高中生物课题1 DNA的粗提取与鉴定学案
展开一、实验目的:
初步掌握DNA的粗提取和鉴定的方法。
二、实验原理:
1.DNA的溶解性:
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。
4.DNA的鉴定:
思考题3:依据什么原理来鉴定DNA?
三、实验材料:鸡血细胞液
思考题4:生活在牧区的人们,采集牛、羊和马血比较方便,他们能否选用牛、羊、马血做实验材料?为什么?
四、实验步骤:
1.制备鸡血细胞液:在鸡血中加入质量浓度为0.1g/mL的 溶液,离心处理;
2.提取鸡血细胞的细胞核物质:向鸡血细胞液中加入蒸馏水,搅拌、过滤;
思考题5:加入蒸馏水的目的是什么?为什么能达到此目的?
3.溶解细胞核内的DNA:加入2ml/L的氯化钠溶液,搅拌,使DNA呈溶解状态;
4.析出含DNA的黏稠物:加入蒸馏水,用玻璃棒搅拌;
思考题6:此时加入蒸馏水的目的是什么?
5.滤取含DNA的黏稠物:过滤;
思考题7:这次过滤与上次过滤的目的一样吗?为什么?
6.将DNA的黏稠物再溶解:加入2ml/L的氯化钠溶液,搅拌,使DNA呈溶解状态;
7.过滤含有DNA的氯化钠溶液:过滤;
思考题8:这一步骤的目的是什么?
思考题9:为什么反复地溶解与析出DNA,能够去除杂质?
8.提取含杂质较少的DNA:加入冷却的95%的酒精,搅拌;
思考题10:这一步骤的目的是什么?
思考题11:为什么加入的酒精需要冷却的?
9.DNA的鉴定:取两支试管,各加入0.015ml/L的氯化钠溶液5mL,一支加入提取的DNA,两支各加入4mL的二苯胺试剂。混合均匀后置于沸水中加热。
思考题12:为什么要设置对照组?实验中能观察到什么现象?
五、课堂练习:
1.为了便于提取鸡血细胞中的DNA,下列所采取的措施中,最恰当的是:向经抗凝剂处理的鸡血液加入( )
A.蒸馏水B.ATP
C.0.3g/mL的蔗糖溶液 D.二氧化碳
2.下列不适宜作为DNA提取的实验材料是 ( )
A.鸡血细胞 B.蛙的红细胞 C.人的成熟红细胞 D.菜花
3.用过滤的方法得到细胞中的氯化钠溶液后,还要用酒精处理,可以得到较纯化的DNA.这是因为: ( )
A.DNA易溶于酒精,而滤液中某些杂质不易溶于酒精
B.DNA不易溶于酒精,而滤液中某些杂质易溶于酒精
C.DNA和滤液中其他成分更易溶于酒精
D.DNA和滤液中其他成分都不溶于酒精
4.(多选)下表是关于DNA粗提取与鉴定实验中所使用的材料、操作及其作用的表述,正确的是: ( )
5.在进行DNA粗提取实验时,为得到含DNA的黏稠物,某同学进行了如下操作:
(1)指出并改正上述实验操作中的错误:
, ,
。
(2)要进一步提取DNA时,需加入冷却的酒精,其作用是 和 。
(3)能否用牛血或牛肝代替鸡血做实验? 为什么?
6.在DNA粗提取与鉴定的实验中,选择适当浓度
的NaCl溶液就能充分溶解DNA而使杂质沉淀,
或析出DNA过滤去除溶液中的可溶性杂质。请
在右图中作出DNA在NaCl溶液中的溶解度曲线。
参考答案
思考题:
思考题1、DNA在氯化钠溶液中的溶解度,随着氯化钠的浓度的变化而改变的。当氯化钠的物质的量浓度为0.14ml/L时,DNA的溶解度最低。利用这一原理,可以使溶解在氯化钠溶液中的DNA析出;
思考题2、DNA不溶于酒精,但细胞中的某些蛋白质则溶于酒精,利用这一原理,可以将DNA与蛋白质进一步地分离。
思考题3、DNA遇二苯胺(沸水浴)被染成蓝色,所以可用二苯胺作鉴定。
思考题4、不能。因为哺乳动物成熟的红细胞中无细胞核,仅靠白细胞和淋巴细胞中的少数DNA,在实验中很难提取到。
思考题5、加速了鸡血细胞的破裂(细胞膜和核膜的破裂),从而释放出DNA;蒸馏水对于鸡血细胞来说是一种低渗液体,水分可以大量进入血细胞内,使血细胞胀裂。
思考题6、使氯化钠溶液浓度接近0.14ml/L,使DNA最大限度地析出。
思考题7、不一样;这次过滤是为了去除不溶于氯化钠溶液的杂质,而上次过滤是为了去除破裂的细胞膜等物质。
思考题8、除去含有DNA滤液中的杂质;
思考题9、用高盐浓度的溶液溶解DNA,能除去在高盐中不能溶解的杂质;用低盐浓度使DNA析出,能除去溶解在低盐溶液中的杂质。因此,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。
思考题10、去除溶于酒精的杂质;
思考题11、可抑制核酸水解酶的活性,防止降解DNA;降低分子的运动,易于形成沉淀析出;低温有利于增加DNA分子柔韧性,减少断裂。
思考题12、确定二苯胺不与氯化钠发生颜色反应;实验组试管中可看到溶液变蓝色。
课堂练习:
1.A 2.C 3.B 4.AC
5.(1)②中“20ml 0.015ml/L的氯化钠溶液”错误,应改为“20ml蒸馏水”
②中“经滤纸过滤”错误,应改为“经纱布过滤”
④中“直到溶液中出现丝状物为止”错误,应改为“直到溶液中丝状物不再增加时为止”
(2)凝集DNA 溶解其他细胞物质 (3)不能 哺乳动物的红细胞无DNA
6.
试剂
操作
作用
A
柠檬酸钠溶液
与鸡血混合
防止血液凝固
B
蒸馏水
与鸡血细胞混合
保持细胞形状
C
蒸馏水
加入到溶解有DNA的NaCl中
析出DNA丝状物
D
冷却的酒精
加入到过滤后DNA的NaCl中
产生特定的颜色反应
在新鲜鸡血中加入适量的柠檬酸,经离心后,除去血浆留下血细胞备用。
取5―10ml血细胞放入50ml的塑料烧杯中,并立即注入20ml 0.015ml/L的氯化钠溶液,快速搅拌5分钟后经滤纸过滤,取得其滤液。
滤液中加入40ml 2ml/L的氯化钠溶液,并用玻璃棒沿一个方向快速搅拌1分钟。
上述溶液中缓缓加入蒸馏水,同时用玻璃棒沿一个方向不停地轻轻搅拌,直到溶液中出现丝状物为止,再进行过滤而得到含DNA的黏稠物。
实验结果是:所得到的含DNA的黏稠物极少,导致下一步试验无法进行。
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