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把握熱點考向考向應(yīng)用創(chuàng)新應(yīng)用創(chuàng)新演練演練知識點一知識點一知識點二知識點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，但是細胞中的某些蛋不溶于酒精，但是細胞中的某些蛋 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色。遇二苯胺會被染成藍色。5哺乳動物成熟的紅細胞不含細胞核，不能作為提

2、取哺乳動物成熟的紅細胞不含細胞核，不能作為提取DNA的的實實驗材料。若選取肝臟細胞或植物細胞，則必須充分研磨。驗材料。若選取肝臟細胞或植物細胞，則必須充分研磨。6實驗中加入檸檬酸鈉的作用：作為抗凝劑，防止血液凝固。實驗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，選擇適當(dāng)?shù)闹腥芙舛炔煌眠@一特點，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，以達到分沉淀，或者相反，以達到分離目的。離目的。 (2)DNA不溶于酒精溶液，但是細胞

3、中的某些蛋白質(zhì)不溶于酒精溶液，但是細胞中的某些蛋白質(zhì)溶于酒精，這樣可將溶于酒精，這樣可將DNA和蛋白質(zhì)進一步分離。和蛋白質(zhì)進一步分離。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 。二苯胺二苯胺藍色藍色 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細胞膜細胞膜 如何將如何將DNA進一步提純？提純后是否能得到純凈的進一步提

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一步提純精的原理進一步提純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溶解度最小；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，以達到分離目的質(zhì)沉淀，或者相反，以達到分離

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胞作實驗材料，為什么？可否選用哺乳動物成熟紅細胞作實驗材料，為什么？ 提示：提示：不可以，因為哺乳動物成熟紅細胞無細胞核。不可以，因為哺乳動物成熟紅細胞無細胞核。 2提純時，為什么要選用體積分數(shù)為提純時，為什么要選用體積分數(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實驗材料的選取實驗材料的選取 (1)雞血適宜作為實驗材料的兩個原因：一是因為雞雞血適宜

7、作為實驗材料的兩個原因：一是因為雞血細胞核中的血細胞核中的DNA含量豐富，材料易得；二是因為雞血含量豐富，材料易得；二是因為雞血細胞易吸水漲破。細胞易吸水漲破。 (2)材料的處理材料的處理(以雞血為例以雞血為例)： 2.實驗過程中的幾點注意事項實驗過程中的幾點注意事項 (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胞吸水漲破，提取核細胞吸水漲破，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)實驗中三次過濾操作的比較：實驗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行，用玻璃棒攪拌時，動作要緩慢且沿同一方向進行，目的是防止目的是防止DNA被破壞。被破壞。 (4)實驗過程中最好使用塑料的燒杯和試管，可減少提實驗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： 若實驗結(jié)果不明顯，可能的原因是：若實驗結(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色，影二苯胺最好現(xiàn)配現(xiàn)用，否則二苯胺變成淺藍色，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，否則會影響實驗結(jié)果。地加入，不能一次快速加入，否則會影響實驗結(jié)果。 實驗中有多次攪拌，但是其目的及操作方法是不同實驗中有多次攪拌，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)： 本實驗提取的本實驗提取的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胞或植物細胞，則必須充分研磨。若選取肝臟細胞或植物細胞，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主要存在于細胞核中。主要存在于細胞核中。 例例1 關(guān)于關(guān)于“DNA的粗提取與鑒定的粗提取與鑒定”的實驗，該實驗依的實驗，該實驗依據(jù)的實驗原理不是據(jù)的實驗原理不是

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)，可除去細胞中溶于不溶于酒精的性質(zhì)，可除去細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是大分子有機物，不溶于水而溶于某些有機是大分子有機物，不溶于水而溶于某些有機溶劑溶劑 D在沸水中在沸水中DNA遇二苯胺會出現(xiàn)藍色反應(yīng)遇二苯胺會出現(xiàn)藍色反應(yīng) 解析解析本實驗依據(jù)的原理是本實驗依據(jù)的原理是A、B、D項三個方面。必須項三個方面。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項是項是DNA的性質(zhì)，不能作為該實驗的原理。的性質(zhì)，不能作為該實驗的原理。 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)量分數(shù)為紫外燈照射法：用蒸餾水配制質(zhì)量分數(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粗提取：粗提?。?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體積分數(shù)為體積分數(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：“”越多表示藍色越深。越多表示藍色越深。分析上述實驗過程，回答下列問題：分析上述實驗過程，回答下列問題：(1)該探究性實驗的課題名稱是該探究性實驗的課題名稱是_。(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)實驗結(jié)果，得出結(jié)論并分析。根據(jù)實驗結(jié)果，得出結(jié)論并分析。結(jié)論結(jié)論1：與：與20 相比，相同實驗材料在相比，相同實驗材料在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。為了進一步提高影響極小。為了進一步提高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、：_，然后用體積分數(shù)為，然后用體積分數(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)量的不同實驗材料，在相同的保存溫度下，等質(zhì)量的

18、不同實驗材料，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。