人教版生物选修1专题5 课题1Word文档下载推荐.docx
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DNA和蛋白质在酒精中的溶解性有何特点?
根据该特点如何将DNA与蛋白质进一步分离?
DNA不溶于酒精溶液,某些蛋白质能溶于酒精溶液。
向溶解有DNA和蛋白质的溶液中加入冷却的酒精溶液,溶液中会出现白色丝状物即DNA。
1.DNA粗提取的原理
溶解规律
2mol/L
NaCl溶液
0.14mol/L
DNA
溶解
析出
蛋白质
NaCl溶液浓度从2mol/L降低的过程中,蛋白质溶解度逐渐增大
部分发生盐析沉淀
总结
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。
在NaCl溶液浓度低于0.14mol/L时,DNA的溶解度随NaCl溶液浓度的增加而逐渐降低;
在0.14mol/L时,DNA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
2.利用耐受性提取DNA
项目
蛋白酶
没影响
水解
高温
80℃以上才会变性
60~80℃会变性
洗涤剂
瓦解细胞膜
1.在“DNA的粗提取与鉴定”实验中,实验原理是利用DNA在不同浓度的NaCl溶液中的溶解度不同来提取的,DNA的溶解度与图示曲线的对应点相符合的是( )
A.a点浓度最适合析出DNA
B.b点浓度最适合析出DNA
C.c点浓度最适合析出DNA
D.d点浓度最适合析出DNA
【解析】 用高浓度的NaCl溶液溶解DNA,能除去在高盐溶液中不能溶解的杂质,用低浓度的NaCl溶液使DNA析出,能除去溶解在低盐溶液中的杂质,因此,反复溶解、析出DNA,能除去与DNA溶解度不同的杂质。
从题图可以看出,DNA在浓度为0.14mol/L的NaCl溶液中的溶解度最小,因此最适合析出DNA。
【答案】 B
2.在混合物中提取DNA分子的基本思路是( )
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】 提取DNA分子是将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。
【答案】 A
DNA的粗提取与鉴定的实验设计
1.方法步骤
(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:
方案一
方案二
方案三
利用DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度的不同,通过控制NaCl溶液的浓度去除杂质
直接在滤液中加入嫩肉粉,反应10~15min,嫩肉粉中的木瓜蛋白酶能够分解蛋白质
将滤液放在60~75_℃的恒温水浴箱中保温10~15min,注意严格控制温度范围
(4)DNA的进一步提纯:
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:
将呈白色丝状物的DNA溶解于5mL物质的量浓度为2_mol/L的NaCl溶液中,再加入4mL的二苯胺试剂,沸水中加热5min,冷却后观察溶液的颜色,注意要同时设置对照实验。
2.操作提示
(1)以血液为实验材料时,每100mL血液中需要加入3g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。
可否选用哺乳动物成熟红细胞作实验材料,为什么?
不可以,因为哺乳动物成熟红细胞无细胞核。
提取DNA时,要加入洗涤剂和食盐并充分研磨,作用分别是什么?
洗涤剂是一些离子去污剂,能溶解细胞膜,有利于DNA的释放;
食盐的主要成分是NaCl,有利于DNA的溶解。
研磨不充分会使细胞核内的DNA释放不完全,提取的DNA量少,影响实验结果。
为什么反复地溶解与析出DNA?
