2018版高中生物 第四章 遺傳的分子基礎 第一節(jié) 第2課時 提取和鑒定DNA教學案 蘇教版必修2.doc
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第2課時 提取和鑒定DNA 一、實驗原理 1.析出原理 (1)DNA能溶解在NaCl溶液中,且溶解度隨著NaCl濃度的變化而改變。 (2)在NaCl的物質的量濃度為0.14 mol/L時,DNA的溶解度最低。(如下圖) 2.DNA提純原理:DNA不溶于乙醇溶液,而細胞中的某些物質能溶于乙醇溶液。 3.鑒定原理:DNA遇二苯胺在沸水浴加熱的條件下呈藍色。 二、實驗器材與試劑 1.實驗材料:雞血細胞。(以雞血為例) 2.試劑與儀器:2 mol/L的NaCl溶液、二苯胺試劑、蒸餾水、燒杯、試管、玻璃棒、紗布、體積分數為95%冷卻的乙醇溶液、酒精燈、三腳架、石棉網等。 三、實驗方法與步驟 1.制備雞血細胞液 (1)先配備10%的檸檬酸鈉溶液,按180 mL新鮮雞血混合100 mL 10%檸檬酸鈉溶液的比例,立即將血液與檸檬酸鈉充分混合,同時用玻璃棒攪拌以免凝血。 (2)將充分混合的雞血細胞液置于4 ℃冰箱內,靜置一天,使血細胞自行沉淀后獲得雞血細胞液。 2.粗提取雞血的DNA (1)獲取核物質:取5~10 mL雞血細胞液注入50 mL燒杯中,加蒸餾水20 mL,用玻璃棒攪拌5 min,使血細胞過度吸水破裂,細胞核內物質釋放出來,然后用紗布過濾取其濾液。 (2)溶解DNA:取濃度為2_mol/L的NaCl溶液40 mL加入濾液中,用玻璃棒沿同一方向輕輕攪拌,使其混合均勻。 (3)析出DNA絲狀物:沿燒杯內壁緩慢加入蒸餾水,同時用玻璃棒沿一個方向輕輕攪拌。由于NaCl溶液濃度的下降,使得DNA溶解度下降,蛋白質溶解度上升,DNA析出成白色絲狀物,當絲狀物不再增加時,停止加入蒸餾水。 (4)濾取DNA絲狀物:用多層紗布過濾,取紗布上 DNA的絲狀物。 (5)DNA絲狀物再溶解:取含DNA的絲狀物放入橈杯內,加入2_mol/L的NaCl溶液40 mL,用玻璃棒沿一個方向輕輕攪拌3 min,使絲狀物盡可能多地溶解。 (6)過濾含DNA的NaCl溶液:用兩層紗布過濾含 DNA的NaCl溶液,取其濾液。 3.提純DNA 在濾液中加入冷卻的體積分數為95%的乙醇溶液,并用玻璃棒沿一個方向輕輕攪拌,由于 DNA不溶于乙醇,DNA的絮狀物會從溶液中析出。用玻璃棒將絮狀物挑起,用于DNA的鑒定。 4.DNA的鑒定[填圖] 四、注意事項 1.制備雞血細胞液時,要在取新鮮雞血的同時加入抗凝劑,使血液分層,取下層血細胞沉淀。 2.獲取較多DNA的關鍵是向雞血細胞液加入足量的蒸餾水,以便使細胞膜和核膜破裂,釋放出核內物質。 3.實驗中有兩次使用蒸餾水。第一次使用是為了使血細胞吸水膨脹破裂,獲取核物質;第二次使用是為了稀釋氯化鈉溶液,析出含DNA的絲狀物。 4.因為DNA易吸附在玻璃容器上,所以實驗中最好使用塑料燒杯和試管,以減少DNA的損失。 [思考探究] (1)為什么在濾取雞血細胞液時紗布上有血細胞? 提示:可能是在攪拌時,攪拌不充分,部分血細胞未破裂。 (2)有的同學在最后一步“DNA的鑒定”中,發(fā)現兩支試管的顏色變化不很明顯,其原因是什么? 提示:可能沒有加熱或加熱時間、加熱溫度不夠。 (3)有的同學提取的絲狀物較少的主要原因是什么? 提示:可能是在溶解DNA時不充分,也可能是析出絲狀物時攪拌速度太快。 (4)使用冷乙醇的目的是什么? 提示:進一步提純DNA。 1.在DNA粗提取的實驗中,先后兩次向燒杯中加入蒸餾水的作用分別是( ) A.稀釋血液;沖洗樣品 B.使血細胞破裂;降低NaCl濃度,使DNA析出 C.使血細胞破裂;增大DNA溶解量 D.使血細胞破裂;提取含雜質較少的DNA 解析:選B 在DNA粗提取的實驗中,先后兩次向燒杯中加入蒸餾水的作用分別是使血細胞吸水破裂,釋放DNA;降低NaCl濃度,使DNA析出。 2.下圖1、2分別為“DNA的粗提取與鑒定”實驗中部分操作步驟示意圖,相關敘述不正確的是( ) A.圖1、2中加入蒸餾水稀釋的目的相同 B.圖1中完成過濾之后保留濾液 C.圖2中完成過濾之后棄去濾液 D.在圖1雞血細胞液中加入少許蛋白酶有助于去除雜質 解析:選A 圖1、2中加入蒸餾水稀釋的目的不同,前者是使細胞吸水破裂,后者是析出DNA;圖1中完成過濾之后獲取含DNA的濾液,所以要保留濾液;圖2中加蒸餾水是使NaCl溶液的濃度降低,DNA析出,所以完成過濾之后棄去濾液;在圖1雞血細胞液中加入少許蛋白酶,有助于去除雜質蛋白。 3.下列關于DNA的粗提取和鑒定實驗,敘述正確的是( ) A.選擇雞血細胞比選擇豬血細胞作材料好 B.提取過程中,所得到的絲狀物比絮狀物含雜質少 C.向2 mol/L的氯化鈉溶液中加入蒸餾水析出DNA時,應緩慢加入,直到出現絲狀物為止 D.提取物與雙縮脲試劑的混合物經沸水浴產生藍色反應 解析:選A 哺乳動物的成熟的紅細胞中沒有細胞核和細胞器,不含DNA;絮狀物比絲狀物含雜質少;向2 mol/L的氯化鈉溶液中加入蒸餾水析出DNA時,應緩慢加入,直到出現絲狀物不再增加為止;鑒定DNA的試劑是二苯胺,而不是雙縮脲試劑。 4.在DNA粗提取與鑒定實驗中,將獲得的含有DNA的黏稠物(含較多雜質)分別處理如下: 操作過程 絲(絮)狀物 濾液 放入2 mol/L的氯化 鈉溶液中,攪拌后過濾 ① ② 放入0.14 mol/L的氯化鈉溶液中,攪拌后過濾 ③ ④ 放入冷卻的95%的乙醇溶液中,攪拌后過濾 ⑤ ⑥ 其中雜質所處的位置在( ) A.①④⑤ B.①③⑥ C.①④⑥ D.②④⑥ 解析:選C 由于DNA可以溶于氯化鈉溶液中,在2 mol/L的氯化鈉溶液中DNA的溶解度較高,攪拌過濾后,DNA存在于得到濾液②,而①只含有少量DNA,可以丟棄; DNA在0.14 mol/L的氯化鈉溶液中溶解度最低,此時DNA會從溶液中析出,攪拌過濾后,得到絲狀物③主要就是DNA,因此濾液④可以丟棄;由于DNA不溶于乙醇,而其他雜質可以溶于乙醇,因此放入冷卻的95%的乙醇溶液中,攪拌過濾后,DNA存在于絮狀物⑤中,濾液⑥可以丟棄。 5.在制備雞血細胞液的過程中,要除去上清液的主要原因是( ) A.上清液中存在有毒物質 B.上清液中的某些成分能與DNA結合成復合物 C.DNA分子不存在于上清液中 D.