3.1.1 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

该高中生物学课件聚焦“DNA的粗提取和鉴定”，通过“如何提取并鉴定DNA”的问题导入，从实验原理（DNA溶解性、二苯胺沸水浴显色）到材料选择（鸡血细胞，避免无核哺乳动物红细胞），再到研磨、过滤、析出、鉴定的完整步骤，构建原理到实践的学习支架。 其亮点在于以问题链驱动科学思维，如分析研磨不充分的影响、酒精预冷作用等，通过多方案实验设计（过滤与离心、酒精析出与NaCl浓度调节）强化探究实践，结合结构与功能观（生命观念）辨析材料差异。学生能提升实验操作与逻辑分析能力，教师可依托清晰流程和互动问题设计，高效开展教学。

第3章 基因工程 高中生物学 | 人教版（2019）| 选择性必修3·生物技术与工程 第1节 重组DNA技术的基本工具 第1课时 DNA的粗提取和鉴定 新课导入 如何将DNA提取出来，并进行鉴定呢? DNA DNA 讲述：阅读课本p74理解实验原理 2 （2）DNA能溶于物质的量浓度为 的NaCl溶液 （1）DNA 酒精， 但某些蛋白质 酒精。 1.提取DNA的原理 利用DNA、RNA、蛋白质和脂质等在物理和化学性质方面的差异 不溶于 溶于 2mol/L 2.鉴定DNA的原理 在一定温度下（沸水浴），DNA 遇 试剂会呈现 。 二苯胺 蓝色 蛋白质的溶解度 一、实验原理 0 DNA溶解度 NaCl浓度 0.14mol/L 2mol/L 初步分离 DNA和蛋白质 溶解DNA 实验设计思路：DNA、RNA、蛋白质和脂质等在物理和化学性质方面存在差异，可以利用这些差异，选用适当的物理或化学方法去除其他成分，对DNA进行提取。 任务一：：阅读课本p74理解实验原理 当NaCl浓度为 2 mol／L时，DNA的溶解度最大，浓度为 0.14 mol／L时，DNA的溶解度最低。利用这一原理，可以使DNA在盐溶液中溶解或析出 在一定温度下（沸水浴），DNA遇二苯胺试剂会呈现蓝色，因此二苯胺试剂可以作为鉴定DNA的试剂。 3 DNA含量相对较高的生物组织 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 洋葱 花菜 香蕉 猪肝 鸡血 菠菜 用鸡血细胞，需加入柠檬酸钠，防止血液凝固 二、材料用具 思考1:选什么样的材料实验更易成功？ 思考2:能不能选择哺乳动物成熟的红细胞？ 柠檬酸钠防止血液凝固的原理是通过与血液中的钙离子结合，形成可溶性的柠檬酸钙，从而减少血液中钙离子的浓度。钙离子在血液凝固过程中扮演着关键角色，它的减少有效地阻止了血液凝固。 4 试剂及作用： (1)研磨液 (2)体积分数为95%的酒精 (3)2mol/L 的NaCl溶液 (4)二苯胺试剂 (5)蒸馏水 ——溶解并提取DNA ——析出DNA ——溶解DNA ——鉴定DNA，易氧化，要现配现用 ——滴入NaCl溶液中，使其浓度逐渐下降0.14mol/L，析出DNA 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 二、材料用具 SDS（十二烷基硫酸钠）：溶解细胞膜和核膜，释放DNA；同时使蛋白质变性，便于后续分离。 EDTA（乙二胺四乙酸）：螯合金属离子（如Mg²⁺、Ca²⁺），抑制核酸酶活性，防止DNA被酶解。 Tris-HCl：维持溶液的pH稳定，通常调节至7.5-8.0。DNA对pH变化敏感，稳定的pH环境可防止DNA降解。 5 离心机 电子天平 烧杯、量筒、玻璃棒、研钵、纱布、漏斗、试管、试管架、剪刀 二、材料用具 取材研磨 过 滤 DNA析出 DNA鉴定 称取30g洋葱，切碎，放入研钵中，倒入10mL研磨液，充分研磨 三、方法步骤 破碎细胞，使核物质容易溶解在研磨液中 研磨的目的： 7 问题1：如果研磨不充分会对实验结果产生怎样的影响？ 会使DNA分子不能从细胞核中释放出来，从而使研磨液中的DNA含量较低，影响最终提取的DNA量。 问题3：如果用动物细胞做材料，如何快速破碎细胞？ 问题2：处理用植物细胞做材料时，可以在研钵中加入什么酶，促进细胞裂解？ 纤维素酶、果胶酶 动物细胞没有细胞壁，将鸡血细胞置于蒸馏水中，待细胞吸水胀破，收集滤液 2min :同桌或前后4人一起讨论完成成思考题 8 三、方法步骤 取材研磨 过 滤 DNA析出 DNA鉴定 方法一： 在漏斗中垫上 过滤研磨液，4℃冰箱中静置后取 ； 方法二：将研磨液倒入塑料离心管中离心，取 。 