1、。内部文件，版权追溯内部文件，版权追溯内部文件，版权追溯第13课时DNA的粗提取与鉴定学习导航1.通过阅读教材P54“基础知识”，掌握提取并检验DNA的原理和方法。2.结合教材P55“实验设计”，掌握DNA粗提取的选材、析出及鉴定。3.结合教材P56“操作提示”，掌握实验过程中需注意的问题。4.分析教材P57“结果分析与评价”中的问题，掌握DNA粗提取与鉴定的技术。重难点击1.理解DNA的理化特性及根据其理化特性而提取和鉴定的原理。2.初步掌握DNA的粗提取和鉴定方法。一、DNA的理化特性、提取及鉴定的原理1.提取DNA的方法和原理(1)提取生物大分子的基本思路：选用一定的物理或化学方法分离具
2、有不同物理或化学性质的生物大分子。(2)提取DNA的方法：利用DNA与RNA、蛋白质和脂质等在物理和化学性质方面的差异，提取DNA，去除其他成分。2.DNA的溶解性(1)DNA在NaCl溶液中的溶解度DNA在不同浓度的NaCl溶液中的溶解度不同，其中在0.14 mol/LNaCl溶液中溶解度最低。(2)在酒精溶液中的溶解性：DNA不溶于酒精溶液，但是细胞中的某些蛋白质溶于酒精溶液。3.DNA对酶、高温和洗涤剂的耐受性(1)对酶的耐受性：蛋白酶能水解蛋白质，但对DNA没有影响。(2)对温度的耐受性：大多数蛋白质不能忍受6080 的高温，而DNA在80 以上才会变性。(3)对洗涤剂的耐受性：洗涤剂
3、能够瓦解细胞膜，但对DNA没有影响。4.DNA的鉴定在沸水浴的条件下，DNA与二苯胺反应呈现蓝色。1.DNA溶解性原理(1)结合DNA在NaCl溶液中的溶解度曲线，分析DNA在不同浓度NaCl溶液中的溶解度有何特点。项目溶解规律2 mol/L NaCl溶液0.14 mol/L NaCl溶液DNA溶解析出蛋白质蛋白质在NaCl溶液浓度从2 mol/L降低过程中，溶解度逐渐增大部分发生盐析沉淀溶解低于0.14 mol/L时：DNA的溶解度随NaCl溶液物质的量浓度增加而逐渐降低。高于0.14 mol/L时：DNA的溶解度随NaCl溶液物质的量浓度增加而逐渐升高。(2)结合图表分析，如何通过控制Na
4、Cl溶液的浓度使DNA在盐溶液中溶解或析出，以达到去除杂质的目的？答案提取获得的DNA滤液中含有蛋白质、多糖和RNA等多种杂质，用2 mol/L的NaCl溶液溶解DNA，然后过滤获得滤液，能够去除该条件下不能溶解的杂质；调节NaCl溶液的物质的量浓度为0.14 mol/L，使DNA析出，然后过滤获得析出物，能够去除该条件下仍然能够溶解的杂质。(3)DNA不溶于酒精溶液，而细胞中的某些蛋白质则溶于酒精溶液，此特点对于提取DNA有什么作用？答案可以将DNA和蛋白质进一步分离。2.DNA的耐受性原理DNA变性和蛋白质变性的实质相同吗？请说明原因。答案不同。原因如下：(1)蛋白质变性是指蛋白质在某些物
5、理或化学因素作用下其特定的空间构象被改变，从而导致其理化性质的改变以致生物学活性丧失。(2)DNA变性是指DNA分子在高温等条件下，由稳定的双螺旋结构解聚为无规则线性结构的现象，变性时维持双螺旋稳定性的氢键断裂，当温度等条件恢复正常后，DNA的结构尚能恢复。归纳总结DNA粗提取的三个原理(1)利用DNA随NaCl溶液浓度的不同而溶解度不同的原理可粗提取DNA。(2)利用DNA不溶于酒精，而细胞内的其他许多物质可溶于酒精的原理可进一步提纯DNA。(3)利用DNA对酶和高温的耐受性可以去除蛋白质杂质。1.在“DNA的粗提取与鉴定”实验中，实验原理是利用DNA在不同浓度的NaCl溶液中的溶解度不同来
