人教版選修1 專題五 課題1 DNA的粗提取與鑒定 學(xué)案.doc

課題1dna的粗提取與鑒定1dna在0.14 mol/ l nacl溶液中溶解度最低。2dna不溶于酒精，但是細(xì)胞中的某些蛋白質(zhì)溶于酒精，可利用酒精 將dna和蛋白質(zhì)分開。3dna對(duì)蛋白酶、高溫和洗滌劑有耐受性。4在加熱條件下，dna遇二苯胺會(huì)被染成藍(lán)色。5哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞不含細(xì)胞核，不能作為提取dna的實(shí)驗(yàn)材 料。若選取肝臟細(xì)胞或植物細(xì)胞，則必須充分研磨。6雞血中加入檸檬酸鈉可防止血液凝固。7用玻璃棒攪拌時(shí)，動(dòng)作要輕緩且沿同一個(gè)方向進(jìn)行，以免加劇dna分子的斷裂。一、實(shí)驗(yàn)原理1.提取思路：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，提取dna，去除其他成分。2.提取原理(1)dna的溶解性：dna和蛋白質(zhì)等其他成分在不同濃度的nacl溶液中溶解度不同，利用這一特點(diǎn)，選擇適當(dāng)?shù)柠}濃度就能使dna充分溶解，而使雜質(zhì)沉淀，或者相反，以達(dá)到分離的目的。dna不溶于酒精溶液，但是細(xì)胞中的某些蛋白質(zhì)則可溶于其中。(2)dna對(duì)酶、高溫和洗滌劑的耐受性：蛋白酶能水解蛋白質(zhì)，但對(duì)dna沒有影響。大多數(shù)蛋白質(zhì)不能忍受6080的高溫，發(fā)生變性，而dna在80_以上才會(huì)變性。洗滌劑能夠瓦解細(xì)胞膜，但對(duì)dna沒有影響。 二、實(shí)驗(yàn)操作1.實(shí)驗(yàn)材料的選取選用dna含量相對(duì)較高的生物組織，成功的可能性更大。2.破碎細(xì)胞，獲取含dna的濾液(1)動(dòng)物細(xì)胞的破碎(以雞血為例)：在雞血細(xì)胞液中加入一定量的蒸餾水，同時(shí)用玻璃棒攪拌，過(guò)濾后收集濾液即可。(2)植物細(xì)胞的破碎(以洋蔥為例)：先將洋蔥切碎，然后加入一定的洗滌劑和食鹽，進(jìn)行充分地?cái)嚢韬脱心?，過(guò)濾后收集研磨液。3去除濾液中的雜質(zhì)(1)方案一：通過(guò)控制nacl溶液的濃度去除雜質(zhì)。(2)方案二：直接在濾液中加入嫩肉粉，反應(yīng)1015 min，嫩肉粉中的木瓜蛋白酶能夠分解蛋白質(zhì)。(3)方案三：將濾液放在6075_的恒溫水浴箱中保溫1015 min，使蛋白質(zhì)變性而與dna分離。4dna的析出在濾液中加入與濾液體積相等的、冷卻的酒精溶液，靜置23 min，溶液中會(huì)出現(xiàn)白色絲狀物，用玻璃棒沿一個(gè)方向攪拌，卷起絲狀物。5dna的鑒定將呈白色絲狀的dna溶解于5 ml物質(zhì)的量濃度為2 mol/l的nacl溶液中，再加入4 ml的二苯胺試劑，沸水中加熱5 min，冷卻后觀察溶液的顏色，注意要同時(shí)設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)。三、操作提示1.以血液為實(shí)驗(yàn)材料時(shí)，每100 ml血液中需要加入3 g檸檬酸鈉，防止血液凝固。2.加入洗滌劑后，動(dòng)作要輕緩、柔和，否則容易產(chǎn)生大量的泡沫，不利于后續(xù)步驟的操作。加入酒精和用玻璃棒攪拌時(shí)，動(dòng)作要輕緩，以免加劇dna分子的斷裂，導(dǎo)致dna分子不能形成絮狀沉淀。