高中生物 第1部分 專題5 課題1 DNA的粗提取與鑒定課件 新人教版選修1

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1、第第1部部分分專專題題5課課題題1理解教材理解教材新知新知把握熱點(diǎn)把握熱點(diǎn)考向考向應(yīng)用創(chuàng)新應(yīng)用創(chuàng)新演練演練知識點(diǎn)一知識點(diǎn)一知識點(diǎn)二知識點(diǎn)二考向一考向一考向二考向二 1.DNA在在0.14 mol/L NaCl溶液中溶解度最低。溶液中溶解度最低。 2DNA不溶于酒精，但是細(xì)胞中的某些蛋不溶于酒精，但是細(xì)胞中的某些蛋 白質(zhì)溶于酒精，可利用酒精將白質(zhì)溶于酒精，可利用酒精將DNA和蛋和蛋 白質(zhì)分開。白質(zhì)分開。3DNA對蛋白酶、高溫和洗滌劑有耐受性。對蛋白酶、高溫和洗滌劑有耐受性。4在加熱條件下，在加熱條件下，DNA遇二苯胺會被染成藍(lán)色。遇二苯胺會被染成藍(lán)色。5哺乳動物成熟的紅細(xì)胞不含細(xì)胞核，不能作為提

2、取哺乳動物成熟的紅細(xì)胞不含細(xì)胞核，不能作為提取DNA的的實(shí)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。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實(shí)驗(yàn)中加入檸檬酸鈉的作用：作為抗凝劑，防止血液凝固。實(shí)驗(yàn)中加入檸檬酸鈉的作用：作為抗凝劑，防止血液凝固。 自讀教材自讀教材夯基礎(chǔ)夯基礎(chǔ) 1原理原理 (1)DNA和蛋白質(zhì)等其他成分在和蛋白質(zhì)等其他成分在 溶液溶液中溶解度不同，利用這一特點(diǎn)，選擇適當(dāng)?shù)闹腥芙舛炔煌?，利用這一特點(diǎn)，選擇適當(dāng)?shù)?就能就能使使DNA充分溶解，而使充分溶解，而使 沉淀，或者相反，以達(dá)到分沉淀，或者相反，以達(dá)到分離目的。離目的。 (2)DNA不溶于酒精溶液，但是細(xì)胞

3、中的某些蛋白質(zhì)不溶于酒精溶液，但是細(xì)胞中的某些蛋白質(zhì)溶于酒精，這樣可將溶于酒精，這樣可將DNA和蛋白質(zhì)進(jìn)一步分離。和蛋白質(zhì)進(jìn)一步分離。不同濃度的不同濃度的NaCl鹽濃度鹽濃度雜質(zhì)雜質(zhì)(3)DNA的鑒定：的鑒定：DNA 。二苯胺二苯胺藍(lán)色藍(lán)色 2DNA的耐受性的耐受性 (1)蛋白酶不能水解蛋白酶不能水解 ，能水解，能水解 。 (2)DNA在在 變性，大多數(shù)蛋白質(zhì)在變性，大多數(shù)蛋白質(zhì)在 就可以變性。就可以變性。 (3)洗滌劑不能分解洗滌劑不能分解 ，但可以瓦解，但可以瓦解 。DNA蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)80 以上以上60 80 DNA細(xì)胞膜細(xì)胞膜 如何將如何將DNA進(jìn)一步提純？提純后是否能得到純凈的進(jìn)一步提

4、純？提純后是否能得到純凈的DNA? 提示：提示：利用利用DNA不溶于冷酒精，而蛋白質(zhì)溶于冷酒不溶于冷酒精，而蛋白質(zhì)溶于冷酒精的原理進(jìn)一步提純精的原理進(jìn)一步提純DNA。提純后的。提純后的DNA中仍含有一定中仍含有一定量雜質(zhì)。量雜質(zhì)。 跟隨名師跟隨名師解疑難解疑難 溶解規(guī)律溶解規(guī)律2 mol/LNaCl溶液溶液0.14 mol/LNaCl溶液溶液DNA溶解溶解析出析出蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)NaCl溶液濃度從溶液濃度從2 mol/L降低的過程降低的過程中，蛋白質(zhì)溶解中，蛋白質(zhì)溶解度逐漸增大度逐漸增大部分發(fā)生鹽部分發(fā)生鹽 析沉淀析沉淀溶解溶解DNA的溶解度的溶解度溶解規(guī)律溶解規(guī)律2 mol/LNaCl溶液溶液0