用高盐浓度的NaCl溶液溶解DNA,能除去在高盐中不能溶解的杂质;
用低盐浓度的NaCl溶液使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。
1.DNA的粗提取与鉴定的实验过程
步骤
操作方法
原理
一、制备鸡
血细胞液
取0.3g/mL的柠檬酸钠溶液10mL,与100mL新鲜的鸡血混匀,然后静置一天或离心机离心约2~3min,除去上清液
防止血
液凝固,
使血细
胞与血
浆分离
二、提取细
胞核物质
取20mL蒸馏水与5~10mL的鸡血细胞液混合并充分搅拌,然后用3~4层纱布过滤,取滤液于烧杯中
使细胞
过度吸
水而破
裂
三、溶解
取2mol/L的NaCl溶液40mL与上述滤液混合后,用玻璃棒沿一个方向搅拌1min,然后过滤
DNA在
高浓度
NaCl溶
液中溶
解度较
大
四、析出
并过滤
沿烧杯内壁慢慢加入蒸馏水并轻轻搅拌,至白色丝状黏稠物不再增加时停止加水,然后用多层纱布过滤
在一定
范围内
DNA的
溶解度
随NaCl
溶液浓
度的降
低而降
低
五、DNA
的再溶解
用镊子夹取纱布上的黏稠物放入20mL浓度为2mol/L的NaCl溶液中,搅拌至完全溶解,然后用两层纱布过滤,取其滤液放入小烧杯中
解度较大
六、提取较
纯净的
取体积分数为95%的冷却酒精溶液50mL,与滤液混合搅拌,待出现丝状物时用玻璃棒将其卷起
DNA不
溶于酒
精,出现
沉淀
七、DNA
的鉴定
取两支20mL的试管,各加入物质的量浓度为2mol/L的NaCl溶液5mL,将丝状物放入其中一支试管中,用玻璃棒搅拌,使丝状物溶解。
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,等试管冷却后,观察并且比较两支试管中溶液颜色的变化
DNA遇
二苯胺
(沸水浴)
会被染
成蓝色
2.实验过程中各操作的目的
(1)实验中两次加入蒸馏水的目的不同
①在第二步中,目的是使鸡血细胞吸水涨破,加蒸馏水后必须充分搅拌,不应少于5min,使血细胞充分吸水涨破。
②在第四步中,目的是为了稀释NaCl溶液,使DNA逐渐析出。
(2)实验中三次加入NaCl溶液的目的
①在第三步中,加入NaCl溶液后必须充分搅拌,加速染色质中DNA与蛋白质的分离,使DNA充分游离并溶解在NaCl溶液中。
②在第五步中,加入NaCl溶液的目的是使DNA溶解。
③在第七步(即DNA鉴定环节)中,加入NaCl溶液的目的是溶解DNA。
3.实验中三次过滤的比较
比较项目
第一次过滤
第二次过滤
第三次过滤
过滤前加入物质
蒸馏水
NaCl
加入物质后NaCl
溶液浓度(mol/L)
2
0.14
滤液中
含DNA
的核物质
溶于0.14mol/L
NaCl溶液的杂质
纱布上
细胞膜、
核膜等残片
不溶于2mol/L
过滤目的
去除细胞膜、
核膜等杂质
去除不溶于2mol/L
NaCl溶液的杂质
去除溶于0.14mol/L
1.将粗提取的DNA丝状物分别加入0.14mol/LNaCl溶液、2mol/LNaCl溶液、体积分数为95%的酒精溶液中,然后用放有纱布的漏斗过滤,分别得到滤液P、Q、R以及存留在纱布上的黏稠物p、q、r,其中由于含DNA少可以丢弃的是( )
A.P、Q、R B.p、q、r
C.P、q、RD.p、Q、r
【解析】 DNA在0.14mol/LNaCl溶液中溶解度最小,过滤后DNA在黏稠物p中,可以丢弃P;
DNA在2mol/LNaCl溶液中溶解过滤后,DNA在滤液中,可以丢弃q;
DNA不溶于体积分数为95%的酒精溶液,所以过滤后DNA在黏稠物r中,可以丢弃R。
【答案】 C
2.与析出DNA黏稠物有关的叙述,不正确的是( )
A.操作时缓缓滴加蒸馏水,降低DNA的溶解度
B.在操作时,用玻璃棒轻缓搅拌,以保证DNA分子的完整性
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.当丝状黏稠物不再增加时,此时NaCl溶液的浓度相当于0.14mol/L
【解析】 向含有DNA的溶液中加入蒸馏水后,NaCl溶液的浓度会变小,当NaCl溶液的浓度为0.14mol/L时,DNA的溶解度最小而析出。
3.在DNA的粗提取实验过程中,对DNA提取量影响较小的是( )
