3.1 重组DNA技术的基本操作（第二课时）- 【精讲课堂】2024-2025学年高二生物同步教学实用课件（人教版2019选择必修3）

第1节：重组DNA技术的基本工具 （第二课时） 以信息技术为支撑；以现代教育教学理论为指导；强调新型教学模式的构建；教学内容具有更强的时代性和丰富性；教学更适合学生的学习需要和特点。信息化教学不仅仅是在传统教学的基础上对教学媒体 和手段的改变,而且是以现代信息技术为基础的整体的教学体系的一系列的改革和变化。 授课人：大道至简 微信：a533722113333 第三章 基因工程 1 核心素养 1.生命观念：运用结构与功能观说明基因工程的各种工具的特点。 2.科学思维：探究DNA的物理与化学性质， 进行DNA分子的提取与鉴定。 3．社会责任：关注基因工程的诞生和发展历程，参与讨论基础理论和技术发展如何催生基因工程。 2 DNA的粗提取和鉴定 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。 1.提取的基本思路： 2.实验原理： ③在一定温度下，DNA遇二苯胺试剂会呈现蓝色。 0 DNA溶解度 NaCl浓度 0.14mol/L 2mol/L 一.DNA提取思路与原理 ①DNA不溶于酒精，但某些蛋白质溶于酒精。 ②DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同， 能溶于2mol/L NaCl溶液。 DNA含量相对较高的生物组织，如新鲜洋葱、香蕉、菜花和猪肝等。 二、实验材料的选取：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。你认为如下提供的材料中哪些不适合提取DNA？为什么？ 注意： 不能选择哺乳动物成熟的红细胞，因为哺乳动物成熟的红细胞中没有细胞核和线粒体，几乎不含DNA DNA的粗提取和鉴定 三、实验材料及用具： 2.试剂： 研磨液成分 作用 SDS 使蛋白质变性 EDTA 抑制DNA酶 Tris-HCl缓冲液 稳定DNA 析出DNA 溶解DNA 鉴定DNA，要现配现用 试剂 作用 研磨液 溶解并提取DNA 体积分数为95%的酒精 2mol/L 的NaCl溶液 二苯胺试剂 蒸馏水 DNA的粗提取和鉴定 四、实验步骤： DNA的粗提取和鉴定 1.取材、研磨:称取30g洋葱，切碎，然后放入研钵中，倒入10mL 研磨液，充分研磨。 (1)研磨的目的 破碎细胞，使核物质容易溶解在研磨液中 (2)研磨时间不宜太长 防止研磨时产生的热量影响DNA的提取量 (3)有条件的可以在材料处理的过程中加入纤维素酶、果胶酶 研磨效果好（有利于充分研磨） (4)研磨不宜太用力 四、实验步骤： DNA的粗提取和鉴定 2.过滤或离心取上清液：方法一：在漏斗中垫上纱布，将洋葱研磨液过滤到烧杯中，在4℃冰箱中放置几分钟后，再取上清液。方法二：直接将研磨液倒入塑料离心管中，1500r/min的转速下离心5min，再取上清液放入烧杯中。 ①上清液中除DNA之外，可能含有哪些杂质？ 可能含有核蛋白、多糖等杂质 ②低温放置几分钟的作用 可抑制核酸水解酶的活性，进而抑制DNA降解； 抑制DNA分子运动，使DNA易形成沉淀析出； 低温有利于增加DNA的柔韧性，减少其断裂； 四、实验步骤： DNA的粗提取和鉴定 3.预冷酒精析出DNA或离心收集沉淀中的DNA 方法一：在上清液中加入体积相等的、预冷的酒精溶液(体积分数为95%)，静置2-3min，溶液中出现的白色丝状物就是粗提取的DNA。用玻璃棒沿一个方向搅拌，卷起丝状物，并用滤纸吸去上面的水分；方法二：将溶液倒入塑料离心管中，在10000r/min的转速下离心5min，弃上清液，将管底的沉淀物(粗提取的DNA)晾干。 (1)搅拌时应轻缓、并沿一个方向 减少DNA断裂，以便获得较完整的DNA分子 (2)酒精预冷的作用:同“低温放置的作用” 四、实验步骤： DNA的粗提取和鉴定 4.NaCl溶液溶解DNA并鉴定 NaCl溶液溶解DNA并鉴定 取两支20mL的试管，各加入2mol/L的NaCl溶液5mL。将丝状物或沉淀物溶于其中一支试管的NaCI溶液中。向两支试管中各加入4mL的二苯胺试剂。混合均匀后，将试管置于沸水中加热5min。待试管冷却后，比较两支试管中溶液颜色的变化。 溶液蓝色的深浅与溶液中DNA的含量的多少有关 加入2mol/L氯化钠溶液 不加入丝状物 加入4ml二苯胺试剂 加入2mol/L氯化钠溶液 加入丝状物 加入4ml二苯胺试剂 实验组 对照组 水浴加热 四、实验步骤： DNA的粗提取和鉴定 你提取出白色丝状物或沉淀物了吗？用二苯胺试剂鉴定的结果如何？ 观察提取的DNA的颜色，如果不是白色丝状物，说明DNA中的杂质较多。二苯胺试剂鉴定呈现蓝色说明实验基本成功；如果不呈现蓝色，可能的原因有所提取的DNA含量低，或者在实验操作过程中出现了失误等。 你能分析出粗提取的DNA中可能含有哪些杂质吗？ 本实验粗提取的DNA可能仍然含有核蛋白、多糖等杂质。 DNA的粗提取和鉴定 与其他同学提取的DNA进行比较，看看实验结果有何不同，分析产生差异的原因。 实验结果不明显的可能原因： ①材料中的核物质没有充分释放出来，如研磨不充分或蒸馏水的量不够。 ②加入酒精后摇动或搅拌 时过猛，DNA被破坏。 ③二苯胺最好现用现配， 否则二苯胺变成浅蓝色， 影响鉴定效果。 DNA的粗提取和鉴定 本试验只是对DNA进行了粗提取，请查阅资料，了解实验室提取纯度较高的DNA的一种方法，并与本实验中所使用的方法进行比较，总结两种方法的异同。 实验室提取纯度较高的DNA的方法有不少。例如，可以先添加质量分数为25%的SDS溶液，使蛋白质变性后与DNA分开；随后，加入氯仿—异丙醇混合液（体积比为24:1），通过离心将蛋白质及其它杂质除去，取清液；可重复上述操作几次，直至上清液变成透明的粘稠液体。此外，由于苯酚可以迅速使蛋白质变性，抑制核酸酶的活性，因此还可以先用苯酚处理，然后离心分层，这时DNA溶于上层水相，蛋白质变性后存在于酚层中，用吸管、微量移液器等实验用具就可以将二者分开。 DNA的粗提取和鉴定 刑侦破案 拓展：DNA提取的应用 基因组测序 插入人胰岛素基因的大肠杆菌 基因工程 亲子鉴定 1.下列关于DNA粗提取与鉴定的叙述，错误的是( ) A.DNA析出过程中，搅拌操作要轻柔以防DNA断裂 B.预冷的乙醇溶液可用来粗提取DNA C.用二苯胺试剂鉴定DNA需要进行水浴加热 D.鉴定DNA时，应将丝状物直接加入到二苯胺试剂中进行沸水浴 课堂练习 D 2.“DNA粗提取与鉴定”实验的基本过程是：裂解→分离→沉淀→鉴定。下列叙述错误的是（ ） A．裂解：使细胞破裂释放出DNA等物质 B．分离：可去除混合物中的多糖、蛋白质等 C．沉淀：可反复多次以提高DNA的纯度 D．鉴定：加入二苯胺试剂后即呈现蓝色 D 课堂练习 C 3.关于“DNA粗提取与鉴定”的实验原理的叙述中，正确的是 (　 　) A．用猪血为实验材料的原因是猪血的红细胞有细胞核，DNA含量多 B．利用DNA在2 mol/L的氯化钠溶液中溶解度最低，易析出的特性提取DNA C．利用DNA不溶于酒精，而细胞中的其他物质可溶于酒精的特性提纯DNA D．利用DNA与二苯胺作用而显现紫色的特性鉴定DNA 课堂练习 A．通过①操作使NaCl 溶液浓度降至0.014 mol/L，析出DNA B．经①②操作，DNA留在纱 布上；经③②操作，则DNA留 在滤液中 C．图④是用预冷的体积分数为 95%的酒精来进一步纯化粗提取的DNA D．图①③④都需要玻璃棒沿一个方向轻缓搅拌，以防止破坏DNA 4．(不定项)如图是“DNA 的粗提取与鉴定”实验中几个重要操作的示意图，下列叙述正确的是 (　 　) BC 课堂练习 Lavf58.20.100 Tencent CAPD MTS $$