2019-2020学年高二生物选修一教学案：专题5 课题1 DNA的粗提取与鉴定 Word版含答案

一、基础知识（阅读教材P54～55）1．提取DNA 的方法和原理(1)提取生物大分子的思路：选用一定的物理或化学方法分离具有不同物理或化学性质的生物大分子。

(2)DNA 粗提取方法：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。

2．DNA 的性质 (1)DNA 的溶解性①DNA 和蛋白质等其他成分在不同浓度的NaCl 溶液中溶解度不同，利用这一特点，选择适当的盐浓度就能使DNA 充分溶解，而使杂质沉淀，或者相反，以达到分离目的。

②DNA 不溶于酒精溶液，但是细胞中的某些蛋白质溶于酒精。

(2)DNA 的耐受性①蛋白酶能水解蛋白质，但是对 DNA 没有影响。

②大多数蛋白质不能忍受 60～80 ℃的高温，而DNA 在80 ℃以上才会变性。

③洗涤剂能够瓦解细胞膜，但对DNA 没有影响。

(3)DNA 的鉴定DNA ＋二苯胺――→沸水浴蓝色。

二、实验设计（阅读教材P55～56）1．实验材料的选取：选用 DNA 含量相对较高的生物组织。

2．破碎细胞，获取含DNA 的滤液(1)动物细胞的破碎(以鸡血为例)：在鸡血细胞液中加入一定量的蒸馏水，同时用玻璃棒搅拌，过滤后收集滤液即可。

(2)植物细胞的破碎(以洋葱为例)：先将洋葱切碎，然后加入一定的洗涤剂和食盐，进行充分地搅拌和研磨，过滤后收集研磨液。

3．去除滤液中的杂质4.DNA 的折出：利用DNA 不溶于酒精溶液这一原理，可从溶液中析出较纯净的DNA ，此时DNA 的状态为白色丝状物。

5．DNA 的鉴定：将白色丝状物溶解于5 mL 物质的量浓度为 2 mol/L 的NaCl 溶液中，再加入4 mL 的二苯胺试剂，沸水中加热5 min ，冷却后观察溶液的颜色，同时设置不含DNA的NaCl溶液作为对照实验。

三、操作提示（阅读教材P56）1．以血液为实验材料时，每100 mL血液中需要加入3 g柠檬酸钠，防止血液凝固。

2．加入洗涤剂后，动作要轻缓、柔和，否则容易产生大量的泡沫，不利于后续步骤的操作。

加入酒精和用玻璃棒搅拌时，动作要轻缓，以免加剧DNA分子的断裂，导致DNA 分子不能形成絮状沉淀。

3．鉴定DNA用的染色剂二苯胺试剂要现配现用，否则会影响鉴定的效果。

[共研探究]DNA主要分布于细胞核中，要将DNA分离出来，必须利用DNA的性质将DNA与其他细胞成分分开。

1．DNA的溶解性(1)DNA在NaCl溶液中的溶解度如图所示，当NaCl溶液浓度低于0.14 mol/L时，DNA的溶解度随NaCl溶液浓度的增加而逐渐降低；当NaCl溶液浓度等于0.14 mol/L 时，DNA的溶解度最小；当NaCl溶液浓度继续增加时，DNA的溶解度又逐渐增大。

(2)在酒精中的溶解度：DNA不溶于酒精，而细胞中的某些蛋白质溶于酒精，利用这一原理，可以将DNA与蛋白质进一步地分离。

2．提取DNA的方法(1)利用溶解性提取DNA溶液物质的量浓度从2 mol/L释的过程中，蛋白质溶解度逐渐增大(2)利用耐受性提取DNA3.DNA的鉴定：在沸水浴的条件下，DNA遇二苯胺呈现蓝色，可用来鉴定DNA。

[总结升华]DNA的相关性质析出80 ℃以上才会变性【易错易混】根据DNA的溶解性判断DNA的去向(1)DNA在2 mol/L的NaCl溶液中溶解，过滤后要保留滤液。

(2)DNA在0.14 mol/L的NaCl溶液中析出，过滤后要保留黏稠物，舍弃滤液。

(3)DNA在酒精溶液中析出，用玻璃棒卷起丝状物即可，不用过滤。

[对点演练]1．在“DNA的粗提取与鉴定”实验中，实验原理是DNA在不同浓度的NaCl溶液中的溶解度不同，据图分析，下列叙述正确的是()A．a点浓度最适合析出DNAB．b点浓度最适合析出DNAC．c点浓度最适合析出DNAD．d点浓度最适合析出DNA解析：选B从题图可以看出，DNA在浓度为0.14 mol/L的NaCl溶液中的溶解度最小，因此b点浓度最适合析出DNA。

[共研探究]我们可以利用DNA的理化特性从生物材料中提取DNA并进行鉴定。

1．实验材料的选取及处理方法(1)一般选取鸡血来提取DNA，鸡血中血细胞含量高，DNA含量丰富，材料易得，细胞易吸水涨破。

(2)可以选用植物材料如洋葱等，只是破碎细胞比较麻烦。

先将洋葱切碎，然后加入一定的洗涤剂和食盐，进行充分搅拌和研磨，过滤后收集研磨液。

2．DNA的粗提取与鉴定的实验过程3.根据DNA粗提取与鉴定的实验过程，回答下列问题(1)提取洋葱DNA时，洗涤剂的作用：溶解细胞膜，有利于DNA的释放；食盐的作用：有利于DNA的溶解。

