人教版高中生物选修1课件：5.1 DNA的粗提取与鉴定

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1、第13课时 DNA的粗提取与鉴定,专题5 DNA和蛋白质技术,学习导航 1.通过阅读教材P54“基础知识”，掌握提取并检验DNA的原理和方法。 2.结合教材P55“实验设计”，掌握DNA粗提取的选材、析出及鉴定。 3.结合教材P56“操作提示”，掌握实验过程中需注意的问题。 4.分析教材P57“结果分析与评价”中的问题，掌握DNA粗提取与鉴定的技术。 重难点击 1.理解DNA的理化特性及根据其理化特性而提取和鉴定的原理。 2.初步掌握DNA的粗提取和鉴定方法。,一、DNA的理化特性、提取及鉴定的原理,当堂检测,二、“DNA粗提取与鉴定”实验设计与操作提示,内容索引,一、DNA的理化特性、提取及

2、鉴定的原理,基础梳理,1.提取DNA的方法和原理 (1)提取生物大分子的基本思路：选用一定的 方法分离具有不同物理或化学性质的生物大分子。 (2)提取DNA的方法：利用DNA与 、 和脂质等在物理和化学性质方面的差异，提取DNA，去除其他成分。,物理或化学,RNA,蛋白质,2.DNA的溶解性 (1)DNA在NaCl溶液中的溶解度DNA在不同浓度的NaCl溶液中的溶解度不同，其中在 NaCl溶液中溶解度最低。 (2)在酒精溶液中的溶解性： 不溶于酒精溶液，但是细胞中的某些溶于酒精溶液。,0.14 mol/L,DNA,蛋白质,3.DNA对酶、高温和洗涤剂的耐受性 (1)对酶的耐受性：蛋白酶能水解

3、，但对 没有影响。 (2)对温度的耐受性：大多数蛋白质不能忍受 的高温，而DNA在 以上才会变性。 (3)对洗涤剂的耐受性：洗涤剂能够瓦解 ，但对 没有影响。 4.DNA的鉴定 在 的条件下，DNA与 反应呈现蓝色。,蛋白质,DNA,6080 ,80 ,细胞膜,DNA,沸水浴,二苯胺,问题探究,1.DNA溶解性原理 (1)结合DNA在NaCl溶液中的溶解度曲线，分析DNA在不同浓度NaCl溶液中的溶解度有何特点。,低于0.14 mol/L时：_。 高于0.14 mol/L时：_。,DNA的溶解度随NaCl溶液物质的量浓度增加而逐,渐降低,DNA的溶解度随NaCl溶液物质的量浓度增加而逐,渐升高

4、,答案 提取获得的DNA滤液中含有蛋白质、多糖和RNA等多种杂质，用2 mol/L的NaCl溶液溶解DNA，然后过滤获得滤液，能够去除该条件下不能溶解的杂质；调节NaCl溶液的物质的量浓度为0.14 mol/L，使DNA析出，然后过滤获得析出物，能够去除该条件下仍然能够溶解的杂质。,(2)结合图表分析，如何通过控制NaCl溶液的浓度使DNA在盐溶液中溶解或析出，以达到去除杂质的目的？,答案 可以将DNA和蛋白质进一步分离。,(3)DNA不溶于酒精溶液，而细胞中的某些蛋白质则溶于酒精溶液，此特点对于提取DNA有什么作用？,答案,答案 不同。原因如下： (1)蛋白质变性是指蛋白质在某些物理或化学因

5、素作用下其特定的空间构象被改变，从而导致其理化性质的改变以致生物学活性丧失。 (2)DNA变性是指DNA分子在高温等条件下，由稳定的双螺旋结构解聚为无规则线性结构的现象，变性时维持双螺旋稳定性的氢键断裂，当温度等条件恢复正常后，DNA的结构尚能恢复。,2.DNA的耐受性原理 DNA变性和蛋白质变性的实质相同吗？请说明原因。,答案,归纳总结,DNA粗提取的三个原理 (1)利用DNA随NaCl溶液浓度的不同而溶解度不同的原理可粗提取DNA。 (2)利用DNA不溶于酒精，而细胞内的其他许多物质可溶于酒精的原理可进一步提纯DNA。 (3)利用DNA对酶和高温的耐受性可以去除蛋白质杂质。,拓展应用,1.