3.鑒定dna用的二苯胺試劑要現(xiàn)配現(xiàn)用，否則會(huì)影響鑒定的效果。1下圖中能反映dna溶解度與nacl溶液濃度之間關(guān)系 的是()解析：選cdna在nacl溶液中的溶解度隨著nacl溶液濃度的變化而變化，在nacl溶液濃度為0.14 mol/l時(shí)dna溶解度最小。2.在dna粗提取與鑒定實(shí)驗(yàn)中，除去雜質(zhì)時(shí)將濾液放在6075 的恒溫水浴箱中保溫1015 min的目的是()a使dna變性b使蛋白質(zhì)變性c使dna和蛋白質(zhì)變性 d分解蛋白質(zhì)解析：選b大多數(shù)蛋白質(zhì)不能忍受6080 的高溫，而dna在80 以上才會(huì)變性。在6075 的恒溫水 浴箱中保溫1015 min，目的是使蛋白質(zhì)變性，然后分離得到dna。3在制備雞血細(xì)胞液的過(guò)程中，加入檸檬酸鈉的目的是()a防止凝血 b加快dna析出c加快dna溶解 d加速凝血解析：選a檸檬酸鈉是抗凝血物質(zhì)，防止凝血，有利于雞血細(xì)胞液的制備。1dna與蛋白質(zhì)在nacl溶液中的溶解度項(xiàng)目溶解規(guī)律2 mol/l的nacl溶液0.14 mol/l的nacl溶液dna溶解析出蛋白質(zhì)部分發(fā)生鹽析沉淀溶解總結(jié)dna和蛋白質(zhì)等其他成分在不同濃度的nacl溶液中溶解度不同；選擇適當(dāng)?shù)柠}溶液就能使dna充分溶解，而使雜質(zhì)沉淀，或者相反，以達(dá)到分離目的名師點(diǎn)撥高溫和鹽溶液對(duì)dna和蛋白質(zhì)的影響不同(1)鹽析過(guò)程中dna的空間結(jié)構(gòu)不變，沒有變性，只是溶解度在不同鹽濃度下溶解度不同，因此改變鹽濃度，可重新使dna溶解。(2)高溫使dna和蛋白質(zhì)變性時(shí)破壞的鍵不同。dna變性時(shí)，氫鍵被破壞；降溫時(shí)dna能復(fù)性，是可逆過(guò)程。而蛋白質(zhì)變性時(shí)往往是二硫鍵被破壞，因此蛋白質(zhì)變性是不可逆的。2dna提取與鑒定的原理和方法基本原理方法目的dna在不同濃度的nacl溶液中的溶解度不同溶于nacl溶液中并稀釋nacl溶液為2 mol/l時(shí)，dna溶解，而部分蛋白質(zhì)發(fā)生鹽析生成沉淀，通過(guò)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溶液稀釋至0.14 mol/l時(shí)，dna析出，過(guò)濾可除去溶于nacl溶液的部分蛋白質(zhì)和其他雜質(zhì)dna不被蛋白酶所水解加入嫩肉粉嫩肉粉中含木瓜蛋白酶，分解蛋白質(zhì)dna不溶于酒精溶液加入冷卻酒精(95%)dna析出，除去溶于酒精的蛋白質(zhì)dna可被二苯胺染成藍(lán)色加入二苯胺，并沸水浴加熱鑒定dna題組沖關(guān)1在“dna的粗提取與鑒定”實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)原理是dna在不同濃度的nacl溶液中的溶解度不同。dna的溶解和析出與圖中所示曲線的對(duì)應(yīng)點(diǎn)符合的是()aa點(diǎn)濃度最適合析出dnabb點(diǎn)濃度最適合析出dnacc點(diǎn)濃度最適合溶解dnadd點(diǎn)濃度最適合析出dna解析：選b用高濃度的nacl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nacl溶液使dna析出，能除去溶解在低鹽溶液中的雜質(zhì)，因此，反復(fù)溶解、析出dna能除去與dna溶解度不同的雜質(zhì)。