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1、保定三中高二生物备课组教学设计专题5 DNA和蛋白质技术课题1DNA的粗提取与鉴定 主讲人：谢菲一、教学目标备注修改（一）知识与技能1、通过尝试对植物或动物组织中的DNA进行粗提取，了解DNA的物理化学性质。2、理解DNA粗提取与鉴定的原理（二）过程与方法掌握DNA如提取计数，能利用DNA的性质进行实验设计和操作（三）情感、态度与价值观 通过对DNA的粗提取的实验过程的设计及操作，锻炼科学的思维方法，培养实事求是的科学态度。二、教学重点：DNA的粗提取和鉴定方法三、教学难点：DNA的粗提取和鉴定方法四、课时安排：2课时五、教学方法：启发式教学六、教学过程（一）引入新课无论是果胶酶还是加酶洗衣粉
2、中的酶制剂，都是从细胞中提取出来的。从今天开始，我们学习生物化学成分的提取与改造技术。（二）进行新课1基础知识11DNA粗提取的原理提取DNA的原理包括DNA的溶解性和耐受性两个方面。问：提取DNA的溶解性原理包括哪些方面？DNA在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同；DNA不溶于酒精。111 分析图51。DNA在不同浓度NaCl溶液中溶解度有何特点？要使DNA溶解，需要使用什么浓度？要使DNA析出，又需要使用什么浓度？在0.14mol/L时溶解度最小；较高浓度可使DNA溶解；0.14mol/L可使DNA析出。112 在溶解细胞中的DNA时，人们通常选用2mol/LNaCl溶液；将DNA分子析出的
3、方法是向溶有DNA的NaCl溶液中缓慢注入蒸馏水，以稀释NaCl溶液。酒精是一种常用有机溶剂，但DNA却不能溶于酒精（特别是95冷却酒精），但细胞中蛋白质可溶于酒精。问：采用DNA不溶于酒精的原理，可以达到什么目的？将DNA和蛋白质进一步分离。113提取DNA还可以利用DNA对酶、高温和洗涤剂的耐受性原理。利用该原理时，应选用怎样的酶和怎样的温度值？蛋白酶，因为酶具有专一性，蛋白酶只水解蛋白质而不会对DNA产生影响。温度值为6080，因为该温度值蛋白质变性沉淀，而DNA不会变性。补充：DNA的变性是指DNA分子在高温下解螺旋，其温度在80以上，如在PCR技术中DNA变性温度在95。思考：观察图
4、5-2，洗涤剂在提取DNA中有何作用？洗涤剂将细胞膜上的蛋白质，从而瓦解细胞膜。12DNA的鉴定原理当鉴定提取出的物质是否是DNA时，需要使用什么指示剂进行鉴定？在沸水浴条件下，DNA遇二苯胺呈现蓝色。原理总结。通过利用不同浓度NaCl溶液溶解或析出DNA，可以从细胞中提取和提纯DNA；再利用酒精进一步将DNA与蛋白质分离开来，达到提纯的目的；最后利用二苯胺试剂鉴定提取的物质是否是DNA。2实验设计21实验材料2.1.1不同生物的组织中DNA含量不同。在选取材料时，应本着DNA含量高、材料易得、便于提取的原则。你认为教材提供的材料中哪些不适合提取DNA？哺乳动物的血液和液体培养基中的大肠杆菌。
5、2.1.2从核DNA数目来看，猪38条，鸡78条，哺乳动物血0条，猕猴桃58条，洋葱16条，豌豆14条，菠菜12条，大肠杆菌1条。请选择动植物材料各一种。鸡血、猕猴桃。22破碎细胞，获取含DNA的滤液若选用鸡血和洋葱作实验材料，则怎样获取含DNA的滤液？在鸡血细胞液中加入一定量蒸馏水并用玻棒搅拌，过滤后收集滤液；切碎洋葱，加入一定量洗涤剂和食盐，搅拌研磨，过滤后收集滤液。在以上实验中，加入蒸馏水、洗涤剂和食盐的作用分别是什么？过滤时应当选用（滤纸、尼龙布）。血细胞在蒸馏水中大量吸水而张裂；洗涤剂瓦解细胞膜；食盐溶解DNA物质；选用尼龙布进行过滤。在处理植物组织时需要进行研磨，其目的是什么？研磨
6、不充分产生什么结果？破碎细胞壁，使核物质容易溶解在NaCl溶液中；研磨不充分会使DNA的提取量减少。具体做法。10mL鸡血20mL蒸馏水同方向搅拌3层尼龙布过滤滤液23去除滤液中的杂质最初获得的DNA滤液含有蛋白质、脂质等杂质，需要进一步提纯DNA。阅读教材提供的三种方法，分析其中的原理。方案一的原理是DNA在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同；方案二的原理是蛋白酶分解蛋白质，不分解DNA；方案三的原理是蛋白质和DNA的变性温度不同。具体做法。方案一：30mL滤液35gNaCl同方向搅拌，DNA溶解加入蒸馏水DNA析出过滤得到过滤物放到2mol/LNaCl溶液中溶解DNA-NaCl溶解液方案二：