6、在“DNA的粗提取与鉴定”实验中，实验原理是利用DNA在不同浓度的NaCl溶液中的溶解度不同来提取的，DNA的溶解度与图示曲线的对应点相符合的是 A.a点浓度最适合析出DNA B.b点浓度最适合析出DNA C.c点浓度最适合析出DNA D.d点浓度最适合析出DNA,答案,解析,解析 用高浓度的NaCl溶液溶解DNA，能除去在高盐溶液中不能溶解的杂质，用低浓度的NaCl溶液使DNA析出，能除去溶解在低盐溶液中的杂质，因此，反复溶解、析出DNA，能除去与DNA溶解度不同的杂质。从题图可以看出，DNA在浓度为0.14 moL/L的NaCl溶液中的溶解度最小，因此最适合析出DNA。随着NaCl溶液浓度

7、的增大或减小，溶解度均逐渐增大。,2.下列有关“DNA的粗提取与鉴定”实验的叙述，正确的是 A.利用DNA能溶于酒精溶液，而蛋白质不溶于酒精溶液，可将DNA与蛋白质分离 B.利用高温能使DNA变性，却对蛋白质没有任何影响的特性，可将DNA与蛋白质分离 C.利用DNA在0.14 mol/L NaCl溶液中溶解度最大的特点，可将DNA与蛋白质分离 D.在DNA滤液中加入嫩肉粉，通过木瓜蛋白酶的作用，可将DNA与蛋白质分离,答案,解析,解析 DNA不溶于酒精，而蛋白质等杂质溶于酒精，A项不正确。 蛋白质比DNA对温度的耐受性更差，因此更容易变性，B项不正确。 DNA在0.14 mol/L NaCl溶

8、液中溶解度最小，而蛋白质在该浓度的NaCl溶液中溶解度较大，因此可将DNA与蛋白质分离，C项不正确。 嫩肉粉中的木瓜蛋白酶只能催化蛋白质水解，而对DNA没有影响，因此，可将DNA与蛋白质分离，D项正确。,答案 利用了酶的专一性，嫩肉粉中的木瓜蛋白酶只能催化蛋白质水解，不能催化DNA水解。,一题多变 在DNA的粗提取过程中，使用嫩肉粉分离DNA与蛋白质的原理是什么？,答案,二、“DNA粗提取与鉴定”实验设计与操作提示,基础梳理,(一)实验设计 1.实验材料的选取 选用DNA含量 的生物组织。 2.破碎细胞，获取含DNA的滤液 (1)动物细胞的破碎 选材及方法：选用动物细胞作为实验材料时，由于其无

9、 ，因此可直接采用吸水涨破的方法。 过程：以鸡血为例 在鸡血细胞液中加入一定量的 ，同时用 搅拌，细胞会吸水涨破，然后用纱布过滤，过滤后收集滤液即可。,相对较高,细胞壁,蒸馏水,玻璃棒,(2)植物细胞的破碎 方法：需要先用 溶解细胞膜。 过程：以提取洋葱的DNA为例。 在切碎的洋葱中加入一定的 ，进行充分地搅拌和 ，过滤后收集研磨液。,洗涤剂,洗涤剂和食盐,研磨,3.去除滤液中的杂质,溶解度,浓度,嫩肉粉,木瓜,蛋白酶,6075 ,4.DNA的析出 利用DNA不溶于 这一原理，可从DNA溶液中析出比较纯净的DNA，此时DNA的状态为 。 5.DNA的鉴定 将白色丝状物溶解于5 mL物质的量浓度

10、为 中，再加入4 mL的 试剂，沸水浴加热5 min，冷却后观察溶液的颜色，同时设计不含DNA的NaCl溶液作为对照。,冷却的酒精溶液,白色丝状物,2 mol/L的NaCl溶液,二苯胺,(二)操作提示 1.以血液为实验材料时，每100 mL血液中需要加入3 g柠檬酸钠，防止。 2.加入洗涤剂后，动作要轻缓、柔和，否则容易产生 ，不利于后续步骤的操作。加入酒精和用玻璃棒搅拌时，动作要轻缓，以免加剧 ，导致DNA分子不能形成絮状沉淀。 3.鉴定DNA用的二苯胺试剂要 ，否则会影响鉴定的效果。,血液凝固,大量的泡沫,DNA分子的断裂,现配现用,问题探究,1.实验材料的选取 教材中所给的生物材料中，选

11、取哺乳动物的红细胞与鸡血提取DNA哪个效果更好？,答案 用鸡的血液。因为鸡血细胞核DNA含量丰富，材料易得，而哺乳动物的红细胞无细胞核，不含DNA。,答案,2.实验操作分析 (1)实验中应采用什么方法使鸡血细胞破裂？,答案 在鸡血细胞液中加入蒸馏水，使鸡血细胞吸水涨破。,答案 洗涤剂能瓦解细胞膜，有利于DNA的释放；食盐的主要成分是NaCl，有利于DNA的溶解。,(2)提取菜花的DNA时，加入洗涤剂和食盐的作用分别是什么？,答案,(3)实验过程要充分地搅拌和研磨，如果研磨不充分，会对实验结果产生怎样的影响？,答案 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，导致看不到丝状沉淀

12、物，用二苯胺鉴定不显示蓝色。,答案 搅拌时玻璃棒不能直插烧杯底部，并且搅拌要轻缓，以便获得较完整的DNA分子。,(4)实验过程中应如何使用玻璃棒搅拌？为什么？,答案,规律方法,DNA粗提取与鉴定实验中四个关键操作的目的 (1)两次加入蒸馏水,(2)三次加NaCl溶液,(3)三次过滤,(4)六次搅拌,拓展应用,3.在DNA的粗提取实验过程中，对DNA提取量影响较小的是 A.使鸡血细胞在蒸馏水中充分破裂，释放出DNA等核物质 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，直至黏稠物不再增多 D.要用冷酒精沉淀DNA，甚至可将混合液再放入冰箱中冷却,解析 A项的

