探究实践：DNA的粗提取与鉴定 课件 2025-2026学年高二下学期生物人教版选择性必修3

探究•实践 DNA的粗提取与鉴定 导入 看这个菜花，虽然普通，但它体内却隐藏着跟人类相似的遗传物质-DNA，今天让我们来提取与鉴定DNA。 2 一. 实验原理 任务一：阅读课本理解实验原理。 3 一、实验原理 0 0.14 NaCI浓度（mol/L） DNA溶解度 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。 DNA不溶于酒精， 但某些蛋白质溶于酒精 DNA能溶于物质的量浓度为 2 mol/L的NaCl溶液 在一定温度下， DNA被二苯胺试剂染成蓝色 初步分离 DNA和蛋白质 溶解DNA 鉴定DNA 4 新鲜洋葱（也可以选择香蕉、菠菜、菜花或猪肝等作为实验材料，提取DNA的方法可能稍有不同）、研磨液、体积分数为95%的酒精、2mol/L的NaCl溶液、二苯胺试剂和蒸馏水等。研磨液和二苯胺试剂的配制方法参见本书附录2。 1. 材料 二. 材料用具 ①研磨液 ②体积分数为95%的酒精 ③2mol/L 的NaCl溶液 ④二苯胺试剂 ⑤蒸馏水 ——析出DNA ——溶解DNA ——鉴定DNA，要现配现用 ——含有NaCl、EDTA、SDS、Tris和HCl 烧杯、量筒、玻璃棒、研钵、纱布、漏斗、试管、试管架、试管夹、酒精灯、陶土网、三脚架、火柴、刀片和天平等 2. 用具 5 二. 材料用具 任务二：思考讨论并回答下列问题 1. 选什么样的材料实验更易成功？ 含DNA的生物材料都可以，选取DNA含量相对较高的生物组织，成功率更大。 2. 能不能选择哺乳动物成熟的红细胞？ 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。 6 拓展 本实验处理植物材料的研磨液中含有SDS（十二烷基硫酸钠），EDTA（乙二胺四乙酸）、 Tris（三羟甲基氨基甲烷）等试剂。 在这个复杂的溶液体系中DNA可溶解；其中SDS可使蛋白质变性与DNA分离；EDTA是一种DNA酶的抑制剂，可防止细胞破碎后DNA酶降解DNA；Tris提供缓冲体系，DNA在这个缓冲体系中呈稳定状态。 三、实验步骤 任务三：阅读课本，理解本实验步骤 8 三. 实验步骤 1. 取材、研磨 2. 过滤或离心取上清液 3. 预冷酒精析出DNA或离心收集沉淀中的DNA 4. NaCl溶液溶解DNA并鉴定 9 拓展 ①研磨的目的破碎细胞，使核物质容易溶解在研磨液中。 ②如果以菜花为实验材料，由于它的硬度较高，容易出现研磨不充分的情况，需要延长研磨的时间，而如果研磨时间太长，研磨时产生的热量可能会影响DNA的提取量，在材料处理的过程中加入纤维素酶，这样研磨的效果较好。如果以洋葱为实验材料，它的气味相对刺激，可以为学生准备护目镜，并注意通风。 ③不同的实验材料，其DNA的含量有所差别，香蕉、草莓、鱼白等材料的DNA含量较高。 三. 实验步骤 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. 取材、研磨 10 三. 实验步骤 活动一：小组合作，讨论以下问题。 1、如果用动物细胞做材料，也需要研磨裂解释放细胞中的DNA吗？ 动物细胞没有细胞壁，加入清水，让细胞吸水胀破，就可以释放DNA。 2、如果用动物血液做实验时，需要怎么处理？ 血液中加入柠檬酸钠，可防止血液凝固。 11 三. 实验步骤 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：也可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。 2. 过滤或离心取上清液 活动二：小组合作，讨论以下问题。 1. 过滤能否用滤纸代替纱布？ 不可以。因为DNA会被吸附到滤纸上而大量损失，影响最终提取的DNA量。 12 三. 实验步骤 活动二：小组合作，讨论以下问题。 2. 本次离心或者过滤选择的是上清液还是沉淀物？ 选择上清液，因为在研磨液体系中DNA可溶解，过滤或者离心DNA都位于上清液。 3. 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。 4. 4℃低温放置的作用？ ①可抑制核酸水解酶的活性，进而抑制DNA降解； ②抑制分子运动，有助于减少溶液中杂质与DNA相互作用，使后续DNA沉淀更纯粹。 ③低温可以降低DNA的溶解度，使其更容易从溶液中沉淀出来，便于后续的离心分离等操作，提高DNA的提取效率。 13 三. 实验步骤 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：或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。 