5、.14 mol/LNaCl溶液溶液總結(jié)總結(jié)DNA和蛋白質(zhì)等其他成分在不同濃度的和蛋白質(zhì)等其他成分在不同濃度的NaCl溶液溶液中溶解度不同。在中溶解度不同。在NaCl溶液濃度低于溶液濃度低于0.14 mol/L時，時，DNA的溶解度隨的溶解度隨NaCl溶液濃度的增加而逐漸降低；溶液濃度的增加而逐漸降低；在在0.14 mol/L時，時，DNA溶解度最??；當(dāng)溶解度最??；當(dāng)NaCl溶液溶液濃度繼續(xù)增加時，濃度繼續(xù)增加時，DNA的溶解度又逐漸增大的溶解度又逐漸增大選擇適當(dāng)?shù)柠}濃度就能使選擇適當(dāng)?shù)柠}濃度就能使DNA充分溶解，而使雜充分溶解，而使雜質(zhì)沉淀，或者相反，以達(dá)到分離目的質(zhì)沉淀，或者相反，以達(dá)到分離

6、目的 自讀教材自讀教材夯基礎(chǔ)夯基礎(chǔ) DNA含量相對較高含量相對較高蒸餾水蒸餾水洗滌劑洗滌劑NaCl溶液溶液嫩肉粉嫩肉粉60 75 木瓜蛋白木瓜蛋白 1可否選用哺乳動物成熟紅細(xì)胞作實(shí)驗(yàn)材料，為什么？可否選用哺乳動物成熟紅細(xì)胞作實(shí)驗(yàn)材料，為什么？ 提示：提示：不可以，因?yàn)椴溉閯游锍墒旒t細(xì)胞無細(xì)胞核。不可以，因?yàn)椴溉閯游锍墒旒t細(xì)胞無細(xì)胞核。 2提純時，為什么要選用體積分?jǐn)?shù)為提純時，為什么要選用體積分?jǐn)?shù)為95%的冷酒精？的冷酒精？ 提示：提示：冷酒精提純效果更好。冷酒精提純效果更好。 跟隨名師跟隨名師解疑難解疑難 1實(shí)驗(yàn)材料的選取實(shí)驗(yàn)材料的選取 (1)雞血適宜作為實(shí)驗(yàn)材料的兩個原因：一是因?yàn)殡u雞血適宜

7、作為實(shí)驗(yàn)材料的兩個原因：一是因?yàn)殡u血細(xì)胞核中的血細(xì)胞核中的DNA含量豐富，材料易得；二是因?yàn)殡u血含量豐富，材料易得；二是因?yàn)殡u血細(xì)胞易吸水漲破。細(xì)胞易吸水漲破。 (2)材料的處理材料的處理(以雞血為例以雞血為例)： 2.實(shí)驗(yàn)過程中的幾點(diǎn)注意事項(xiàng)實(shí)驗(yàn)過程中的幾點(diǎn)注意事項(xiàng) (1)兩次使用蒸餾水的作用：第一次用蒸餾水是使雞血兩次使用蒸餾水的作用：第一次用蒸餾水是使雞血細(xì)胞吸水漲破，提取核細(xì)胞吸水漲破，提取核DNA；第二次用蒸餾水稀釋；第二次用蒸餾水稀釋NaCl溶液，使溶液，使DNA析出。析出。 (2)實(shí)驗(yàn)中三次過濾操作的比較：實(shí)驗(yàn)中三次過濾操作的比較：過濾次數(shù)過濾次數(shù)過濾目的過濾目的第一次第一次過濾

