生物學(xué)案：專(zhuān)題課題DNA的粗提取與鑒定

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專(zhuān)精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專(zhuān)精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專(zhuān)精課題1DNA的粗提取與鑒定問(wèn)題導(dǎo)學(xué)一、提取DNA的思路和DNA的理化性質(zhì)活動(dòng)與探究11．對(duì)DNA粗提取的思路是什么?2．根據(jù)教材第54頁(yè)圖51DNA在NaCl溶液中的溶解度曲線，思考下列問(wèn)題.（1）描述DNA在NaCl溶液中的溶解度的變化情況。(2）要使DNA溶解或析出,應(yīng)如何操作？3．DNA和蛋白質(zhì)在酒精中的溶解性有何特點(diǎn)？根據(jù)該特點(diǎn)如何將DNA與蛋白質(zhì)進(jìn)一步地分離？4．提取DNA還可以利用DNA對(duì)酶、高溫的耐受性原理，利用該原理如何將DNA與蛋白質(zhì)分離?5．利用顏色反應(yīng)的原理可以鑒定DNA，鑒定DNA應(yīng)選用哪種試劑，反應(yīng)的結(jié)果是怎樣的？遷移與應(yīng)用1DNA在下列物質(zhì)的量濃度的NaCl溶液中,溶解度最低的是（）。A．2mol/LB．0。014mol/LC．0.14mol/LD．5mol/L1．DNA粗提取的原理、方法和目的基本原理方法目的DNA在不同的物質(zhì)的量濃度的NaCl溶液中的溶解度不同，在物質(zhì)的量濃度為0.14mol/L的NaCl溶液中的溶解度最低溶于NaCl溶液中并稀釋NaCl溶液的物質(zhì)的量濃度為2mol/L時(shí),DNA溶解，而部分蛋白質(zhì)發(fā)生鹽析生成沉淀，過(guò)濾可除去部分蛋白質(zhì)及不溶于NaCl溶液的雜質(zhì)。當(dāng)NaCl溶液的物質(zhì)的量濃度稀釋至0.14mol/L時(shí)DNA析出，過(guò)濾可除去溶于NaCl溶液中的部分蛋白質(zhì)和其他雜質(zhì)DNA不被蛋白酶水解加入嫩肉粉嫩肉粉中含木瓜蛋白酶,水解蛋白質(zhì)DNA不溶于酒精溶液加入冷卻酒精(體積分?jǐn)?shù)為95%）DNA析出，除去溶于酒精的蛋白質(zhì)DNA可被二苯胺試劑染成藍(lán)色加入二苯胺試劑并沸水浴鑒定DNA2．DNA和蛋白質(zhì)在不同的物質(zhì)的量濃度的NaCl溶液中的溶解度溶解規(guī)律2mol/L的NaCl溶液0。14mol/L的NaCl溶液DNA溶解析出蛋白質(zhì)NaCl溶液的物質(zhì)的量濃度在從2mol/L降低的過(guò)程中，溶解度逐漸增大部分發(fā)生鹽析沉淀溶解二、DNA粗提取的實(shí)驗(yàn)步驟及注意事項(xiàng)活動(dòng)與探究21．討論在做DNA的粗提取與鑒定實(shí)驗(yàn)時(shí)，實(shí)驗(yàn)材料用雞血而不用羊血的原因。2．提取雞血細(xì)胞的核物質(zhì)時(shí),需向雞血細(xì)胞液中加入蒸餾水,并攪拌和過(guò)濾，請(qǐng)分析加入蒸餾水能使雞血細(xì)胞破裂的原因。3．提取洋蔥的DNA時(shí)，需在切碎的洋蔥中加入一定量的洗滌劑和食鹽,并進(jìn)行充分的攪拌和研磨。請(qǐng)思考下列問(wèn)題。（1）加入洗滌劑和食鹽的作用分別是什么？（2）如果研磨不充分，會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生怎樣的影響？