3. 预冷酒精析出DNA或离心收集沉淀中的DNA 14 三. 实验步骤 活动三、小组讨论，回答以下问题。 1. 预冷酒精的目的？ ①低温可抑制核酸水解酶的活性，防止DNA降解。 ②低温可减缓分子的运动，使DNA易于形成沉淀析出。 ③低温有利于增加 DNA分子的柔韧性，减少断裂。 ④因DNA不溶于冷酒精，而其他物质可以溶解在酒精中，使含杂质较少的DNA丝状物可以析出，悬浮于溶液中。 15 三. 实验步骤 活动三：小组讨论，回答以下问题。 2. 搅拌时应轻缓、并沿一个方向的原因？ DNA分子是非常长的链状结构，机械搅拌容易使DNA链受到剪切力作用而断裂。沿一个方向搅拌能使剪切力较为均匀，减少DNA链因受力不均而发生断裂的可能性，有利于保持DNA分子的完整性。 3. 本次若用离心法，是取上清液还是沉淀物？ 沉淀物，因DNA不溶于冷酒精，而其他物质如蛋白质可以溶解在酒精中。 16 三. 实验步骤 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。 4. NaCl溶液溶解DNA并鉴定 17 水浴加热 ① ② 三. 实验步骤 活动四：猜测试管①和试管②哪个是加入丝状物或沉淀物的实验组？ 实验组 对照组 ※注意：溶液蓝色的深浅与溶液中DNA的含量的多少有关。 18 拓展 使用二苯胺的注意事项： 戴防护装备：二苯胺具有一定的毒性，使用时要戴好手套、护目镜和口罩等防护用具，避免皮肤接触、吸入或误食。 注意试剂保存：二苯胺试剂应保存在棕色瓶中，置于阴凉、干燥处，避免光照和受潮，以防试剂变质。 现用现配：二苯胺试剂中的浓硫酸易吸水，且长时间放置后可能会影响反应效果，所以最好现用现配，以保证试剂的有效性和准确性。 反应条件控制：在进行鉴定反应时，要严格控制加热温度和时间。一般是将DNA与二苯胺试剂混合后，在沸水浴中加热5分钟左右。加热时间过短，反应不充分；加热时间过长，可能会使DNA被破坏，影响鉴定结果。 DNA粗提取与鉴定 拓展 分离蛋白质和DNA的其他方法：嫩肉粉分离蛋白质和DNA 嫩肉粉的主要成分是木瓜蛋白酶，它可用于分离DNA和蛋白质，其原理是：木瓜蛋白酶能够特异性地识别并切割蛋白质中的某些肽键，使蛋白质降解为较小的肽段或氨基酸，从而破坏蛋白质的结构和功能。而DNA的结构相对稳定，不会被木瓜蛋白酶降解，这样就可以将DNA和蛋白质分离开来。 DNA的粗提取与鉴定 ①DNA在不同浓度NaCl溶液中的溶解度不同 ②DNA不溶于冷酒精 ③二苯胺试剂与DNA反应生成蓝色化合物 DNA粗提取 DNA鉴定 实验原理 实验步骤 注意事项 1．下列以洋葱为实验材料进行“DNA的粗提取与鉴定”实验的叙述，正确的是（ ） A．洋葱研磨液需要用滤纸过滤，以保证提取的DNA量 B．滤液中加入冷酒精后，用玻璃棒搅拌会使DNA的提取量增加 C．向含DNA的滤液中加入2 mol/L的NaCl溶液有利于去除杂质 D．用二苯胺试剂鉴定DNA时，需沸水浴加热冷却后再观察颜色变化 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 3.下列关于“DNA粗提取与鉴定”实验的叙述，错误的是（ ） A．实验中如果将研磨液更换为蒸馏水，DNA提取的效率会降低 B．利用DNA和蛋白质在酒精中的溶解度差异，可初步分离DNA C．DNA在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同，该原理可用于纯化DNA粗提物 D．将溶解的DNA粗提物与二苯胺试剂反应，可检测溶液中是否含有蛋白质杂质 4. 实验中对DNA进行鉴定时，做如下操作，分析回答下列问题： A B 1 加2 mol·L－1的NaCl溶液5mL 加2 mol·L－1的NaCl溶液5 mL 2 不加 加入提取的DNA丝状物并搅拌 3 加4 mL二苯胺试剂，混匀 加4 mL二苯胺试剂，混匀 4 沸水浴5 min 沸水浴5 min 实验现象     实验结论   序号 试管 1）根据上图，完成表格空白处的实验内容。 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试剂会被呈现蓝色 2）对于B试管，完成1、2、3的操作后溶液颜色如何变化？__________________。 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。 溶液颜色基本不变 加快颜色反应速率 对照 加入试管中的DNA(丝状物)的量 耐受性 Lavf59.16.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $