高中生物 專(zhuān)題5 DNA和蛋白質(zhì)技術(shù) 課題1 DNA的粗提取與鑒定課件 新人教版選修11

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1、 目標(biāo)導(dǎo)航預(yù)習(xí)導(dǎo)引 目標(biāo)導(dǎo)航預(yù)習(xí)導(dǎo)引一二一、提取DNA的方法1.基本思路: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.DNA的理化性質(zhì) 目標(biāo)導(dǎo)航預(yù)習(xí)導(dǎo)引一二3.DNA的鑒定:在沸水浴的條件下,DNA與二苯胺反應(yīng)呈現(xiàn)藍(lán)色。DNA在不同濃度的NaCl溶液中析出與溶解過(guò)程是否屬于變性?為什么?提示：不屬于。析出與溶解只是DNA在不同濃度的NaCl溶液中的溶解度發(fā)生改變,使得處于溶解狀態(tài)的DNA分子出現(xiàn)量的差異過(guò) 程的體現(xiàn),該過(guò)程對(duì)DNA分子的結(jié)構(gòu)沒(méi)有任何影響,不屬于變性。 目標(biāo)導(dǎo)航預(yù)習(xí)導(dǎo)引一二二、DNA粗提取與鑒定實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)1.過(guò)程(2)破碎細(xì)胞,獲取含

2、DNA的濾液動(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。植物細(xì)胞的破碎:(以洋蔥為例)先將洋蔥切碎,加入一定量的洗 滌劑和食鹽,充分?jǐn)嚢韬脱心?過(guò)濾后收集研磨液。 目標(biāo)導(dǎo)航預(yù)習(xí)導(dǎo)引一二(3)去除濾液中的雜質(zhì)方案一:通過(guò)控制NaCl溶液的濃度去除雜質(zhì)。方案二:直接在濾液中加入嫩肉粉,反應(yīng)1015 min,其中的木瓜蛋白酶能夠分解蛋白質(zhì)。方案三:將濾液放在6075 的恒溫水浴箱中保溫1015 min。 (4)DNA的進(jìn)一步提純利用DNA不溶于酒精溶液這一原理,可從溶液中析出較純凈的DNA,此時(shí)DNA的狀態(tài)為白色絲狀物。(5)DNA的鑒定將呈白色

3、絲狀物的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(guān)察溶液顏色,注意要同時(shí)設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)。 目標(biāo)導(dǎo)航預(yù)習(xí)導(dǎo)引一二2.操作提示(1)防止血液凝固:每100 mL血液需加入3 g檸檬酸鈉。(2)減少產(chǎn)生泡沫:加入洗滌劑后,動(dòng)作要輕緩、柔和。(3)避免DNA斷裂:加入酒精和用玻璃棒攪拌時(shí),動(dòng)作要輕緩。(4)二苯胺試劑要現(xiàn)配現(xiàn)用。 目標(biāo)導(dǎo)航預(yù)習(xí)導(dǎo)引一二(1)你能總結(jié)一下DNA、RNA在細(xì)胞中的分布規(guī)律嗎?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(xiàn)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)

4、基質(zhì)、核糖體、葉綠體、線(xiàn)粒體)中。(2)你能列舉不能用來(lái)提取DNA的細(xì)胞嗎?請(qǐng)給出必要的解釋。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)觀(guān)察DNA、RNA在細(xì)胞中分布實(shí)驗(yàn)的原理是什么?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(guān)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。 知識(shí)精要典題例解遷移應(yīng)用知識(shí)架構(gòu)一二一、提取DNA的方法和原理1.DNA粗提取的思路利用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,選用一定的物理或化學(xué)方法提取DNA,去除其他成分。 知識(shí)精要典題例解遷移應(yīng)用知識(shí)

5、架構(gòu)一二2.DNA粗提取的原理、方法和目的 知識(shí)精要典題例解遷移應(yīng)用知識(shí)架構(gòu)一二 一二知識(shí)精要典題例解遷移應(yīng)用知識(shí)架構(gòu)【例1】 用過(guò)濾的方法得到溶有DNA的氯化鈉溶液后,還要用酒精處理,可以得到較純凈的DNA。這是因?yàn)?)A.DNA易溶于酒精,而濾液中某些雜質(zhì)不易溶于酒精B.DNA不易溶于酒精,而濾液中某些雜質(zhì)易溶于酒精C.DNA和濾液中其他成分更易溶于酒精D.DNA和濾液中其他成分都不溶于酒精解析：在溶液中加入酒精,用玻璃棒沿一個(gè)方向攪拌,卷起的絲狀物就是析出的DNA。因此,利用的原理是DNA不易溶于酒精,而濾液中某些雜質(zhì)易溶于酒精。答案：B 一二知識(shí)精要典題例解遷移應(yīng)用知識(shí)架構(gòu) 一二知識(shí)精