8、核外物質(zhì)，除去不溶的雜質(zhì)過濾核外物質(zhì)，除去不溶的雜質(zhì)第二次第二次過濾除過濾除DNA外的其他核內(nèi)物質(zhì)，尤其是核蛋白外的其他核內(nèi)物質(zhì)，尤其是核蛋白第三次第三次過濾過濾DNA濾液濾液 (3)用玻璃棒攪拌時，動作要緩慢且沿同一方向進(jìn)行，用玻璃棒攪拌時，動作要緩慢且沿同一方向進(jìn)行，目的是防止目的是防止DNA被破壞。被破壞。 (4)實(shí)驗(yàn)過程中最好使用塑料的燒杯和試管，可減少提實(shí)驗(yàn)過程中最好使用塑料的燒杯和試管，可減少提取過程中取過程中DNA的損失。的損失。 3結(jié)果分析及評價結(jié)果分析及評價 (1)現(xiàn)象是否明顯及可能原因：現(xiàn)象是否明顯及可能原因： 若實(shí)驗(yàn)結(jié)果不明顯，可能的原因是：若實(shí)驗(yàn)結(jié)果不明顯，可能的原因是

9、： 材料中核物質(zhì)沒有充分釋放出來，如研磨不充分或材料中核物質(zhì)沒有充分釋放出來，如研磨不充分或蒸餾水的量不夠。蒸餾水的量不夠。 加入酒精后搖動或攪拌時過猛，加入酒精后搖動或攪拌時過猛，DNA被破壞。被破壞。 二苯胺最好現(xiàn)配現(xiàn)用，否則二苯胺變成淺藍(lán)色，影二苯胺最好現(xiàn)配現(xiàn)用，否則二苯胺變成淺藍(lán)色，影響鑒定效果。響鑒定效果。 析出含析出含DNA的黏稠物時，蒸餾水要沿?zé)瓋?nèi)壁慢慢的黏稠物時，蒸餾水要沿?zé)瓋?nèi)壁慢慢地加入，不能一次快速加入，否則會影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。地加入，不能一次快速加入，否則會影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 實(shí)驗(yàn)中有多次攪拌，但是其目的及操作方法是不同實(shí)驗(yàn)中有多次攪拌，但是其目的及操作方法是不同的，要注意區(qū)

10、分，否則也會影響結(jié)果。的，要注意區(qū)分，否則也會影響結(jié)果。 (2)分析分析DNA中的雜質(zhì)：中的雜質(zhì)： 本實(shí)驗(yàn)提取的本實(shí)驗(yàn)提取的DNA粗制品中有可能仍然含有核蛋白、粗制品中有可能仍然含有核蛋白、多糖等雜質(zhì)。多糖等雜質(zhì)。特別提醒特別提醒若選取肝臟細(xì)胞或植物細(xì)胞，則必須充分研磨。若選取肝臟細(xì)胞或植物細(xì)胞，則必須充分研磨。檸檬酸鈉的作用是作為抗凝劑，防止血液凝固。檸檬酸鈉的作用是作為抗凝劑，防止血液凝固。吸去上清液的原因是吸去上清液的原因是DNA主要存在于細(xì)胞核中。主要存在于細(xì)胞核中。 例例1 關(guān)于關(guān)于“DNA的粗提取與鑒定的粗提取與鑒定”的實(shí)驗(yàn)，該實(shí)驗(yàn)依的實(shí)驗(yàn)，該實(shí)驗(yàn)依據(jù)的實(shí)驗(yàn)原理不是據(jù)的實(shí)驗(yàn)原理不是