4．最初獲得的DNA濾液含有蛋白質(zhì)、多糖和RNA等雜質(zhì),為了初步純化DNA,請(qǐng)?zhí)骄繛槭裁捶磸?fù)地溶解與析出DNA，能夠去除雜質(zhì)？5．閱讀教材提供的三種去除濾液雜質(zhì)的方案，分析各自原理。名稱原理方案一方案二方案三6．做DNA的鑒定實(shí)驗(yàn)時(shí),需要設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)：取兩支試管，一支加入物質(zhì)的量濃度為2mol/L的氯化鈉溶液5mL，一支加入溶有DNA的物質(zhì)的量濃度為2mol/L的氯化鈉溶液5mL。然后兩支試管各加入4mL的二苯胺試劑，混合均勻后置于沸水中加熱。思考為什么要設(shè)置對(duì)照組？實(shí)驗(yàn)中能觀察到什么現(xiàn)象?7．用流程圖表示粗提取和鑒定DNA的步驟。遷移與應(yīng)用2若選擇的實(shí)驗(yàn)材料為植物細(xì)胞，破碎細(xì)胞時(shí)要加入一定量的洗滌劑和食鹽.加入食鹽的目的是(）。A．利于DNA的溶解B．分離DNA和蛋白質(zhì)C．溶解細(xì)胞膜D．溶解蛋白質(zhì)1．DNA粗提取實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵步驟（1）制備雞血細(xì)胞液時(shí)，要在新鮮雞血中加入抗凝劑如檸檬酸鈉,使血液分層，取下層血細(xì)胞沉淀。(2）獲取較多DNA的關(guān)鍵是向雞血細(xì)胞液加入足量的蒸餾水，以便使細(xì)胞膜和核膜破裂，核內(nèi)物質(zhì)釋放出來(lái)。（3）實(shí)驗(yàn)中共有三次過(guò)濾。過(guò)濾時(shí)使用的紗布層數(shù)與過(guò)濾的目的(是得到其濾液還是黏稠物）有關(guān).破碎細(xì)胞,獲取DNA的濾液和析出DNA并鑒定時(shí)，要用其濾液,使用1～2層紗布。去除濾液中雜質(zhì)時(shí),要用其濾出的黏稠物，使用多層紗布。（4）實(shí)驗(yàn)中有兩次使用蒸餾水.第一次加水是在獲取DNA濾液時(shí)，是為了使血細(xì)胞吸水膨脹破裂，加水后必須充分?jǐn)嚢?，?yīng)不少于5min，使血細(xì)胞充分破裂；第二次加蒸餾水是在去除濾液中雜質(zhì)時(shí)，加水是為了稀釋氯化鈉溶液,使DNA逐漸析出。（5)實(shí)驗(yàn)中有三次加氯化鈉溶液。第一次是在破碎植物細(xì)胞獲取DNA濾液時(shí)，加入氯化鈉溶液是為了提高DNA的溶解度。第二次和第三次都是在去除濾液中的雜質(zhì)的步驟中.第二次加入氯化鈉溶液,是為了調(diào)節(jié)氯化鈉溶液物質(zhì)的量濃度為2mol/L，過(guò)濾除去不溶的雜質(zhì)。第三次加入氯化鈉溶液是為了將析出的DNA絲狀物溶解。（6）在DNA的析出與鑒定中，必須使用冷酒精（至少在5℃以下存放24h），并且將一份含DNA的氯化鈉溶液加入到兩份冷酒精中，如果懸浮在溶液中的DNA絲狀物較少，可將混合液放入冰箱中再冷凍幾分鐘。2．實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯的原因分析（1）材料中核物質(zhì)沒(méi)有充分釋放出來(lái)，如研磨不充分或蒸餾水的量不夠。(2)加入酒精后搖動(dòng)或攪拌時(shí)過(guò)猛,DNA被破壞。（3)二苯胺配制時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，變成淺藍(lán)色,影響鑒定效果.