2022年新人教版高中生物选修1《51DNA的粗提取与鉴定》重点高中教案学案一体化 .pdf
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1、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 51 是 DNA 在 NaCl 溶液中的溶解度曲线,请根据曲线图,思考: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?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
2、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6080oC 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
3、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:为什么加入蒸馏水能使鸡血细胞破裂?加入洗涤剂和食盐的作用分别是什么?如果研磨不充分,会对实验结果产生怎样的影响?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
4、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
5、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
6、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
7、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:过滤用蒸馏水稀释过的鸡血细胞液文档编码:CO8M6G9R2T6 HF6S6U9D2W3 ZV4B4Y1V1Y6文档编码:CO8M6G9R2T6 HF6S6U9D2W3 ZV4B4Y1V1Y6文档编码:CO8M6G9R2T6 HF6S6U9D2W3 ZV4B4Y1V1Y6文档编码:CO8M6G9R2T6 HF6S6U9D2W3 ZV4B4Y
8、1V1Y6文档编码:CO8M6G9R2T6 HF6S6U9D2W3 ZV4B4Y1V1Y6文档编码:CO8M6G9R2T6 HF6S6U9D2W3 ZV4B4Y1V1Y6文档编码:CO8M6G9R2T6 HF6S6U9D2W3 ZV4B4Y1V1Y6文档编码:CO8M6G9R2T6 HF6S6U9D2W3 ZV4B4Y1V1Y6文档编码:CO8M6G9R2T6 HF6S6U9D2W3 ZV4B4Y1V1Y6文档编码:CO8M6G9R2T6 HF6S6U9D2W3 ZV4B4Y1V1Y6文档编码:CO8M6G9R2T6 HF6S6U9D2W3 ZV4B4Y1V1Y6文档编码:CO8M6G9R2T
9、6 HF6S6U9D2W3 ZV4B4Y1V1Y6文档编码:CO8M6G9R2T6 HF6S6U9D2W3 ZV4B4Y1V1Y6文档编码:CO8M6G9R2T6 HF6S6U9D2W3 ZV4B4Y1V1Y6文档编码:CO8M6G9R2T6 HF6S6U9D2W3 ZV4B4Y1V1Y6文档编码:CO8M6G9R2T6 HF6S6U9D2W3 ZV4B4Y1V1Y6文档编码:CO8M6G9R2T6 HF6S6U9D2W3 ZV4B4Y1V1Y6文档编码:CO8M6G9R2T6 HF6S6U9D2W3 ZV4B4Y1V1Y6文档编码:CO8M6G9R2T6 HF6S6U9D2W3 ZV4B4Y
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11、6 HF6S6U9D2W3 ZV4B4Y1V1Y6文档编码:CO8M6G9R2T6 HF6S6U9D2W3 ZV4B4Y1V1Y6文档编码:CO8M6G9R2T6 HF6S6U9D2W3 ZV4B4Y1V1Y6文档编码:CO8M6G9R2T6 HF6S6U9D2W3 ZV4B4Y1V1Y6文档编码:CO8M6G9R2T6 HF6S6U9D2W3 ZV4B4Y1V1Y6文档编码:CO8M6G9R2T6 HF6S6U9D2W3 ZV4B4Y1V1Y6文档编码:CO8M6G9R2T6 HF6S6U9D2W3 ZV4B4Y1V1Y6文档编码:CO8M6G9R2T6 HF6S6U9D2W3 ZV4B4Y
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14、mol/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DNA D 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
15、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
16、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
17、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,理化性质各不文档编码:CO8M6G9R2T6 HF6S6U9D2W3 ZV4B4Y1V1Y6文档编码:CO8M6G9R2T6 HF6S6U9D2W3 ZV4B4Y1V1Y6文档编码:CO
18、8M6G9R2T6 HF6S6U9D2W3 ZV4B4Y1V1Y6文档编码:CO8M6G9R2T6 HF6S6U9D2W3 ZV4B4Y1V1Y6文档编码:CO8M6G9R2T6 HF6S6U9D2W3 ZV4B4Y1V1Y6文档编码:CO8M6G9R2T6 HF6S6U9D2W3 ZV4B4Y1V1Y6文档编码:CO8M6G9R2T6 HF6S6U9D2W3 ZV4B4Y1V1Y6文档编码:CO8M6G9R2T6 HF6S6U9D2W3 ZV4B4Y1V1Y6文档编码:CO8M6G9R2T6 HF6S6U9D2W3 ZV4B4Y1V1Y6文档编码:CO8M6G9R2T6 HF6S6U9D2W
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