学方法】启发式教学五、【教学工具】多媒体课件六、【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。
课题1 DNA的粗提取与鉴定[导学诱思]1.提取DNA的方法提取生物大分子的基本思路是。
对于DNA的粗提取而言,就是要利用、等在物理和化学性质方面的差异,提取DNA,去除其他成分。
1)DNA的溶解性DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度的中溶解度不同,利用这一特点,选择适当的盐浓度就能使充分溶解,而使杂质沉淀,或者相反,以达到分离目的。
图5—1是DNA在NaCl溶液中的溶解度曲线,请根据曲线图,思考:①在什么浓度下,DNA的溶解度最小?DNA在NaCl溶液中的溶解度是如何变化的?②如何通过控制NaCl溶液的浓度使DNA在盐溶液中溶解或析出?此外,DNA不溶于溶液,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,但是对没有影响。
大多数蛋白质不能忍受60—80o C的高温,而DNA在以上才会变性。
洗涤剂能够瓦解,但对DNA没有影响。
3)DNA的鉴定在条件下,DNA遇会被染成色,因此二苯胺可以作为鉴定DNA的试剂。
2.实验设计1)实验材料的选取凡是含有的生物材料都可以考虑,但是使用的生物组织,成功的可能性更大。
在下面的生物材料中选取适合的实验材料:鱼卵、猪肝、菜花(花椰菜)、香蕉、鸡血、哺乳动物的红细胞、猕猴桃、洋葱、豌豆、菠菜、在液体培养基的大肠杆菌思考:哺乳动物的红细胞的特点?2)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,同时用搅拌,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和,进行充分的搅拌和研磨,过滤后收集研磨液。
思考:①为什么加入蒸馏水能使鸡血细胞破裂?②加入洗涤剂和食盐的作用分别是什么?③如果研磨不充分,会对实验结果产生怎样的影响?④此步骤获得的滤液中可能含有哪些细胞成分?3)去除滤液中的杂质阅读课本的三个方案,思考:为什么反复地溶解与析出DNA,能够去除杂质?方案二与方案三的原理有什么不同?4)DNA的析出与鉴定将处理后的溶液过滤,加入与滤液体积、冷却的,静置,溶液中会出现,这就是粗提取的DNA。
用玻璃棒搅拌,卷起丝状物,并用滤纸吸取上面的水分。
取两支20ml的试管,各加入物质的量浓度为的NaCl溶液5ml,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4ml的。
混合均匀后,将试管置于中加热5min,待试管冷却后,比较两支试管溶液颜色的变化,看看溶解有DNA的溶液是否变。
3.操作提示以血液为实验材料时,每100ml血液中需要加入3g ,防止。
加入洗涤剂后,动作要、,否则容易产生大量的泡沫,不利于后续步骤地操作。
加入酒精和用玻璃棒搅拌时,动作要,以免,导致DNA 分子不能形成絮状沉淀。
二苯胺试剂要,否则会影响鉴定的效果。
4.结果分析与评价[疑难点拨]1.DNA的溶解度与NaCl溶液浓度的关系:当NaCl溶液浓度低于0.14mol/L时,随浓度的升高,DNA的溶解度降低;当NaCl溶液浓度高于0.14mol/L时,随浓度升高,DNA的溶解度升高。
2.制备鸡血细胞液时,要在新鲜的鸡血中加入柠檬酸钠的原因制备鸡血细胞液时,要在新鲜的鸡血中加入抗凝剂——柠檬酸钠,防止血液凝固。
