生物學案：專題課題DNA的粗提取與鑒定

學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精課題1DNA的粗提取與鑒定問題導學一、提取DNA的思路和DNA的理化性質活動與探究11．對DNA粗提取的思路是什么?2．根據教材第54頁圖51DNA在NaCl溶液中的溶解度曲線，思考下列問題.（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,應如何操作？3．DNA和蛋白質在酒精中的溶解性有何特點？根據該特點如何將DNA與蛋白質進一步地分離？4．提取DNA還可以利用DNA對酶、高溫的耐受性原理，利用該原理如何將DNA與蛋白質分離?5．利用顏色反應的原理可以鑒定DNA，鑒定DNA應選用哪種試劑，反應的結果是怎樣的？遷移與應用1DNA在下列物質的量濃度的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在不同的物質的量濃度的NaCl溶液中的溶解度不同，在物質的量濃度為0.14mol/L的NaCl溶液中的溶解度最低溶于NaCl溶液中并稀釋NaCl溶液的物質的量濃度為2mol/L時,DNA溶解，而部分蛋白質發(fā)生鹽析生成沉淀，過濾可除去部分蛋白質及不溶于NaCl溶液的雜質。當NaCl溶液的物質的量濃度稀釋至0.14mol/L時DNA析出，過濾可除去溶于NaCl溶液中的部分蛋白質和其他雜質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DNA不溶于酒精溶液加入冷卻酒精(體積分數為95%）DNA析出，除去溶于酒精的蛋白質DNA可被二苯胺試劑染成藍色加入二苯胺試劑并沸水浴鑒定DNA2．DNA和蛋白質在不同的物質的量濃度的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NaCl溶液的物質的量濃度在從2mol/L降低的過程中，溶解度逐漸增大部分發(fā)生鹽析沉淀溶解二、DNA粗提取的實驗步驟及注意事項活動與探究21．討論在做DNA的粗提取與鑒定實驗時，實驗材料用雞血而不用羊血的原因。2．提取雞血細胞的核物質時,需向雞血細胞液中加入蒸餾水,并攪拌和過濾，請分析加入蒸餾水能使雞血細胞破裂的原因。3．提取洋蔥的DNA時，需在切碎的洋蔥中加入一定量的洗滌劑和食鹽,并進行充分的攪拌和研磨。請思考下列問題。（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，會對實驗結果產生怎樣的影響？4．最初獲得的DNA濾液含有蛋白質、多糖和RNA等雜質,為了初步純化DNA,請?zhí)骄繛槭裁捶磸偷厝芙馀c析出DNA，能夠去除雜質？5．閱讀教材提供的三種去除濾液雜質的方案，分析各自原理。名稱原理方案一方案二方案三6．做DNA的鑒定實驗時,需要設置對照實驗：取兩支試管，一支加入物質的量濃度為2mol/L的氯化鈉溶液5mL，一支加入溶有DNA的物質的量濃度為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。思考為什么要設置對照組？實驗中能觀察到什么現象?7．用流程圖表示粗提取和鑒定DNA的步驟。遷移與應用2若選擇的實驗材料為植物細胞，破碎細胞時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C．溶解細胞膜D．溶解蛋白質1．DNA粗提取實驗的關鍵步驟（1）制備雞血細胞液時，要在新鮮雞血中加入抗凝劑如檸檬酸鈉,使血液分層，取下層血細胞沉淀。(2）獲取較多DNA的關鍵是向雞血細胞液加入足量的蒸餾水，以便使細胞膜和核膜破裂，核內物質釋放出來。（3）實驗中共有三次過濾。過濾時使用的紗布層數與過濾的目的(是得到其濾液還是黏稠物）有關.破碎細胞,獲取DNA的濾液和析出DNA并鑒定時，要用其濾液,使用1～2層紗布。去除濾液中雜質時,要用其濾出的黏稠物，使用多層紗布。（4）實驗中有兩次使用蒸餾水.第一次加水是在獲取DNA濾液時，是為了使血細胞吸水膨脹破裂，加水后必須充分攪拌，應不少于5min，使血細胞充分破裂；第二次加蒸餾水是在去除濾液中雜質時，加水是為了稀釋氯化鈉溶液,使DNA逐漸析出。（5)實驗中有三次加氯化鈉溶液。第一次是在破碎植物細胞獲取DNA濾液時，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的步驟中.第二次加入氯化鈉溶液,是為了調節(jié)氯化鈉溶液物質的量濃度為2mol/L，過濾除去不溶的雜質。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．實驗現象不明顯的原因分析（1）材料中核物質沒有充分釋放出來，如研磨不充分或蒸餾水的量不夠。(2)加入酒精后搖動或攪拌時過猛,DNA被破壞。（3)二苯胺配制時間過長，變成淺藍色,影響鑒定效果.(4)析出含DNA的黏稠物時,蒸餾水一次快速加入,影響實驗結果.