6、提取的，DNA的溶解度与图示曲线的对应点相符合的是()A.a点浓度最适合析出DNAB.b点浓度最适合析出DNAC.c点浓度最适合析出DNAD.d点浓度最适合析出DNA答案B解析用高浓度的NaCl溶液溶解DNA，能除去在高盐溶液中不能溶解的杂质，用低浓度的NaCl溶液使DNA析出，能除去溶解在低盐溶液中的杂质，因此，反复溶解、析出DNA，能除去与DNA溶解度不同的杂质。从题图可以看出，DNA在浓度为0.14 moL/L的NaCl溶液中的溶解度最小，因此最适合析出DNA。随着NaCl溶液浓度的增大或减小，溶解度均逐渐增大。2.下列有关“DNA的粗提取与鉴定”实验的叙述，正确的是()A.利用DNA能
7、溶于酒精溶液，而蛋白质不溶于酒精溶液，可将DNA与蛋白质分离B.利用高温能使DNA变性，却对蛋白质没有任何影响的特性，可将DNA与蛋白质分离C.利用DNA在0.14 mol/L NaCl溶液中溶解度最大的特点，可将DNA与蛋白质分离D.在DNA滤液中加入嫩肉粉，通过木瓜蛋白酶的作用，可将DNA与蛋白质分离答案D解析DNA不溶于酒精，而蛋白质等杂质溶于酒精，A项不正确。蛋白质比DNA对温度的耐受性更差，因此更容易变性，B项不正确。DNA在0.14 mol/L NaCl溶液中溶解度最小，而蛋白质在该浓度的NaCl溶液中溶解度较大，因此可将DNA与蛋白质分离，C项不正确。嫩肉粉中的木瓜蛋白酶只能催化
8、蛋白质水解，而对DNA没有影响，因此，可将DNA与蛋白质分离，D项正确。一题多变在DNA的粗提取过程中，使用嫩肉粉分离DNA与蛋白质的原理是什么？答案利用了酶的专一性，嫩肉粉中的木瓜蛋白酶只能催化蛋白质水解，不能催化DNA水解。二、“DNA粗提取与鉴定”实验设计与操作提示(一)实验设计 1.实验材料的选取选用DNA含量相对较高的生物组织。2.破碎细胞，获取含DNA的滤液(1)动物细胞的破碎选材及方法：选用动物细胞作为实验材料时，由于其无细胞壁，因此可直接采用吸水涨破的方法。过程：以鸡血为例在鸡血细胞液中加入一定量的蒸馏水，同时用玻璃棒搅拌，细胞会吸水涨破，然后用纱布过滤，过滤后收集滤液即可。(
9、2)植物细胞的破碎方法：需要先用洗涤剂溶解细胞膜。过程：以提取洋葱的DNA为例。在切碎的洋葱中加入一定的洗涤剂和食盐，进行充分地搅拌和研磨，过滤后收集研磨液。3.去除滤液中的杂质方案一利用DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同，通过控制NaCl溶液的浓度去除杂质方案二直接在滤液中加入嫩肉粉，反应1015 min，嫩肉粉中的木瓜蛋白酶能够分解蛋白质方案三将滤液放在6075 的恒温水浴箱中保温1015 min，注意严格控制温度范围4.DNA的析出利用DNA不溶于冷却的酒精溶液这一原理，可从DNA溶液中析出比较纯净的DNA，此时DNA的状态为白色丝状物。5.DNA的鉴定将白色丝状物溶解于5 mL