A.使鸡血细胞在蒸馏水中充分破裂,释放出DNA等核物质
B.搅拌时要用玻璃棒沿一个方向轻缓搅动
C.在析出DNA黏稠物时,要缓缓加入蒸馏水,直至黏稠物不再增多
D.要用冷酒精沉淀DNA,甚至可将混合液再放入冰箱中冷却
【解析】 A项的做法是为了充分释放出核中的DNA分子,使进入滤液中的DNA尽量的多;
C项是让DNA充分沉淀,保证DNA沉淀析出的量;
D项的道理同C项;
而B项的操作并不能使DNA增多或减少。
1.在“DNA的粗提取与鉴定”实验过程中,有两次DNA沉淀析出,其依据的原理是( )
①DNA在物质的量浓度为0.14mol/L的NaCl溶液中溶解度最低
②DNA在冷却的体积分数为95%的酒精中能沉淀析出
A.两次都是①
B.两次都是②
C.第一次是①,第二次是②
D.第一次是②,第二次是①
【解析】 本题考查DNA粗提取的原理,DNA的第一次析出是利用DNA的溶解度在0.14mol/LNaCl溶液中最小而析出沉淀的。
第二次析出是利用DNA不溶于冷却的体积分数为95%的酒精,而蛋白质等杂质可溶解于冷却的体积分数为95%的酒精这一原理,达到对第一次析出的DNA进一步分离提纯的目的。
2.向溶有DNA的2mol/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( )【导学号:
05520036】
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】 加入蒸馏水后,DNA溶解度随着氯化钠溶液的浓度降低而减小,至0.14mol/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的浓度降低而增大。
3.下列关于“DNA的粗提取与鉴定”实验的叙述中,正确的是( )
A.用鸡血作为材料,原因是鸡血红细胞有细胞核,其他动物红细胞没有细胞核
B.用不同浓度的NaCl溶液进行DNA粗提取,原因是DNA在其中溶解度不同
C.用酒精进行提纯,原因是DNA溶于酒精,蛋白质不溶于酒精
D.用二苯胺试剂进行鉴定,原因是DNA溶液中加入二苯胺试剂即呈蓝色
【解析】 只有哺乳动物的成熟红细胞没有细胞核,A选项错误;
DNA不溶于酒精,蛋白质溶于酒精,所以可用冷却的酒精来对DNA进行提纯,C选项错误;
DNA溶液中加入二苯胺试剂后要在水浴加热的情况下才能出现蓝色,D选项错误。
4.“DNA的粗提取和物理性状观察”实验装置如图所示,分析回答:
(1)实验材料选用鸡血细胞液,而不用鸡全血,主要原因是鸡血细胞液中含有较高含量的________。
(2)在图中A所示的实验步骤中加蒸馏水的目的是_____________________,通过图B所示的步骤取得滤液,再在滤液中加入2mol/LNaCl溶液的目的是_______________________。
图中C所示实验步骤中加蒸馏水的目的是________。
【解析】 根据DNA的粗提取与鉴定的原理:
血细胞在蒸馏水中易吸水而导致细胞膜和核膜的破裂。
利用此特性可得到含有核DNA的溶液。
鸡的全血包括血浆和血细胞,血浆中无DNA,全血中除去血浆后即是浓缩的血细胞液,DNA的含量相对提高了。
分析该实验的步骤可知,只有向血细胞液中加蒸馏水时血细胞才吸水破裂,得到DNA,为了使DNA呈溶解状态,应将物质的量浓度为2mol/L的NaCl溶液加入滤液中。
在实验中进行A图的操作时,必须充分搅拌不少于5min;
B图过滤时采用3~4层纱布;
当NaCl溶液加入血细胞滤液中后,必须充分晃动烧杯,使二者混合均匀。
【答案】
(1)DNA
(2)加速细胞膜和核膜破裂 使滤液中的DNA溶于浓盐溶液 使DNA析出
课堂小结:
网络构建
核心回扣
1.DNA在0.14mol/LNaCl溶液中溶解度最低。
2.DNA不溶于酒精,但是细胞中的某些蛋白质溶于酒精,可利用酒精将DNA和蛋白质分开。
3.DNA对蛋白酶、高温和洗涤剂有耐受性。
4.在加热条件下,DNA遇二苯胺会被染成蓝色。
5.哺乳动物成熟的红细胞不含细胞核,不能作为提取DNA的实验材料。
若选取肝脏细胞或植物细胞,则必须充分研磨。
6.实验中加入柠檬酸钠的作用:
作为抗凝剂,防止血液凝固。
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