11、 () ADNA在在NaCl溶液中的溶解度，隨著溶液中的溶解度，隨著NaCl溶液濃度溶液濃度的不同而不同的不同而不同 B利用利用DNA不溶于酒精的性質(zhì)，可除去細(xì)胞中溶于不溶于酒精的性質(zhì)，可除去細(xì)胞中溶于酒精的物質(zhì)而得到較純的酒精的物質(zhì)而得到較純的DNA CDNA是大分子有機(jī)物，不溶于水而溶于某些有機(jī)是大分子有機(jī)物，不溶于水而溶于某些有機(jī)溶劑溶劑 D在沸水中在沸水中DNA遇二苯胺會出現(xiàn)藍(lán)色反應(yīng)遇二苯胺會出現(xiàn)藍(lán)色反應(yīng) 解析解析本實(shí)驗(yàn)依據(jù)的原理是本實(shí)驗(yàn)依據(jù)的原理是A、B、D項(xiàng)三個方面。必須項(xiàng)三個方面。必須明確的是明確的是NaCl的濃度為的濃度為0.14 mol/L時，時，DNA的溶解度最小，具的溶解

12、度最小，具體操作時用體操作時用2 mol/L的的NaCl溶液，再加水稀釋至黏稠物溶液，再加水稀釋至黏稠物(主要是主要是DNA)不再增多時，此時該溶液濃度即為不再增多時，此時該溶液濃度即為0.14 mol/L。C項(xiàng)是項(xiàng)是DNA的性質(zhì)，不能作為該實(shí)驗(yàn)的原理。的性質(zhì)，不能作為該實(shí)驗(yàn)的原理。 答案答案C (1)甲基綠染色法：甲基綠染色法：DNA甲基綠染液甲基綠染液綠色。綠色。 (2)紫外燈照射法：用蒸餾水配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為紫外燈照射法：用蒸餾水配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.05%的的溴化乙錠溴化乙錠(EB)溶液，將玻璃棒上纏繞的白色絮狀物抹到蠟溶液，將玻璃棒上纏繞的白色絮狀物抹到蠟紙上，再滴紙上，再滴1滴滴EB溶液染

13、色。將蠟紙放在紫外燈溶液染色。將蠟紙放在紫外燈(260 nm)下照射下照射(暗室中暗室中)，可呈現(xiàn)橙紅色的熒光，可呈現(xiàn)橙紅色的熒光(DNA的紫外吸收高的紫外吸收高峰在峰在260 nm處處)。 (3)電泳法：此方法適合鑒定純度較高的電泳法：此方法適合鑒定純度較高的DNA。 例例2 (2010江蘇高考江蘇高考)某生物興趣小組開展某生物興趣小組開展DNA粗提取粗提取的相關(guān)探究活動，具體步驟如下：的相關(guān)探究活動，具體步驟如下： 材料處理：材料處理： 稱取新鮮的花菜、辣椒和蒜黃各稱取新鮮的花菜、辣椒和蒜黃各2份，每份份，每份10 g。剪碎。剪碎后分成兩組，一組置于后分成兩組，一組置于20 、另一組置于、

14、另一組置于20 條件下保條件下保存存24 h。 DNA粗提?。捍痔崛。?第一步：將上述材料分別放入研缽中，各加入第一步：將上述材料分別放入研缽中，各加入15 mL研研磨液，充分研磨。用兩層紗布過濾，取濾液備用。磨液，充分研磨。用兩層紗布過濾，取濾液備用。 第二步：先向第二步：先向6只小燒杯中分別注入只小燒杯中分別注入10 mL濾液，再加濾液，再加入入20 mL體積分?jǐn)?shù)為體積分?jǐn)?shù)為95%的冷酒精溶液，然后用玻璃棒緩的冷酒精溶液，然后用玻璃棒緩緩地向一個方向攪拌，使絮狀物纏繞在玻璃棒上。緩地向一個方向攪拌，使絮狀物纏繞在玻璃棒上。 第三步：取第三步：取6支試管，分別加入等量的支試管，分別加入等量的