從題圖可以看出，dna在濃度為0.14 mol/l的nacl溶液中(b點(diǎn))的溶解度最小，因此最適合析出dna，但是隨著nacl溶液濃度的增大或減小，溶解度均逐漸增大。2下列有關(guān)“dna的粗提取與鑒定”實(shí)驗(yàn)的敘述，正確的是()a利用dna溶于酒精，而蛋白質(zhì)不溶于酒精的原理可將dna與蛋白質(zhì)分離b利用高溫能使蛋白質(zhì)變性，卻對(duì)dna沒有影響的特性，可將dna與蛋白質(zhì)分離c在溶有dna的物質(zhì)的量濃度為2 mol/l的氯化鈉溶液中緩緩加入蒸餾水，輕輕攪拌后過(guò)濾，取濾液進(jìn)行以后的實(shí)驗(yàn)d在dna濾液中加入嫩肉粉，通過(guò)木瓜蛋白酶的作用，可將dna與蛋白質(zhì)分離解析：選d利用dna不溶于酒精，而蛋白質(zhì)溶于酒精的原理可將dna和蛋白質(zhì)分開。溫度過(guò)高，dna和蛋白質(zhì)的活性都會(huì)受到影響。在物質(zhì)的量濃度為2 mol/l的氯化鈉溶液中dna的溶解度較大，但加入蒸餾水后，dna溶解度降低，dna析出，過(guò)濾后應(yīng)取其黏稠物進(jìn)行以后的實(shí)驗(yàn)。蛋白酶能分解蛋白質(zhì)，而不能分解dna，因此可利用嫩肉粉中的木瓜蛋白酶將dna和蛋白質(zhì)分離。1實(shí)驗(yàn)材料的選取不同生物組織中dna的含量不同，在選取材料時(shí)，應(yīng)依據(jù)“dna含量高、材料易得、便于提取”的原則，如雞血、菜花、洋蔥等。若選取雞血作為實(shí)驗(yàn)材料，可在雞血細(xì)胞液中加入一定量的蒸餾水，同時(shí)用玻璃棒攪拌，使血細(xì)胞吸水破裂，釋放核物質(zhì)，過(guò)濾后收集濾液。若選取植物細(xì)胞，應(yīng)加入一定量的洗滌劑和食鹽，并進(jìn)行充分地?cái)嚢韬脱心ィ^(guò)濾后收集研磨液。2.提取dna的實(shí)驗(yàn)步驟步驟實(shí)驗(yàn)操作目的制備雞血細(xì)胞液每100 ml血液中加入3 g檸檬酸鈉，然后靜置或離心，除去上清液防止血液凝固，使血細(xì)胞與血漿分離提取細(xì)胞核物質(zhì)在雞血細(xì)胞液中加入一定量的蒸餾水，并充分?jǐn)嚢?，過(guò)濾后收集濾液使細(xì)胞因過(guò)度吸水而破裂，釋放核物質(zhì)溶解dna向上述濾液中加入nacl，使nacl溶液物質(zhì)的量濃度為2 mol/l，并用玻璃棒沿一個(gè)方向攪拌，然后過(guò)濾溶解dna，過(guò)濾除去不溶的雜質(zhì)析出dna向上述濾液中緩緩加入蒸餾水并輕輕攪拌，至白色絲狀黏稠物不再增加時(shí)停止加水，然后用多層紗布過(guò)濾使nacl溶液的濃度降至0.14 mol/l，析出dna，過(guò)濾除去溶于該濃度的nacl溶液的雜質(zhì)dna的再溶解將紗布上的黏稠物放入2 mol/l的nacl溶液中，攪拌至完全溶解，然后過(guò)濾溶解dna，過(guò)濾除去雜質(zhì)提取較純凈的dna向上述濾液中加入等體積的體積分?jǐn)?shù)為95%的冷卻酒精溶液，待出現(xiàn)絲狀物時(shí)用玻璃棒沿一個(gè)方向攪拌，將絲狀物卷起除去溶于酒精的雜質(zhì)，獲得較純凈的dna3dna的鑒定試管序號(hào)ab1加入2 mol/l的nacl溶液5 ml2加dna絲狀物溶解3加4 ml二苯胺混勻4沸水浴5 min實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象變藍(lán)不變色實(shí)驗(yàn)結(jié)論dna在沸水浴條件下，遇二苯胺會(huì)變成藍(lán)色4.