纱布 上清液 上清液 (上清液/沉淀物) 9 不可以，因为DNA会被吸附到滤纸上而大量损失。 问题3：上清液中除DNA之外，可能含有哪些杂质？ 问题2：为什么离心或者过滤后，选择的是上清液？ 因为在研磨液体系中DNA可溶解，过滤或者离心后DNA都位于上清液。 可能含有核蛋白、多糖等杂质 问题1：过滤的纱布能用滤纸代替吗？ 10 方案一：在上清液中加入体积相等的 溶液（体积分数为95%）,静置2~3min，溶液中出现的 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； DNA析出 过 滤 三、方法步骤 取材研磨 DNA鉴定 预冷的酒精 白色丝状物 方案二：将溶液倒入塑料离心管中，在10000r/min的转速下离心5min，取 。 (上清液/沉淀物) 沉淀物 11 DNA不溶于酒精，而蛋白质能溶解在酒精中， 问题3：为什么搅拌时应轻缓、并沿一个方向目的是什么？ 问题2：酒精预冷的作用是什么？ 问题1：若本次使用离心法，为什么取的是沉淀物？ ①低温可抑制核酸水解酶的活性，进而抑制DNA降解； ②低温抑制分子运动，使DNA易形成沉淀析出； ③低温有利于增加DNA分子的柔韧性，减少其断裂。 减少DNA断裂，以便获得较完整的DNA分子 12 DNA析出 过 滤 三、方法步骤 取材研磨 DNA鉴定 将丝状物或沉淀物溶于 溶液中，加 入 试剂，混合均匀后，将试管置于沸水中加热5min。 二苯胺 2mol/L的NaCl 实验组 对照组 水浴加热 2mol/L的NaCl溶液5mL 4mL的二苯胺试剂 2mol/L的NaCl溶液5mL 4mL的二苯胺试剂 加入丝状物或沉淀物 溶液蓝色的深浅与溶液中DNA的含量的多少有关 问题1：本实验的检测结果蓝色较浅的原因可能是什么？ ①材料中的核物质没有充分释放出来，如研磨不充分。 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，二苯胺易被空气氧化，影响鉴定效果。 讲述：为了排除其他因的影响，实验需要设置对照组（二苯胺在算酸性条件下加热，若试剂不纯，可能会出现颜色变化：排除溶剂的影响，即排除NaCl与二苯胺反应的显色的可能性，确保颜色变化由DNA引起的） 实验设置，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NaCl溶液中。然后，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。 13 DNA分子的粗提取和鉴定 为了进一步提纯DNA，某同学提出以下实验方案，请分析原因： 操作2:上述得到的DNA提取液，缓缓加入蒸馏水，调节NaCl溶液的浓度为0.14mol/L，玻璃棒搅拌，析出DNA。 操作1:得到的DNA粗提取物（丝状物或沉淀）加入2mol/L的NaCl溶液溶解，过滤，取滤液（DNA提取液）。 加2mol/L的NaCl溶液的目的： 加蒸馏水的目的： 溶解DNA，除掉高盐溶液中不能溶解的杂质，提纯DNA液。 降低NaCl溶液浓度，使DNA析出，除掉溶解在低盐溶液中的杂质。 通过反复溶解与析出DNA，就能够除去与DNA溶解度不同的多种杂质。 15 1.如图为鸡血细胞中DNA的粗提取和鉴定实验过程中的部分操作示意图，请据图分析，回答下列问题： (1)右述图示中，该实验的正确操作顺序是__________________________ (用序号与箭头表示)。 (2)步骤④中使用2 mol/L NaCl溶液的目的是 。 ③→②→①→④→⑤ 溶解DNA 课堂练习 (3)步骤①的目的是 ， 其依据的原理是 。 析出DNA DNA不溶于酒精 16 (4)步骤①中所得到的丝状物为 色，若要鉴定其主要成分为DNA，可滴加 试剂， 后，如果出现 则证明该丝状物的主要成分为DNA。 白 二苯胺 沸水浴加热 蓝色 (5)某学生试图用猪血代替，结果没有成功，其原因最可能是 。 猪是哺乳动物，哺乳动物血液中成熟的红细胞没有细胞核 课堂练习 1.如图为鸡血细胞中DNA的粗提取和鉴定实验过程中的部分操作示意图，请据图分析，回答下列问题： 17 $