其原理是柠檬酸钠能与血浆中Ca2+发生反应,生成柠檬酸钙络合物,血浆中游离的Ca2+大大减少,血液便不会凝固,因为鸡血红细胞,白细胞都有细胞核,DNA主要存在于细胞核中,所以在离心或静置沉淀后,要弃出上层清液——血浆。
3.提取DNA的第一步是材料的选取,其目的是一定要选取DNA含量较高的生物材料,否则会由于实验过程中或多或少的损失而造成检测的困难;第二步是DNA的释放和溶解,这一步是实验成功与否的关键,要尽可能使细胞内的DNA全部溶解;第三步是DNA的纯化,即根据DNA的溶解特性、对酶及高温的耐受性的不同等特性,最大限度地将DNA与杂质分开;最后一步是对DNA进行鉴定,这是对整个实验的结果的检测。
4.在DNA的析出的步骤中用到玻璃棒搅拌时,注意动作要轻缓,以免加剧DNA分子的断裂,导致DNA分子不能形成絮状沉淀。
5.盛放鸡血细胞液的容器,最好是塑料容器。
鸡血细胞破碎以后释放出的DNA,容易被玻璃容器吸附,由于细胞内DNA的含量本来就比较少,再被玻璃容器吸附去一部分,提取到的DNA就会更少。
因此,实验过程中最好使用塑料的烧杯和试管,这样可以减少提取过程的DNA的损失。
[典例解析]本实验中有三次过滤:⑴过滤用蒸馏水稀释过的鸡血细胞液⑵过滤含粘稠物的0.14mol/LNaCl溶液⑶过滤溶解有DNA的2mol/LNaCl溶液以上三次过滤分别为了获得()A含核物质的滤液、纱布上的粘稠物、含DNA的滤液B含核物质的滤液、滤液中DNA粘稠物、含DNA的滤液C含核物质的滤液、滤液中DNA粘稠物、纱布上的DNAD含较纯的DNA滤液、纱布上的粘稠物、含DNA的滤液答案:A解析:用蒸馏水稀释鸡血细胞液,使血细胞的细胞膜、核膜破裂,释放出核物质,此时过滤只能得到含DNA和其他物质如蛋白质的滤液,这种滤液必须经过实验中其他步骤得相继处理,方能得到较纯的DNA。
DNA在0.13mol/LNaCl溶液中溶解度最低,成丝状粘稠物,可经过滤留在纱布上。
【课本问题答案和提示】(一)旁栏思考题1.为什么加入蒸馏水能使鸡血细胞破裂?答: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?答: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?答: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。
4.此步骤获得的滤液中可能含有哪些细胞成分?答:可能含有核蛋白、多糖和RNA等杂质。
5.为什么反复地溶解与析出DNA,能够去除杂质?答:用高盐浓度的溶液溶解DNA,能除去在高盐中不能溶解的杂质;用低盐浓度使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。
6.方案二与方案三的原理有什么不同?答:方案二是利用蛋白酶分解杂质蛋白,从而使提取的DNA与蛋白质分开;方案三利用的是DNA和蛋白质对高温耐受性的不同,从而使蛋白质变性,与DNA分离。
(二)练习1.答:提取DNA的第一步是材料的选取,其目的是一定要选取DNA含量较高的生物材料,否则会由于实验过程中或多或少的损失而造成检测的困难;第二步是DNA的释放和溶解,这一步是实验成功与否的关键,要尽可能使细胞内的DNA全部溶解;第三步是DNA的纯化,即根据DNA的溶解特性、对酶及高温的耐受性的不同等特性,最大限度地将DNA与杂质分开;最后一步是对DNA进行鉴定,这是对整个实验的结果的检测。
2.答:提取蛋白质比提取DNA的难度大。