(4)析出含DNA的黏稠物時(shí),蒸餾水一次快速加入,影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果.（5)實(shí)驗(yàn)中有多次攪拌，但是其目的及操作方法是不同的，操作時(shí)不注意區(qū)分，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。答案：課前·預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)【預(yù)習(xí)導(dǎo)引】一、1．RNA蛋白質(zhì)2．（1）NaCl不同DNA雜質(zhì)酒精（2)蛋白質(zhì)沒(méi)有影響60～80℃80℃細(xì)胞膜3．二苯胺二苯胺二、1．（1）DNA含量相對(duì)較高安全保護(hù)環(huán)境珍稀瀕危生物（2）蒸餾水玻璃棒濾液洗滌劑最佳比例不同洗滌劑（3）NaCl溶液雜質(zhì)嫩肉粉木瓜蛋白酶60～75℃(4）酒精靜置白色絲狀物玻璃棒卷起絲狀物物質(zhì)的量濃度為2mol/L絲狀物物質(zhì)的量濃度為2mol/L二苯胺試劑2．（1）檸檬酸鈉(2）洗滌劑輕緩、柔和（3）酒精玻璃棒（4）現(xiàn)配現(xiàn)用預(yù)習(xí)交流：（1）提示:對(duì)真核生物而言，DNA主要存在于細(xì)胞核(染色質(zhì)）中，線粒體、葉綠體中也有少量的DNA。RNA主要存在于細(xì)胞質(zhì)(細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、核糖體、葉綠體、線粒體）中，細(xì)胞核中也有少量的RNA。（2）提示：哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞、植物的篩管細(xì)胞等,因?yàn)樗鼈兪チ思?xì)胞核,而DNA分子主要存在于細(xì)胞核中。（3)提示：用吡羅紅甲基綠的混合染色劑對(duì)細(xì)胞染色,然后用顯微鏡觀察。綠色區(qū)域代表DNA的分布區(qū)域，紅色區(qū)域代表RNA的分布區(qū)域。課堂·合作探究【問(wèn)題導(dǎo)學(xué)】活動(dòng)與探究1：1．提示：利用DNA與RNA、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)等在物理和化學(xué)性質(zhì)方面的差異,選用一定的物理或化學(xué)方法提取DNA,去除其他成分.2．（1）提示:在物質(zhì)的量濃度為0。14mol/L的NaCl溶液中,DNA的溶解度最小,高于或低于此濃度，DNA的溶解度都增大。（2）提示：用物質(zhì)的量濃度高于或低于0。14mol/L的NaCl溶液可溶解DNA，用物質(zhì)的量濃度為0。14mol/L的NaCl溶液可析出DNA。3．提示：DNA不溶于酒精溶液（體積分?jǐn)?shù)為95％）,某些蛋白質(zhì)能溶于酒精溶液（體積分?jǐn)?shù)為95%)。向溶解有DNA和蛋白質(zhì)的溶液中加入冷卻的酒精溶液(體積分?jǐn)?shù)為95%），溶液中會(huì)出現(xiàn)白色絲狀物即DNA。4．提示：使用蛋白酶,因?yàn)槊妇哂袑?zhuān)一性,蛋白酶只水解蛋白質(zhì)而不會(huì)對(duì)DNA產(chǎn)生影響；控制溫度范圍為60～80℃，因?yàn)榇藴囟认碌鞍踪|(zhì)變性沉淀，而DNA不變性。5．提示:選用二苯胺試劑。在沸水浴的條件下，DNA遇二苯胺試劑會(huì)被染成藍(lán)色.遷移與應(yīng)用1：C解析:在物質(zhì)的量濃度為0。14mol/L的NaCl溶液中，DNA溶解度最小.活動(dòng)與探究2：1．