(2)研磨要充分，否则细胞核内的DNA释放不完全，提取的DNA量少，影响实验结果。

(3)反复地溶解与析出DNA，目的是除去与DNA溶解度不同的多种杂质。

[总结升华]1．实验中两次加入蒸馏水的目的(1)第一次在步骤“提取细胞核物质”中，目的是使鸡血细胞吸水涨破，加水后必须充分搅拌，且不少于5 min，使鸡血细胞充分吸水涨破。

(2)第二次在步骤“析出DNA并过滤”中，目的是为了稀释NaCl溶液，使DNA逐渐析出。

2．实验中三次加NaCl溶液的目的(1)在步骤“溶解DNA”中，加入NaCl溶液后必须充分搅拌，加速染色质中DNA与蛋白质分离，使DNA充分游离并溶解在NaCl溶液中。

(2)在步骤“DNA的再溶解”中，加入NaCl溶液的目的是使DNA溶解，同时除去部分杂质。

(3)在步骤“DNA的鉴定”中加NaCl溶液的目的是溶解DNA。

3．实验中三次过滤的目的(1)紫外灯照射法：用蒸馏水配制质量分数为0.05%的溴化乙锭(EB)溶液，将玻璃棒上缠绕的白色絮状物抹到蜡纸上，再滴1滴EB溶液染色。

将蜡纸放在紫外灯(260 nm)下照射(暗室中)，可呈现橙红色的荧光(DNA的紫外吸收高峰在260 nm处)。

(2)电泳法：此方法适合鉴定纯度较高的DNA。

【易错易混】DNA粗提取与鉴定实验的注意事项(1)若选取肝脏细胞或植物细胞，不能直接用蒸馏水和甲苯处理，因为肝组织含较多蛋白质纤维，植物组织有胞间连丝和细胞壁，应先充分研磨。

(2)过滤含DNA的黏稠物时不能用滤纸代替纱布，否则会因DNA被吸附到滤纸上，而导致DNA大量损失。

(3)用玻璃棒搅拌时，动作要缓慢且沿同一方向进行，防止DNA被破坏。

(4)盛放鸡血细胞液的容器最好是塑料器具，因为DNA易被玻璃制品吸附，影响最终的DNA提取量。

提取DNA用于鉴定时，可用玻璃棒将DNA卷出。

[对点演练]2．下列关于“DNA粗提取与鉴定”实验的叙述，正确的是()A．洗涤剂能瓦解细胞膜并增加DNA在NaCl溶液中的溶解度B．将DNA丝状物放入二苯胺试剂中沸水浴后冷却变蓝C．常温下菜花匀浆中有些酶类会影响DNA的提取D．用玻璃棒缓慢搅拌滤液会导致DNA获得量减少解析：选C提取植物细胞中DNA时加入洗涤剂可瓦解植物细胞膜，利于DNA的释放，但不能增加DNA在NaCl溶液中的溶解度；含DNA的丝状物应先溶解在物质的量浓度为2 mol/L的NaCl溶液中，再加入二苯胺试剂在沸水浴条件下检测；菜花匀浆中含有DNA 水解酶，常温下其活性较高，可催化DNA水解，从而影响DNA的提取；用玻璃棒缓慢搅拌滤液不会使DNA分子断裂，因此不会导致DNA的获得量减少。

1．在混合物中提取DNA的基本思路是()A．根据各种大分子的理化性质的差异B．根据各种大分子的理化性质的共性C．根据各种大分子在细胞内的功能D．根据各种大分子的结构和在细胞内的位置解析：选A提取DNA是将DNA与其他物质分开，因此利用的是大分子的理化性质的差异。

2．DNA粗提取的实验中，在破碎血细胞时，要先加入20 mL的蒸馏水，其作用是() A．DNA溶解水中B．使血细胞破裂，释放DNAC．稀释血液，防止凝固D．有利于搅拌解析：选B一般用低渗溶液如蒸馏水使细胞过度吸水而破裂，从而使细胞中的DNA 释放出来。

3．向溶有DNA的2 mol/L的氯化钠溶液中不断加入蒸馏水，在这个过程中DNA和杂质蛋白等溶解度变化情况分别是()A．减小，减小B．增大，增大C．先减小后增大，增大D．减小，增大解析：选C加入蒸馏水后，DNA溶解度随着氯化钠溶液浓度的降低而减小，至0.14 mol/L时达到最小，继续加入蒸馏水，DNA溶解度增大。

蛋白质等杂质的溶解度随着氯化钠溶液浓度的降低而增大。

4．如图为“DNA的粗提取与鉴定”实验的一些重要操作示意图，据图回答下列有关该实验的问题：(1)正确的操作顺序是_______________________________________。

(2)图中C、E步骤都加入了蒸馏水，但其目的不同，分别是__________________和__________________________________________。

(3)图中A步骤中所用酒精必须是经过________才能使用，该步骤的目的是________________________________________。

(4)为鉴定A中所得到的丝状物的主要成分为DNA，可滴加________试剂，沸水浴，如果出现________，则该丝状物的主要成分为DNA。

解析：两次加入蒸馏水的作用不同，第一次是使鸡血细胞吸水涨破，DNA从细胞中释放出来进入滤液；第二次是使溶解于物质的量浓度为2 mol/L的NaCl溶液中的DNA析出，与杂质分离。

本题还涉及DNA的鉴定，DNA可在沸水浴条件下与二苯胺试剂作用，被染成蓝色。

答案：(1)C→B→E→D→A(2)加速血细胞的破裂降低NaCl溶液的浓度，使DNA析出(3)充分冷却提取含杂质较少的DNA(4)二苯胺蓝色。