上清液中水分含量高,影響DNA的提取 解析:選C DNA存在于雞血細胞中,向雞血細胞中加入蒸餾水,目的是使血細胞吸水破裂,釋放出核物質DNA,由于DNA分子存在于沉淀中,而不存在于上清液中,故要除去上清液。 6.下列有關“DNA的粗提取和鑒定”實驗的敘述,正確的是( ) A.新鮮豬血、菜花等動植物材料均可用于DNA的粗提取 B.植物細胞在蒸餾水中也能吸水破裂 C.DNA不溶于95%的冷乙醇溶液而溶于2 molL-1的NaCl溶液 D.溶有DNA的NaCl溶液中加入二苯胺試劑后即呈藍色 解析:選C 豬是哺乳動物,哺乳動物成熟的紅細胞沒有細胞核和細胞器,不含DNA,不能用于提取DNA;植物細胞有細胞壁,吸水后不會破裂;DNA不溶于95%的冷乙醇溶液,但溶于2 molL-1的NaCl溶液;溶有DNA的NaCl溶液中加入二苯胺試劑后需要沸水浴加熱才能呈藍色。 7.關于DNA粗提取與鑒定實驗的有關說法,正確的是( ) A.實驗中提取較純凈的DNA利用了DNA不溶于冷乙醇的特點 B.充分溶解DNA的鹽溶液是0.14 mol/L的NaCl溶液 C.對最后提取出DNA用二苯胺鑒定時無需沸水浴加熱 D.實驗操作過程中先后兩次加入蒸餾水的作用相同 解析:選A DNA不溶于冷乙醇溶液,但是細胞中的某些蛋白質則溶于冷乙醇,利用這一原理可以將蛋白質和DNA進一步分離;DNA在不同濃度的NaCl溶液中的溶解度不同,NaCl溶液在0.14 mol/L時溶解度最低;在沸水浴加熱條件下,DNA與二苯胺反應呈現藍色;實驗中先后兩次加入蒸餾水的作用不同,分別是使血細胞破裂、降低NaCl溶液濃度使DNA析出。 8.關于“DNA的粗提取和物理性狀觀察”實驗: (1)實驗材料選用雞血細胞液,而不用雞全血,主要原因是雞血細胞液中有較高含量的________。 (2)在圖A所示的實驗步驟中加蒸餾水的目的是________________,通過圖B所示的步驟取得濾液,再在溶液中加入2 mol/L NaCl溶液的目的是____________________________;圖中C所示實驗步驟中加蒸餾水的目的是________________。 (3)為鑒定實驗所得絲狀物的主要成分是DNA,可滴加________________溶液,結果絲狀物被染成綠色。 解析:(1)雞血中的DNA存在于血細胞中。(2)實驗中為了提取出細胞核物質,利用滲透作用原理,向雞血細胞液中加入蒸餾水,加上玻璃棒的快速攪拌,使血細胞吸水破裂,釋放出其中的核物質。DNA在不同濃度NaCl溶液中的溶解度不同,在2 mol/L NaCl溶液中溶解度最大而呈溶解狀態(tài);在0.14 mol/L NaCl溶液中溶解度最小而析出,成為絲狀物。所以向溶有DNA的2 mol/L NaCl溶液中緩慢加入蒸餾水,使NaCl溶液的濃度降低到0.14 mol/L時,DNA物質即可析出。(3)鑒定DNA分子的試劑有吡羅紅甲基綠、二苯胺等,前者遇DNA呈現綠色,后者遇DNA在沸水浴加熱條件下呈現藍色。 答案:(1)DNA (2)使血細胞破裂 使濾液中的DNA溶于鹽溶液 使DNA析出 (3)吡羅紅甲基綠- 配套講稿:
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