提示：羊?qū)儆诓溉閯?dòng)物，哺乳動(dòng)物的成熟紅細(xì)胞沒(méi)有細(xì)胞核，僅靠少量有細(xì)胞核的白細(xì)胞，不易提取到DNA。2．提示:蒸餾水對(duì)于雞血細(xì)胞來(lái)說(shuō)是一種低滲液體，水分可以大量進(jìn)入血細(xì)胞內(nèi),使血細(xì)胞漲破（細(xì)胞膜和核膜破裂)，從而釋放出DNA。3．(1）提示：洗滌劑能瓦解細(xì)胞膜，釋放出DNA；食鹽有利于DNA的溶解。（2）提示:提取的DNA量少，導(dǎo)致看不到絲狀沉淀物，用二苯胺試劑鑒定結(jié)果不明顯等。4．提示：用高濃度的鹽溶液溶解DNA，能除去在高鹽溶液中不能溶解的雜質(zhì)；用低濃度的鹽溶液使DNA析出,能除去溶解在低鹽溶液中的雜質(zhì)。因此，通過(guò)反復(fù)地溶解與析出DNA，就能夠除去與DNA溶解度不同的多種雜質(zhì)。5．提示：DNA在不同物質(zhì)的量濃度的NaCl溶液中溶解度不同蛋白酶分解蛋白質(zhì)，而不分解DNA蛋白質(zhì)和DNA的變性溫度不同6．提示:設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)的目的是確定二苯胺試劑不與氯化鈉發(fā)生顏色反應(yīng);實(shí)驗(yàn)組試管中可看到溶液變藍(lán)色。7．提示：選取富含DNA的實(shí)驗(yàn)材料↓選擇相應(yīng)的方法破碎細(xì)胞,獲取含DNA的濾液↓去除濾液中的雜質(zhì)↓析出DNA并鑒定遷移與應(yīng)用2：A解析：實(shí)驗(yàn)材料是植物細(xì)胞,需先用洗滌劑溶解細(xì)胞膜，再加入食鹽利于DNA的溶解。當(dāng)堂檢測(cè)1．用蛋白酶對(duì)細(xì)胞核中能被堿性染料染色的物質(zhì)進(jìn)行處理,得到了一些細(xì)絲，這些細(xì)絲狀物可能是（).A．蛋白質(zhì)B．DNA和蛋白質(zhì)C．RNAD．DNA答案：D解析:細(xì)胞核中能被堿性染料染色的物質(zhì)是染色質(zhì),其主要成分是DNA和蛋白質(zhì),用蛋白酶處理后蛋白質(zhì)被水解，剩余的物質(zhì)是DNA.2．在DNA的粗提取實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,兩次向燒杯中加入蒸餾水的作用分別是（）。A．稀釋血液、沖洗樣品B．使血細(xì)胞破裂、降低NaCl溶液物質(zhì)的量濃度使DNA析出C．使血細(xì)胞破裂、增大DNA溶解量D．使血細(xì)胞破裂、提取含雜質(zhì)較少的DNA答案：B解析：第一次加蒸餾水的目的是使雞血細(xì)胞吸水脹破；第二次加蒸餾水的目的是將物質(zhì)的量濃度為2mol/L的NaCl溶液稀釋至物質(zhì)的量濃度為0。14mol/L左右，從而使DNA析出。3．在破碎雞血細(xì)胞時(shí)，要先加入20mL的蒸餾水，其作用是()。A．使DNA溶解于水中B．使血細(xì)胞破裂，釋放DNAC．稀釋血液，防止凝固D．有利于攪拌答案:B解析：實(shí)驗(yàn)中首先要將細(xì)胞中的DNA釋放出來(lái),一般用低滲溶液如蒸餾水使細(xì)胞過(guò)度吸水而破裂，而不是采取機(jī)械破碎.4．（多選）探究用不同的洗滌劑來(lái)提取DNA會(huì)產(chǎn)生什么不同的效果時(shí)，不同的組別應(yīng)進(jìn)行的相同處理是（）。A．加入的洗滌劑類(lèi)型B．加入的洗滌劑的體積C．加入的食鹽用量D．實(shí)驗(yàn)材料的類(lèi)型答案：BCD解析：本實(shí)驗(yàn)的自變量為洗滌劑的類(lèi)型