10、物质的量浓度为2 mol/L的NaCl溶液中，再加入4 mL的二苯胺试剂，沸水浴加热5 min，冷却后观察溶液的颜色，同时设计不含DNA的NaCl溶液作为对照。(二)操作提示1.以血液为实验材料时，每100 mL血液中需要加入3 g柠檬酸钠，防止血液凝固。2.加入洗涤剂后，动作要轻缓、柔和，否则容易产生大量的泡沫，不利于后续步骤的操作。加入酒精和用玻璃棒搅拌时，动作要轻缓，以免加剧DNA分子的断裂，导致DNA分子不能形成絮状沉淀。3.鉴定DNA用的二苯胺试剂要现配现用，否则会影响鉴定的效果。1.实验材料的选取教材中所给的生物材料中，选取哺乳动物的红细胞与鸡血提取DNA哪个效果更好？答案用鸡的血
11、液。因为鸡血细胞核DNA含量丰富，材料易得，而哺乳动物的红细胞无细胞核，不含DNA。2.实验操作分析(1)实验中应采用什么方法使鸡血细胞破裂？答案在鸡血细胞液中加入蒸馏水，使鸡血细胞吸水涨破。(2)提取菜花的DNA时，加入洗涤剂和食盐的作用分别是什么？答案洗涤剂能瓦解细胞膜，有利于DNA的释放；食盐的主要成分是NaCl，有利于DNA的溶解。(3)实验过程要充分地搅拌和研磨，如果研磨不充分，会对实验结果产生怎样的影响？答案研磨不充分会使细胞核内的DNA释放不完全，提取的DNA量变少，导致看不到丝状沉淀物，用二苯胺鉴定不显示蓝色。(4)实验过程中应如何使用玻璃棒搅拌？为什么？答案搅拌时玻璃棒不能直
12、插烧杯底部，并且搅拌要轻缓，以便获得较完整的DNA分子。规律方法DNA粗提取与鉴定实验中四个关键操作的目的(1)两次加入蒸馏水次数目的第一次使鸡血细胞吸水涨破第二次稀释NaCl溶液，使DNA逐渐析出(2)三次加NaCl溶液次数目的第一次溶解DNA，析出蛋白质等杂质第二次使DNA再溶解，为了获得含杂质较少的DNA第三次溶解DNA，以便DNA与二苯胺反应(3)三次过滤次数目的第一次单层除去细胞破碎后的细胞膜、核膜、糖类、蛋白质等，获得含核物质的滤液第二次两层除去不溶于2 mol/L NaCl溶液中的蛋白质等杂质，获得含DNA的滤液第三次多层除去溶于0.14 mol/L NaCl溶液中的杂质，获得含
13、DNA的丝状物(4)六次搅拌次数实验操作目的第一次搅拌加蒸馏水的鸡血细胞液加速细胞破裂第二次搅拌含DNA的高浓度盐溶液加速DNA的溶解第三次搅拌加蒸馏水的NaCl溶液析出DNA第四次搅拌含DNA的高浓度盐溶液加速DNA的溶解第五次搅拌含DNA的酒精溶液提取含杂质较少的DNA第六次搅拌含DNA的白色丝状物的盐溶液加速DNA的溶解3.在DNA的粗提取实验过程中，对DNA提取量影响较小的是()A.使鸡血细胞在蒸馏水中充分破裂，释放出DNA等核物质B.搅拌时要用玻璃棒沿一个方向轻缓搅动C.在析出DNA黏稠物时，要缓缓加入蒸馏水，直至黏稠物不再增多D.要用冷酒精沉淀DNA，甚至可将混合液再放入冰箱中冷却
14、答案B解析A项的做法是为了充分释放出核中的DNA分子，使进入滤液中的DNA尽量的多；C项是让DNA充分沉淀，保证DNA的量；D项的道理同C项；而B项的操作并不能使DNA增多或减少。4.下图所示为DNA的粗提取与鉴定实验的实验步骤，请据图回答下列问题：(1)请写出的实验步骤名称 ； ； ； 。(2)A、B两支试管中， 试管中含有DNA， 试管起对照作用。答案(1)提取细胞核物质析出DNA的黏稠物用冷却的酒精析出DNADNA的鉴定(2)BA解析在解答本题时，一定要先将图中的每一步操作都看清楚，然后根据图中的有关文字提示判断每一步实验操作的名称。一题多变(1)步骤是如何操作的？为什么能将DNA析出？