这是因为,与DNA相比,蛋白质对温度、盐浓度、pH等条件要敏感得多,很容易失活;并且蛋白质的空间结构多种多样,理化性质各不相同,使得蛋白质的提取没有一种统一的方法,只能根据特定蛋白质的特性摸索提取的条件,设计特定的方法。
[课堂演练]一、选择题(10个)1.在研究DNA的基因样本前,采集来的血样需要蛋白水解酶处理,然后用有机溶剂除去蛋白质。
用蛋白水解酶处理血样的目的是( D )A.除去血浆中的蛋白质B.除去染色体上的蛋白质C.除去血细胞表面的蛋白质D.除去血细胞中的所有的蛋白质,使DNA释放,便于进一步提纯2.与析出DNA粘稠物有关的叙述,不正确的是( C )A.操作时缓缓滴加蒸馏水,降低DNA的溶解度B.在操作A时,用玻璃棒轻缓搅拌,以保证DNA分子完整C.加蒸馏水可同时降低DNA和蛋白质的溶解度,两者均可析出D.当丝状粘稠物不再增加时,此时NaCl的浓度相当于0.14mol/L3.洗涤剂能够瓦解(B ),但对DNA没有影响。
A.细胞壁B.细胞膜C.细胞核D.细胞质4.在沸水浴的条件下,DNA遇(D )会被染成蓝色。
A.斐林试剂B.苏丹Ⅲ染液C.双缩脲试剂D.二苯胺5.在DNA提取过程中,最好使用塑料试管和烧杯,目的是(B )A.不易破碎B.减少提取过程中DNA的损失C.增加DNA的含量D.容易洗刷6.下列操作中,对DNA的提取量影响最小的是(B )A.使鸡血细胞在蒸馏水中充分破裂,放出DNA等核物质B.搅拌时,要使用玻璃棒沿一个方向轻缓搅拌C.在“析出DNA粘稠物”时,要缓缓加蒸馏水,直至溶液中粘稠物不再增加D.在用酒精沉淀DNA时,要使用冷酒精,甚至再将混合液放入冰箱中冷却E在DNA的溶解和再溶解时,要充分搅拌7.DNA的粗提取中,将与滤液体积相等的、冷却的(D ),静置2—3min,溶液中会出现白色丝状物。
A.0.9%的NaClB.0.14mol/L的NaCl溶液C.质量分数15%的HClD.体积分数为95%的酒精溶液8.以血液为实验材料时,需要向血液中加入( C ),防止血液凝固。
A.醋酸钠B.龙胆紫C.柠檬酸钠D.醋酸洋红9.在向溶解DNA的NaCl溶液中,不断加入蒸馏水的目的是(C )A.加快溶解DNA的速度B.加快溶解杂质的速度C.减少DNA的溶解度,加快DNA析出D.减小杂质的溶解度,加快杂质的析出10.去除滤液中的杂质时,直接在滤液中加入嫩肉粉,利用嫩肉粉中的(C )分解蛋白质。
A.胃蛋白酶B.胰蛋白酶C.木瓜蛋白酶D.肠肽酶二、非选择题(3个)1.提取鸡血中DNA时,要除去血液中的上清液,这是因为什么?答案:因为上清液是血浆,不含有血细胞,DNA存在于沉郁试管底部的鸡血细胞的细胞核中,所以提取鸡血中的DNA时,要除去血液中的上清液。
2.填写本实验完成下列实验操作时所用试剂。
⑴提取鸡血细胞中核物质⑵溶解核内DNA:⑶析出2mol/LNaCl溶液中的DNA⑷DNA粘稠物的再溶解⑸提取杂质较少的DNA白色乳状丝状物⑹DNA的鉴定答案:⑴蒸馏水⑵2mol/LNaCl溶液⑶蒸馏水⑷2mol/LNaCl溶液⑸冷却的95%的酒精⑹二苯胺3.关于DNA粗提取的实验材料的选择,也经过了多次实验效果的比较,最终选择鸡血做实验材料的原因是什么?请回答下列问题:⑴鸡血细胞中红细胞,家鸡属于鸟类,新陈代谢旺盛,因而血液中细胞树木较多,可以提供丰富的。
⑵实验前由老师制备血细胞液供同学们做实验材料,而不用鸡全血,主要原因是。
⑶生活在牧区的人们,采集牛、羊和马血比较方便,若他们按实验要求完成实验步骤后,结果是,这是因为这些动物和人一样,成熟的红细胞中,但若改用动物肝脏做实验材料,实验能顺利进行。