6、要典題例解遷移應(yīng)用知識(shí)架構(gòu) 一二知識(shí)精要典題例解遷移應(yīng)用知識(shí)架構(gòu)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.RNA D.DNA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。答案：D 一二知識(shí)精要典題例解遷移應(yīng)用知識(shí)架構(gòu)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 一二知識(shí)精要典題例解遷移應(yīng)用知識(shí)架構(gòu)二、DNA的粗提取與鑒定的實(shí)驗(yàn)操作1.方法步驟(以雞血細(xì)胞為例)溶解核內(nèi)DNA:上述濾液加入物質(zhì)的量濃度為2 mol/L 的NaCl溶

7、液,玻璃棒沿同一個(gè)方向攪拌過(guò)濾除去不溶雜質(zhì) 一二知識(shí)精要典題例解遷移應(yīng)用知識(shí)架構(gòu)析出含DNA的絲狀物:向上述濾液緩緩加入蒸餾水,并輕輕地沿一個(gè)方向攪拌,出現(xiàn)絲狀物,當(dāng)絲狀物不再增加時(shí),停止加水(此時(shí)NaCl溶液濃度相當(dāng)于物質(zhì)的量濃度為0.14 mol/L)過(guò)濾含DNA的絲狀物:用多層紗布過(guò)濾,含DNA的絲狀物留在紗布上DNA的絲狀物再溶解:再次用物質(zhì)的量濃度為2 mol/L 的NaCl溶液溶解DNA的絲狀物提取含雜質(zhì)較少的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,靜置23 min,溶液中出現(xiàn)白色絲狀物,用玻璃 棒沿一個(gè)方向攪拌,卷起絲狀物,并用濾紙吸去上面的水分 一二知識(shí)

8、精要典題例解遷移應(yīng)用知識(shí)架構(gòu)2.DNA的鑒定實(shí)驗(yàn)原理 一二知識(shí)精要典題例解遷移應(yīng)用知識(shí)架構(gòu)【例2】 下列關(guān)于“DNA粗提取與鑒定實(shí)驗(yàn)”的敘述,正確的是()A.洗滌劑能瓦解細(xì)胞膜并增加DNA在NaCl溶液中的溶解度B.將DNA絲狀物放入二苯胺試劑中沸水浴后冷卻變藍(lán)C.常溫下菜花勻漿中有些酶類(lèi)會(huì)影響DNA的提取D.用玻璃棒緩慢攪拌濾液會(huì)導(dǎo)致DNA獲得量減少解析：洗滌劑能瓦解細(xì)胞膜,使DNA從細(xì)胞中釋放出來(lái),但是不能增加DNA在NaCl溶液中的溶解度。將DNA絲狀物溶解在物質(zhì)的量濃度為2 mol/L的NaCl溶液中,然后放入二苯胺試劑,沸水浴后冷卻可觀(guān)察到藍(lán)色出現(xiàn)?！癉NA析出”的步驟中,必須用玻璃

9、棒緩緩攪拌使DNA聚集,防止DNA在攪拌的過(guò)程中斷裂而使DNA獲得量減少。 答案：C 一二知識(shí)精要典題例解遷移應(yīng)用知識(shí)架構(gòu) 一二知識(shí)精要典題例解遷移應(yīng)用知識(shí)架構(gòu) 一二知識(shí)精要典題例解遷移應(yīng)用知識(shí)架構(gòu) 一二知識(shí)精要典題例解遷移應(yīng)用知識(shí)架構(gòu)在破碎雞血細(xì)胞時(shí),要先加入20 mL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。答案：B 一二知識(shí)精要典題例解遷移應(yīng)用知識(shí)架構(gòu)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

10、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)胞液中加入足量的蒸餾水,以便使細(xì)胞破裂。(3)實(shí)驗(yàn)中有兩次使用蒸餾水。第一次加蒸餾水是在獲取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?應(yīng)不少于5 min,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。(4)在DNA的析出與鑒定中,必須使用冷酒精(至少在5 以下存放24 h),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。 一二知識(shí)精要典題例解遷移應(yīng)用知識(shí)架構(gòu)2