15、2 mol/L NaCl溶溶液溶解上述絮狀物。液溶解上述絮狀物。 DNA檢測：檢測： 在上述試管中各加入在上述試管中各加入4 mL二苯胺試劑，混合均勻后，二苯胺試劑，混合均勻后，置于沸水中加熱置于沸水中加熱5 min，待試管冷卻后比較溶液的顏色深，待試管冷卻后比較溶液的顏色深淺，結(jié)果如下表：淺，結(jié)果如下表：材料保存溫度材料保存溫度花菜花菜辣椒辣椒蒜黃蒜黃20 20 注：注：“”越多表示藍(lán)色越深。越多表示藍(lán)色越深。分析上述實(shí)驗(yàn)過程，回答下列問題：分析上述實(shí)驗(yàn)過程，回答下列問題：(1)該探究性實(shí)驗(yàn)的課題名稱是該探究性實(shí)驗(yàn)的課題名稱是_。(2)第二步中第二步中“緩緩地緩緩地”攪拌，這是為了減少攪拌，

16、這是為了減少_。(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出結(jié)論并分析。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出結(jié)論并分析。結(jié)論結(jié)論1：與：與20 相比，相同實(shí)驗(yàn)材料在相比，相同實(shí)驗(yàn)材料在20 條件下保條件下保存，存，DNA的提取量較多。的提取量較多。結(jié)論結(jié)論2：_。針對結(jié)論針對結(jié)論1，請?zhí)岢龊侠淼慕忉專?，請?zhí)岢龊侠淼慕忉專?。(4)氯仿密度大于水，能使蛋白質(zhì)變性沉淀，與水和氯仿密度大于水，能使蛋白質(zhì)變性沉淀，與水和DNA均均不相溶，且對不相溶，且對DNA影響極小。為了進(jìn)一步提高影響極小。為了進(jìn)一步提高DNA純度，依據(jù)純度，依據(jù)氯仿的特性，在氯仿的特性，在DNA粗提取第三步的基礎(chǔ)上繼續(xù)操作的步驟是：粗提取第三步的基礎(chǔ)上繼續(xù)操作的步驟是

17、：_，然后用體積分?jǐn)?shù)為，然后用體積分?jǐn)?shù)為95%的冷酒精溶液使的冷酒精溶液使DNA析出。析出。 解析解析如果如果DNA斷裂，就不容易被提取出來；溫度斷裂，就不容易被提取出來；溫度主要是通過影響酶的活性來影響生理過程。粗提取得到的主要是通過影響酶的活性來影響生理過程。粗提取得到的DNA中含有少量的蛋白質(zhì)，可以通過氯仿的特殊功能來中含有少量的蛋白質(zhì)，可以通過氯仿的特殊功能來去除蛋白質(zhì)，提高去除蛋白質(zhì)，提高DNA純度。純度。 答案答案(1)探究不同材料和不同保存溫度對探究不同材料和不同保存溫度對DNA提取提取量的影響量的影響(2)DNA斷裂斷裂 (3)等質(zhì)量的不同實(shí)驗(yàn)材料，在相同的保存溫度下，等質(zhì)量的

18、不同實(shí)驗(yàn)材料，在相同的保存溫度下，從蒜黃提取的從蒜黃提取的DNA量最多量最多 低溫抑制了相關(guān)酶的活性，低溫抑制了相關(guān)酶的活性，DNA降解速度慢降解速度慢 (4)將第三步獲得的溶液與等量的氯仿充分混合，靜將第三步獲得的溶液與等量的氯仿充分混合，靜置一段時間，吸取上清液置一段時間，吸取上清液 第一次加氯化鈉后，必須充分晃動燒杯，使二者混第一次加氯化鈉后，必須充分晃動燒杯，使二者混合均勻，加速染色質(zhì)中合均勻，加速染色質(zhì)中DNA與蛋白質(zhì)分離，使與蛋白質(zhì)分離，使DNA充分充分游離并溶解在氯化鈉溶液中。第二次加氯化鈉溶液也是游離并溶解在氯化鈉溶液中。第二次加氯化鈉溶液也是為了為了DNA的再溶解，這時溶液中的蛋白質(zhì)含量已很少。的再溶解，這時溶液中的蛋白質(zhì)含量已很少。第三次加氯化鈉溶液還是為溶解第三次加氯化鈉溶液還是為溶解DNA。