15、答案在滤液中加入2 mol/L 的NaCl溶液，然后再加入蒸馏水，直到黏稠物不再增加为止。能将DNA析出的原因是，DNA在NaCl溶液中的溶解度随着NaCl溶液浓度的改变而改变，在0.14 mol/L时溶解度最低。(2)步骤的实验原理是什么？答案步骤是根据DNA和某些蛋白质在酒精中的溶解度不同而进行操作的，DNA不溶于酒精，但某些蛋白质能溶于酒精，据此可以溶解一些杂质，析出含杂质较少的DNA。1.蛋白酶能将蛋白质水解而使染色质中的DNA分离出来。下列药品可达到上述同一目的的是()A.蒸馏水 B.NaCl溶液 C.NaOH溶液 D.盐酸答案B解析蛋白酶是利用酶的专一性将DNA和蛋白质分离，而Na
16、Cl溶液则是利用DNA和蛋白质在该溶液中的溶解度不同将其分离。2.下表有关“DNA粗提取和鉴定”的相关操作中所选取的试剂，不正确的是()选项相关操作选取的试剂A破碎鸡血细胞蒸馏水B溶解核内DNA2 mol/L NaCl溶液C提取杂质较少的DNA冷却的95%的酒精DDNA的鉴定双缩脲试剂答案D解析鉴定DNA的试剂是二苯胺，用双缩脲试剂鉴定蛋白质。3.在DNA的粗提取和鉴定实验中，有两次DNA的沉淀析出，其依据的原理是()DNA在NaCl溶液物质的量浓度为0.14 mol/L时溶解度最低DNA在冷却的体积分数为95%的酒精溶液中能沉淀析出A.两次都是 B.两次都是C.第一次是，第二次是 D.第一次
17、是，第二次是答案C解析第一次沉淀析出是利用浓NaCl溶液溶解核内DNA之后，加蒸馏水稀释NaCl溶液至物质的量浓度为0.14 mol/L，使DNA溶解度降低而析出；第二次沉淀析出是用冷酒精溶液使DNA凝集并溶解非DNA物质，达到提纯DNA的目的。4.下列关于“DNA的粗提取与鉴定”实验的叙述中，正确的是()A.用鸡血作为材料，原因是鸡血红细胞有细胞核，其他动物红细胞没有细胞核B.用不同浓度的NaCl溶液进行DNA粗提取，原因是DNA在其中溶解度不同C.用酒精进行提纯，原因是DNA溶于酒精，蛋白质不溶于酒精D.用二苯胺试剂进行鉴定，原因是DNA溶液中加入二苯胺试剂即呈蓝色答案B解析只有哺乳动物的
18、成熟红细胞没有细胞核，A选项错误；DNA不溶于酒精，蛋白质溶于酒精，所以可用冷却的酒精来对DNA进行提纯，C选项错误；DNA溶液中加入二苯胺试剂后要在水浴加热的情况下才能出现蓝色，D选项错误。5.下图为“DNA的粗提取与鉴定”实验的相关操作。(1)图中实验材料A可以是 等，研磨前加入的B应该是 。(2)通过上述所示步骤得到滤液C后，再向滤液中加入2 mol/L的NaCl溶液的目的是 ，再过滤得到滤液D，向滤液D中加入蒸馏水的目的是 。(3)在“DNA的粗提取与鉴定”实验中，将含有一定杂质的DNA丝状物分别放入体积为2 mL的4种溶液中，经搅拌后过滤，获得如表所示的4种滤液，含DNA最少的是滤液