13、做法是为了充分释放出核中的DNA分子，使进入滤液中的DNA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增多或减少。,答案,解析,(1)请写出的实验步骤名称 ； ； ； 。 (2)A、B两支试管中， 试管中含 有DNA， 试管起对照作用。,解析 在解答本题时，一定要先将 图中的每一步操作都看清楚，然后 根据图中的有关文字提示判断每一步实验操作的名称。,提取细胞核物质,析出DNA的黏稠物,用冷却的酒精析出DNA,DNA的鉴定,B,A,4.下图所示为DNA的粗提取与鉴定实验的实验步骤，请据图回答下列问题：,答案,解析,答案 在滤液中加入2 mo

14、l/L 的NaCl溶液，然后再加入蒸馏水，直到黏稠物不再增加为止。能将DNA析出的原因是，DNA在NaCl溶液中的溶解度随着NaCl溶液浓度的改变而改变，在0.14 mol/L时溶解度最低。,一题多变 (1)步骤是如何操作的？为什么能将DNA析出？,答案 步骤是根据DNA和某些蛋白质在酒精中的溶解度不同而进行操作的，DNA不溶于酒精，但某些蛋白质能溶于酒精，据此可以溶解一些杂质，析出含杂质较少的DNA。,(2)步骤的实验原理是什么？,答案,课堂小结,溶解度,冷却的酒精,洗涤剂,蓝色,蓝色,当堂检测,2,3,4,5,1,1.蛋白酶能将蛋白质水解而使染色质中的DNA分离出来。下列药品可达到上述同一

15、目的的是 A.蒸馏水 B.NaCl溶液 C.NaOH溶液 D.盐酸,答案,解析 蛋白酶是利用酶的专一性将DNA和蛋白质分离，而NaCl溶液则是利用DNA和蛋白质在该溶液中的溶解度不同将其分离。,解析,2.下表有关“DNA粗提取和鉴定”的相关操作中所选取的试剂，不正确的是,2,3,4,1,5,答案,解析 鉴定DNA的试剂是二苯胺，用双缩脲试剂鉴定蛋白质。,解析,3.在DNA的粗提取和鉴定实验中，有两次DNA的沉淀析出，其依据的原理是 DNA在NaCl溶液物质的量浓度为0.14 mol/L时溶解度最低 DNA在冷却的体积分数为95%的酒精溶液中能沉淀析出 A.两次都是 B.两次都是 C.第一次是，

16、第二次是 D.第一次是，第二次是,2,3,4,1,5,答案,解析 第一次沉淀析出是利用浓NaCl溶液溶解核内DNA之后，加蒸馏水稀释NaCl溶液至物质的量浓度为0.14 mol/L，使DNA溶解度降低而析出；第二次沉淀析出是用冷酒精溶液使DNA凝集并溶解非DNA物质，达到提纯DNA的目的。,解析,4.下列关于“DNA的粗提取与鉴定”实验的叙述中，正确的是 A.用鸡血作为材料，原因是鸡血红细胞有细胞核，其他动物红细胞没有细胞核 B.用不同浓度的NaCl溶液进行DNA粗提取，原因是DNA在其中溶解度不同 C.用酒精进行提纯，原因是DNA溶于酒精，蛋白质不溶于酒精 D.用二苯胺试剂进行鉴定，原因是D

17、NA溶液中加入二苯胺试剂即呈蓝色,2,3,4,1,5,答案,解析,2,3,4,1,5,解析 只有哺乳动物的成熟红细胞没有细胞核，A选项错误； DNA不溶于酒精，蛋白质溶于酒精，所以可用冷却的酒精来对DNA进行提纯，C选项错误； DNA溶液中加入二苯胺试剂后要在水浴加热的情况下才能出现蓝色，D选项错误。,5.下图为“DNA的粗提取与鉴定”实验的相关操作。,2,3,4,1,5,(1)图中实验材料A可以是 等，研磨前加入的B应该是_。 (2)通过上述所示步骤得到滤液C后，再向滤液中加入2 mol/L的NaCl溶液的目的是 ，再过滤得到滤液D，向滤液D中加入蒸馏水的目的是 。,答案,洋葱(菜花等),洗涤剂,和食盐,使DNA溶解,使DNA(溶解度下降而沉淀)析出,(3)在“DNA的粗提取与鉴定”实验中，将含有一定杂质的DNA丝状物分别放入体积为2 mL的4种溶液中，经搅拌后过滤，获得如表所示的4种滤液，含DNA最少的是滤液 。,2,3,4,1,5,H,(4)DNA鉴定的原理是 。,在沸水浴条件下，DNA与二苯胺反应呈现蓝色,答案,