11、.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)二苯胺試劑配制時(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)應(yīng)注意區(qū)分,否則會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 知識(shí)架構(gòu)一二 1.混淆實(shí)驗(yàn)中 “三次過(guò)濾”和“三次加氯化鈉溶液”的操作目的。(1)DNA粗提取中共有三次過(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12層紗

12、布。去除濾液中雜質(zhì)時(shí),要用其濾出黏稠物,使用多層紗布。(2)實(shí)驗(yàn)中有三次加氯化鈉溶液。第一次是在破碎細(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2 mol/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。 【例1】 在“DNA粗提取與鑒定”實(shí)驗(yàn)中,將獲得的含有DNA的黏稠物(含較多物質(zhì))分別處理如下:(1)放入物質(zhì)的量濃度為2 mol/L的氯化鈉溶液中,攪拌后過(guò)濾,得到黏稠物A和濾液a;(2)放入物質(zhì)的量濃度為0.14 mol/L的氯化鈉溶液中,攪

13、拌后過(guò)濾,得到黏稠物B和濾液b;(3)放入冷卻的體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精溶液中,攪拌后過(guò)濾,得到黏稠物C和濾液c。以上過(guò)程獲得的濾液和黏稠物中,因?yàn)橹缓猩倭緿NA而可以丟棄的是()A.AbCB.ABcC.Abc D.abc 解析：(1)由于DNA可以溶于氯化鈉溶液中,在物質(zhì)的量濃度為2 mol/L的氯化鈉溶液中DNA的溶解度較高,攪拌過(guò)濾后,DNA存在于得到的濾液a,而黏稠物A只含有少量DNA而可以丟棄;(2)DNA在物質(zhì)的量濃度為0.14 mol/L的氯化鈉溶液中溶解度最低,此時(shí)DNA會(huì)從溶液中析出,攪拌過(guò)濾后,得到黏稠物B主要就是DNA,因此濾液b可以丟棄;(3)由于DNA不溶于酒精,而其

14、他雜質(zhì)可以溶于酒精,因此放入冷卻的體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精溶液中,攪拌過(guò)濾后,DNA存在于黏稠物C中,濾液c可以丟棄。答案：C 2.誤以為鑒定DNA時(shí)既可以用二苯胺也可以用甲基綠。甲基綠本身是藍(lán)綠色的堿性染料,它易與聚合程度高的DNA結(jié)合呈現(xiàn)綠色。因?yàn)榧谆G本身有顏色,就算沒(méi)有DNA,它也會(huì)是藍(lán)綠色,所以用甲基綠不是很準(zhǔn)確。而二苯胺和DNA反應(yīng)呈現(xiàn)藍(lán)色。鑒定時(shí)溶液藍(lán)色的深淺,與溶液中DNA含量的多少有關(guān)。因此用二苯胺鑒定DNA更準(zhǔn)確?！纠?】 下列有關(guān)實(shí)驗(yàn)的敘述,正確的是()A.在DNA粗提取和鑒定實(shí)驗(yàn)中,可以用甲基綠代替二苯胺檢測(cè)B.用斐林試劑檢測(cè)還原性糖時(shí),可以用西瓜汁代替蘋(píng)果或梨勻漿C.在觀(guān)察洋蔥根尖細(xì)胞有絲分裂時(shí),可用表皮細(xì)胞代替根尖細(xì)胞D.平板劃線(xiàn)法和稀釋涂布平板法是微生物接種的常用方法 解析：甲基綠是染色劑,易與聚合程度高的DNA結(jié)合呈現(xiàn)綠色。因?yàn)槠浔旧碛蓄伾?就算沒(méi)有DNA,它也會(huì)是藍(lán)綠色,所以在DNA粗提取和鑒定實(shí)驗(yàn)中,不能用甲基綠代替二苯胺檢測(cè),A項(xiàng)錯(cuò)誤;用斐林試劑檢測(cè)還原性糖時(shí),因?yàn)槲鞴现m富含還原性糖但是紅色的,所以不可以用西瓜汁代替蘋(píng)果或梨勻漿,B項(xiàng)錯(cuò)誤;在觀(guān)察洋蔥根尖細(xì)胞有絲分裂時(shí),由于表皮細(xì)胞是成熟細(xì)胞,不可以分裂,所以不可以用表皮細(xì)胞代替根尖細(xì)胞,C項(xiàng)錯(cuò)誤;平板劃線(xiàn)法和稀釋涂布平板法是微生物接種的常用方法,D項(xiàng)正確。答案：D