19、 。1研磨液搅拌后过滤滤液E22 mol/L NaCl溶液搅拌后过滤滤液F30.14 mol/L NaCl溶液搅拌后过滤滤液G4冷却的95%的酒精溶液搅拌后过滤滤液H(4)DNA鉴定的原理是 。答案(1)洋葱(菜花等)洗涤剂和食盐(2)使DNA溶解使DNA(溶解度下降而沉淀)析出(3)H(4)在沸水浴条件下，DNA与二苯胺反应呈现蓝色课时作业学考达标1.向含有DNA的浓度较高的NaCl溶液中加入蒸馏水会使()A.DNA的溶解度下降B.DNA的溶解度上升C.蛋白质的溶解度下降D.DNA和蛋白质充分溶解答案A2.在提取DNA的过程中，最好使用塑料试管和烧杯，目的是()A.不易破碎 B.减少DNA的
20、损失C.增加DNA的含量 D.容易刷洗答案B3.下列图示中能正确反映DNA溶解度与NaCl溶液浓度之间关系的是()答案C解析在质量浓度为0.14 mol/L的NaCl溶液中DNA的溶解度最小。4.在采用鸡血为材料对DNA进行粗提取的实验中，若需进一步提取含杂质较少的DNA，可以依据的原理是()A.在物质的量浓度为0.14 mol/L的NaCl溶液中DNA的溶解度最小B.DNA遇二苯胺在沸水浴的条件下会染成蓝色C.DNA不溶于酒精而细胞中的一些物质易溶于酒精D.质量浓度为0.1 g/mL的柠檬酸钠溶液具有抗凝血作用答案C解析DNA粗提取的原理有：DNA在物质的量浓度为0.14 mol/L的NaC
21、l溶液中溶解度最小和DNA不溶于体积分数为95%的冷酒精。进一步提取含杂质较少的DNA时用后者。B项用于DNA鉴定，D项中柠檬酸钠可防止血液凝固。5.下列与析出DNA黏稠物有关的叙述，不正确的是()A.操作时缓缓滴加蒸馏水，降低DNA的溶解度B.在操作时，用玻璃棒轻缓搅拌，以保证DNA分子的完整性C.加蒸馏水可同时降低DNA和蛋白质的溶解度，两者均可析出D.当丝状黏稠物不再增加时，此时NaCl溶液的浓度相当于0.14 mol/L答案C解析向含有DNA的溶液中加入蒸馏水后，NaCl溶液的浓度会变小，当NaCl溶液的浓度为0.14 mol/L时，DNA的溶解度最小而析出。6.DNA的粗提取与鉴定实
22、验的正确操作步骤是()A.制备鸡血细胞液提取细胞核物质溶解核内的DNA析出并滤取DNA黏稠物DNA的再溶解提取较纯净的DNA鉴定DNAB.制备鸡血细胞液提取细胞核物质溶解并析出DNADNA的再溶解提取较纯净的DNA鉴定DNAC.制备鸡血细胞液溶解DNA提取细胞核中的DNADNA的再溶解提取较纯净的DNADNA的鉴定D.制备鸡血细胞的细胞核物质提取液溶解DNA并析出提取较纯净的DNADNA的鉴定答案A解析B项漏掉了DNA溶解前要过滤；C项提取细胞核中DNA叙述欠妥，应是提取核物质，并且应放在溶解DNA之前；D项叙述明显有误。高考提能7.在“DNA的粗提取和鉴定”实验中，甲、乙、丙、丁四个小组除下
23、表中所列处理方法不同外，其他操作步骤均正确，但实验结果却不同。下列有关叙述不正确的是()组别实验材料提取核物质时加入的溶液去除杂质时加入的溶液DNA鉴定时加入的试剂甲鸡血蒸馏水95%的酒精(25 )二苯胺乙菜花蒸馏水95%的酒精(冷却)双缩脲试剂丙猪血蒸馏水95%的酒精(冷却)二苯胺丁鸡血蒸馏水95%的酒精(冷却)二苯胺A.实验材料选择错误的组别是丙B.沸水浴后试管中溶液颜色变蓝的组别是甲、丁C.甲组实验现象差的原因是25 的酒精对DNA的凝集效果差D.乙组实验不成功仅因为在鉴定时加入了双缩脲试剂答案D解析菜花细胞有细胞壁，加入蒸馏水不破裂，须加入一定的洗涤剂和食盐并经过研磨。鉴定时要用二苯胺
24、试剂。8.甲、乙两图为“DNA的粗提取与鉴定”实验中涉及的两个操作装置图。下列相关叙述正确的是()A.图甲的烧杯和图乙的试管中所用溶剂都为NaCl溶液，但两者浓度不同B.图乙试管经稍稍加热后即可观察到一支试管中的溶液明显变蓝，另一支试管中的溶液不变蓝C.图甲操作需用玻璃棒迅速搅拌以使DNA析出，并缠绕在玻璃棒上D.图乙操作中所用的二苯胺试剂需现配现用以达到较好的鉴定效果答案D解析图甲烧杯中为冷却的体积分数为95%的酒精溶液，图乙试管中为NaCl溶液，A错误；图乙试管需要在沸水浴中加热5 min，B错误；图甲用玻璃棒沿一个方向轻轻搅拌，卷起丝状物，C错误；图乙操作中所用的二苯胺试剂最好现配现用，
25、否则二苯胺会变成浅蓝色，D正确。9.在DNA的粗提取与鉴定实验中有三次过滤(1)过滤用蒸馏水稀释过的鸡血细胞液(2)过滤含黏稠物的物质的量浓度为0.14 mol/L的NaCl溶液(3)过滤溶解有DNA的物质的量浓度为2 mol/L的NaCl溶液以上三次过滤分别为了获得()A.含核物质的滤液、纱布上的黏稠物、含DNA的滤液B.含核物质的滤液、滤液中DNA黏稠物、含DNA滤液C.含核物质的滤液、滤液中DNA黏稠物、纱布上的DNAD.含较纯DNA滤液、纱布上黏稠物、含DNA滤液答案A解析过滤用蒸馏水稀释过的鸡血细胞液应取滤液(其内含DNA)；过滤含黏稠物的物质的量浓度为0.14 mol/L的NaCl
26、溶液应取黏稠物(因其内含析出的DNA)；DNA易溶于物质的量浓度为2 mol/L的NaCl溶液，故过滤该溶液时应取滤液(其内溶有DNA)。10.在DNA粗提取与鉴定实验中，将第三次过滤获得的纱布上含有DNA的黏稠物(含有较多杂质)分别处理如下：序号操作过程放入2 mol/L的NaCl溶液，搅拌后过滤再加入0.14 mol/L的NaCl溶液，搅拌后过滤再加入冷却的、同体积的体积分数为95%的酒精溶液，用玻璃棒沿一个方向搅拌，卷起丝状物上述操作过程正确的是()A. B. C. D.答案C解析第三次过滤后在纱布上的是粗提取的DNA，此DNA中还含有杂质，因此将其溶于2 mol/L的NaCl溶液中，再
27、进行过滤，以除去不溶于2 mol/L的NaCl溶液的杂质。然后向滤液中加入同体积的、冷却的体积分数为95%的酒精溶液即可析出DNA，然后挑出DNA进行鉴定。11.实验中对DNA进行鉴定时，做如下操作：试管序号AB1加2 mol/L的NaCl溶液5 mL加2 mol/L的NaCl溶液5 mL2不加加入提取的DNA丝状物并搅拌3加4 mL二苯胺，混匀加4 mL二苯胺，混匀4沸水浴5分钟沸水浴5分钟实验现象实验结论(1)根据上图，完成表格空白处的实验内容。(2)对于B试管，完成1、2、3的操作后溶液颜色如何？ 。(3)在沸水浴中加热的目的是 ，同时说明DNA对高温有较强的 。(4)A试管在实验中的作用是 。(5)B试管中溶液颜色的变化程度主要与 有关。答案(1)溶液不变蓝色溶液逐渐变蓝色DNA在沸水浴的情况下遇二苯胺会被染成蓝色(2)溶液颜色基本不变(3)加快颜色反应速度耐受性(4)对照(5)加入试管中的DNA(丝状物)的多少解析A、B两试管形成对照，B试管中含DNA丝状物，A试管中不含，起对照作用，其他条件均完全相同。本实验强调反应条件是沸水浴加热5 min，这样可加快颜色反应的速度，观察对