（5)實驗中有多次攪拌，但是其目的及操作方法是不同的，操作時不注意區(qū)分，影響實驗結果。答案：課前·預習導學【預習導引】一、1．RNA蛋白質2．（1）NaCl不同DNA雜質酒精（2)蛋白質沒有影響60～80℃80℃細胞膜3．二苯胺二苯胺二、1．（1）DNA含量相對較高安全保護環(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的量濃度為2mol/L絲狀物物質的量濃度為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）現配現用預習交流：（1）提示:對真核生物而言，DNA主要存在于細胞核(染色質）中，線粒體、葉綠體中也有少量的DNA。RNA主要存在于細胞質(細胞質基質、核糖體、葉綠體、線粒體）中，細胞核中也有少量的RNA。（2）提示：哺乳動物成熟的紅細胞、植物的篩管細胞等,因為它們失去了細胞核,而DNA分子主要存在于細胞核中。（3)提示：用吡羅紅甲基綠的混合染色劑對細胞染色,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【問題導學】活動與探究1：1．提示：利用DNA與RNA、蛋白質和脂質等在物理和化學性質方面的差異,選用一定的物理或化學方法提取DNA,去除其他成分.2．（1）提示:在物質的量濃度為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：用物質的量濃度高于或低于0。14mol/L的NaCl溶液可溶解DNA，用物質的量濃度為0。14mol/L的NaCl溶液可析出DNA。3．提示：DNA不溶于酒精溶液（體積分數為95％）,某些蛋白質能溶于酒精溶液（體積分數為95%)。向溶解有DNA和蛋白質的溶液中加入冷卻的酒精溶液(體積分數為95%），溶液中會出現白色絲狀物即DNA。4．提示：使用蛋白酶,因為酶具有專一性,蛋白酶只水解蛋白質而不會對DNA產生影響；控制溫度范圍為60～80℃，因為此溫度下蛋白質變性沉淀，而DNA不變性。5．提示:選用二苯胺試劑。在沸水浴的條件下，DNA遇二苯胺試劑會被染成藍色.遷移與應用1：C解析:在物質的量濃度為0。14mol/L的NaCl溶液中，DNA溶解度最小.活動與探究2：1．提示：羊屬于哺乳動物，哺乳動物的成熟紅細胞沒有細胞核，僅靠少量有細胞核的白細胞，不易提取到DNA。2．提示:蒸餾水對于雞血細胞來說是一種低滲液體，水分可以大量進入血細胞內,使血細胞漲破（細胞膜和核膜破裂)，從而釋放出DNA。3．(1）提示：洗滌劑能瓦解細胞膜，釋放出DNA；食鹽有利于DNA的溶解。（2）提示:提取的DNA量少，導致看不到絲狀沉淀物，用二苯胺試劑鑒定結果不明顯等。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；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。因此，通過反復地溶解與析出DNA，就能夠除去與DNA溶解度不同的多種雜質。5．提示：DNA在不同物質的量濃度的NaCl溶液中溶解度不同蛋白酶分解蛋白質，而不分解DNA蛋白質和DNA的變性溫度不同6．提示:設置對照實驗的目的是確定二苯胺試劑不與氯化鈉發(fā)生顏色反應;實驗組試管中可看到溶液變藍色。7．提示：選取富含DNA的實驗材料↓選擇相應的方法破碎細胞,獲取含DNA的濾液↓去除濾液中的雜質↓析出DNA并鑒定遷移與應用2：A解析：實驗材料是植物細胞,需先用洗滌劑溶解細胞膜，再加入食鹽利于DNA的溶解。當堂檢測1．用蛋白酶對細胞核中能被堿性染料染色的物質進行處理,得到了一些細絲，這些細絲狀物可能是（).A．蛋白質B．DNA和蛋白質C．RNAD．DNA答案：D解析:細胞核中能被堿性染料染色的物質是染色質,其主要成分是DNA和蛋白質,用蛋白酶處理后蛋白質被水解，剩余的物質是DNA.2．在DNA的粗提取實驗過程中,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．使血細胞破裂、降低NaCl溶液物質的量濃度使DNA析出C．使血細胞破裂、增大DNA溶解量D．使血細胞破裂、提取含雜質較少的DNA答案：B解析：第一次加蒸餾水的目的是使雞血細胞吸水脹破；第二次加蒸餾水的目的是將物質的量濃度為2mol/L的NaCl溶液稀釋至物質的量濃度為0。14mol/L左右，從而使DNA析出。3．在破碎雞血細胞時，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：實驗中首先要將細胞中的DNA釋放出來,一般用低滲溶液如蒸餾水使細胞過度吸水而破裂，而不是采取機械破碎.4．（多選）探究用不同的洗滌劑來提取DNA會產生什么不同的效果時，不同的組別應進行的相同處理是（）。A．加入的洗滌劑類型B．加入的洗滌劑的體積C．加入的食鹽用量D．實驗材料的類型答案：BCD解析：本實驗的自變量為洗滌劑的類型