實(shí)驗(yàn)操作分析(1)實(shí)驗(yàn)中有2次加入蒸餾水，第一次加入的目的是使雞血細(xì)胞吸水漲破，第二次加入的目的是稀釋nacl溶液至0.14 mol/l，從而析出dna。(2)實(shí)驗(yàn)中有3次加入nacl，作用均為溶解dna。(3)實(shí)驗(yàn)中有4次過(guò)濾：第一次過(guò)濾第二次過(guò)濾第三次過(guò)濾第四次過(guò)濾濾液中含dna的核物質(zhì)dna溶于0.14 mol/l nacl溶液的雜質(zhì)dna紗布上細(xì)胞膜、核膜等殘片不溶于2 mol/l nacl溶液的雜質(zhì)dna不溶于2 mol/l nacl溶液的雜質(zhì)過(guò)濾前加入的物質(zhì)蒸餾水nacl溶液蒸餾水nacl溶液過(guò)濾目的去除細(xì)胞膜、核膜等雜質(zhì)去除不溶于2 mol/l nacl溶液的雜質(zhì)去除溶于0.14 mol/l nacl溶液的雜質(zhì)去除不溶于2 mol/l nacl溶液的雜質(zhì)名師點(diǎn)撥dna的粗提取與鑒定中的注意事項(xiàng)(1)過(guò)濾含dna的黏稠物時(shí)不能用濾紙代替紗布，否則會(huì)因dna被吸附到濾紙上，而導(dǎo)致dna大量損失。(2)用玻璃棒攪拌時(shí)，動(dòng)作要緩慢且沿同一方向進(jìn)行，目的是防止dna被破壞。(3)盛放雞血細(xì)胞液的容器最好是塑料器具，因?yàn)閐na易被玻璃制品吸附，影響最終的dna提取量。最后提取dna用于鑒定時(shí)，可用玻璃棒將dna卷出。(4)二苯胺試劑要現(xiàn)配現(xiàn)用，否則二苯胺會(huì)變成淺藍(lán)色，影響鑒定效果。(5)鑒定dna還可使用甲基綠染液，甲基綠染液可將dna染成綠色。題組沖關(guān)3在dna的粗提取和鑒定實(shí)驗(yàn)中，以下操作步驟錯(cuò)誤的是()a將雞血細(xì)胞置于蒸餾水中并用玻璃棒攪拌釋放出dna等核物質(zhì)b在dna析出和再溶解過(guò)程中要用玻璃棒沿一個(gè)方向輕緩攪動(dòng)c在用酒精析出dna時(shí)，要使用冷酒精，甚至再將混合液放入冰箱中冷卻d鑒定dna時(shí)，需要將甲基綠試劑加入含dna的溶液中并進(jìn)行水浴加熱解析：選d將雞血細(xì)胞置于蒸餾水中并用玻璃棒攪拌有利于細(xì)胞吸水漲破，釋放出dna等核物質(zhì)；在dna析出和再溶解過(guò)程中要用玻璃棒沿一個(gè)方向輕緩攪動(dòng)，防止dna鏈斷裂；在用酒精析出dna時(shí)，要使用冷酒精，甚至再將混合液放入冰箱中冷卻；鑒定dna時(shí)，需要將二苯胺試劑加入含dna的溶液中并進(jìn)行水浴加熱。4如圖為“dna的粗提取與鑒定”的實(shí)驗(yàn)裝置，請(qǐng)回答問題：(1)本實(shí)驗(yàn)材料選用雞血細(xì)胞液，而不是雞全血，主要原因是雞血細(xì)胞液中_含量較高。(2)圖a中加入蒸餾水的目的是_。(3)通過(guò)圖b所示步驟取得濾液后，再向?yàn)V液中加入nacl，使nacl溶液物質(zhì)的量濃度為2 mol/l的目的是_。(4)圖c所示加入蒸餾水的目的是_。(5)為鑒定實(shí)驗(yàn)所得絲狀物的主要成分是dna，可用_試劑進(jìn)行檢測(cè)，在沸水浴條件下，可以看到顏色反應(yīng)為_色。解析：(1)雞血細(xì)胞核內(nèi)dna含量豐富，材料易得；雞全血包括血漿，而雞血細(xì)胞液為雞全血除去血漿后剩下的部分，其中dna含量