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1北大附中河南分校高二生物教学通案教学活动一、情景导入（1分钟）从今天开始，我们学习生物化学成分的提取与改造技术。DNA和蛋白质技术，包括DNA的提取、蛋白质的提取、DNA片段的扩增等，是开展分子生物学研究的基本技术。本节知识要点是DNA的物理化学性质，尤其是DNA的溶解性；及二苯胺法鉴定DNA的方法和原理。二、自主预习（8分钟）学生活动三、教师精讲（10分钟）基础知识：1．1DNA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？1．1．1分析图5－1。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？1．1．2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（特补充。备注1.1♠DNA在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同；DNA不溶于酒精。1.1.1♠在0.14mol/L时溶解度最小；较高浓度可使DNA溶解；课题：选修1专题5课题1DNA的粗提取与鉴定领导签字：时间：13年5月30日星期序号：51备课人：楚素霞教学目标：本课题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，理解DNA粗提取以及DNA鉴定的原理。教学重点·难点课题重点：DNA的粗提取和鉴定方法。课题难点：DNA的粗提取和鉴定方法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2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？1．1．3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？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5-2，洗涤剂在提取DNA中有何作用？1．2DNA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？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2．1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？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。2．2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？研磨不充分产生什么结果？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2．3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。0.14mol/L可使DNA析出。1.1.2♠将DNA和蛋白质进一步分离。1.1.3♠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60～80℃，因为该温度值蛋白质变性沉淀，而DNA不会变性。1.1.3♠洗涤剂将细胞膜上的蛋白质，从而瓦解细胞膜。1.2♠在沸水浴条件下，DNA遇二苯胺呈现蓝色。2.1.1♠哺乳动物的血液和液体培养基中的大肠杆菌。3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溶解液方案二：30mL滤液＋嫩肉粉（木瓜蛋白酶）→静置10～15分钟→DNA滤液方案三：30滤液→60～67℃处理→过滤获得DNA滤液2．4DNA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2～3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2.2♠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。2.2♠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。四、合作交流（6分钟）普通班独立完成、教师集体讲评；宏志班独立完成、小老师讲解思考题1：DNA在氯化钠溶液中的溶解度有什么特点？对此有什么应用？思考题2：利用什么原理来将DNA与蛋白质分离开？2．DNA对酶、高温和洗涤剂的耐受性：蛋白酶能水解，但对没有影响。大多数蛋白质不能忍受℃的高温，而DNA在℃以上才会变性。能够瓦解细胞膜，但对DNA没有影响。3．细胞在中易吸水而导致细胞膜和细胞核膜的破裂，据此可得到含有核DNA的溶液。[来源:学科思考题3：依据什么原理来鉴定DNA？五、典例分析(5分钟)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.加速凝血六、当堂检测（15分钟）学生当堂完成,小组长负责检查普通班独立完成1-10题、教师集体讲评；宏志班独立完成1-11题、小老师讲解1.在研究DNA的基因样本前，采集来的血样需要蛋白水解酶处理，然后用有机溶剂除去蛋白质。用蛋白水解酶处理血样的目的是（）A.除去血浆中的蛋白质B.除去染色体上的蛋白质C.除去血细胞表面的蛋白质D.除去血细胞中的所有的蛋白质，使DNA释放，便于进一步提纯2．与析出DNA粘稠物有关的叙述，不正确的是（）4A.操作时缓缓滴加蒸馏水，降低DNA的溶解度B.在操作A时，用玻璃棒轻缓搅拌，以保证DNA分子完整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.当丝状粘稠物不再增加时，此时NaCl的浓度相当于0.14mol/L3．洗涤剂能够瓦解（），但对DNA没有影响。A.细胞壁B.细胞膜C.细胞核D.细胞质4．在沸水浴的条件下，DNA遇（）会被染成蓝色。A.斐林试剂B.苏丹Ⅲ染液C.双缩脲试剂D.二苯胺5．在DNA提取过程中，最好使用塑料试管和烧杯，目的是（）A.不易破碎B.减少提取过程中DNA的损失C.增加DNA的含量D.容易洗刷6．下列操作中，对DNA的提取量影响最小的是（）A.使鸡血细胞在蒸馏水中充分破裂，放出DNA等核物质B.搅拌时，要使用玻璃棒沿一个方向轻缓搅拌C.在“析出DNA粘稠物”时，要缓缓加蒸馏水，直至溶液中粘稠物不再增加D.在用酒精沉淀DNA时，要使用冷酒精，甚至再将混合液放入冰箱中冷却E在DNA的溶解和再溶解时，要充分搅拌7．DNA的粗提取中，将与滤液体积相等的、冷却的（），静置2—3min，溶液中会出现白色丝状物。A.0．9%的NaClB.0.14mol/L的NaCl溶液C.质量分数15%的HClD.体积分数为95%的酒精溶液8.以血液为实验材料时，需要向血液中加入（），防止血液凝固。A.醋酸钠B.龙胆紫C.柠檬酸钠D.醋酸洋红9.在向溶解DNA的NaCl溶液中，不断加入蒸馏水的目的是（）A.加快溶解DNA的速度B.加快溶解杂质的速度C.减少DNA的溶解度，加快DNA析出D.减小杂质的溶解度，加快杂质的析出10.去除滤液中的杂质时，直接在滤液中加入嫩肉粉，利用嫩肉粉中的（）分解蛋白质。A.胃蛋白酶B.胰蛋白酶C.木瓜蛋白酶D.肠肽酶11.DNA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/lB.2mol/lC.0.15mol/lD.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。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。八、课堂反思5选修1专题5课题1DNA的粗提取与鉴定1-10答案：DCBDBBDCCC11.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；高选修1专题5课题1DNA的粗提取与鉴定1-10答案：DCBDBBDCCC11.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