7、30mL滤液嫩肉粉（木瓜蛋白酶）静置1015分钟DNA滤液方案三：30滤液6067处理过滤获得DNA滤液24DNA析出与鉴定在滤液中仍然含有一些杂质，怎样除去这些杂质呢？得到的DNA呈何颜色？滤液与等体积的冷却酒精混合均匀，静置23分钟，析出的白色丝状物就是DNA。DNA呈白色。怎样鉴定析出的白色丝状物就是DNA呢？阅读教材。阅读。简述DNA的鉴定过程。具体做法。试管2支，编号甲乙各加等量5mLNaCl溶液甲中放入少量白色丝状物，使之溶解各加4mL二苯胺，混合均匀沸水浴5min观察颜色变化3实验操作制备鸡血细胞液加柠檬酸钠，静置或离心破碎细胞，释放DNA 加蒸馏水，同一方向快速通方向搅拌过滤，
8、除去细胞壁、细胞膜等。溶解核内DNA 加入NaCl至2mol/L，同一方向缓慢搅拌DNA析出 加蒸馏水至0.14mol/L，过滤，在溶解到2mol/L溶液中除去细胞质中的大部分物质。DNA初步纯化 与等体积95冷却酒精混合，析出白色丝状物除去核蛋白、RNA、多糖等。DNA鉴定 二苯胺，沸水浴，呈现蓝色其它注意事项：在鸡血中加入柠檬酸钠防止凝固；鸡血静置或离心以提高细胞悬液浓度；使用塑料烧杯；使用尼龙布过滤；玻棒沿同一方向搅拌；玻棒搅拌要缓慢（细胞破裂快速搅拌）；玻棒不要碰到烧杯壁；二苯胺试剂要现用现配等。为了提高DNA纯度，在科学实验中通常使用的洗涤剂有十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）、十二烷
9、基硫酸钠（SDS）。（三）实例探究例1 在DNA分子的粗提取实验中，两次向烧杯中加入蒸馏水的作用是（ ）A.稀释血液、冲洗样品 B.使血细胞破裂，降低NaCl浓度使DNA析出C.使血细胞破裂，增大DNA溶解度 D.使血细胞破裂，提取含杂质较少的DNA解析：在该实验过程中，第一次加入蒸馏水的目的是使血细胞过度吸水而破裂，以便核物质溶解。第二次加入蒸馏水是为了降低NaCl浓度至0.14mol/l，因为此时的DNA溶解度最小，可使DNA析出。例2 在制备鸡血细胞液的过程中，加入柠檬酸钠的目的是（ ）A.防止凝血 B.加快DNA析出 C.加快DNA溶解 D. 加速凝血解析：柠檬酸钠的作用是利用柠檬酸根
10、离子与血浆中Ca2+离子结合成柠檬酸钠，降低Ca2+离子浓度，使有关凝血酶活性降低。因此柠檬酸钠是抗凝血物质，防止凝血，有利于鸡血细胞液的制备。答案：A综合应用例3DNA在NaCl溶液中溶解度有二重性，随着NaCl溶液的变化而变化。（1）请在下列NaCl溶液中选出溶解度能使DNA析出最彻底的一种（ ）和溶解度最高的一种（ ）A. 0.14mol/l B. 2mol/l C. 0.15mol/l D. 0.3mol/l（2）DNA不溶于酒精溶液，但细胞中的某些物质却可以溶于酒精溶液，利用这一原理可以_，可以推测溶于酒精中的物质可能有_。（3）利用DNA与_变蓝色的特性，将该物质作为鉴定_的试剂。
11、其实验过程要点是向放有_的试管中加热4ml的_。混合均匀后，将试管置于_5min，待试管_，观察试管中溶液颜色的变化，这个实验也说明DNA耐_温。解析：根据实验原理可知DNA在0.14mol/l的NaCl溶液中溶解度最低，在高浓度2mol/l中，溶解度最高。DNA存在于染色体上，为了把DNA和其他物质分开，采取DNA不溶于酒精的方法，目的是除去杂质；利用DNA与二苯胺（沸水浴）成蓝色的特性，可以鉴定提取的DNA。答案：（1）A；B （2）除去杂质；某些脂类、蛋白质、糖类或其他大分子物质 （3）二苯胺；DNA；DNA；二苯胺试剂；沸水中水浴加热；冷却后；高七、板书设计 DNA的粗提取与鉴定实验原理DNA在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同DNA与其他细胞成分在酒精中溶解度不同DNA和蛋白质对酶、高温和洗涤剂耐受性不同DNA与二苯胺呈现蓝色反应DNA粗提取选择适宜材料破碎细胞DNA的溶解和析出DNA的纯化鉴定DNA与二苯胺混合，沸水浴，呈现蓝色反应八、教学反思崇德、尚勤、博学、求真 第 3 页
