資源簡介

(共28張PPT)
從常見動植物中提取DNA
第一章
遺傳信息主要編碼在
DNA分子上
滬科版（2019）
必修二
課堂導入
DNA是非常好的司法鑒定材料，DNA樣本非常容易獲得，杯子上殘留的唾液及口腔黏膜細胞、一滴已經干涸的血液、一根殘留的發絲，甚至只是細如塵埃的頭皮屑，都是可以獲得DNA的原材料。那么我們如何從生物材料中提取DNA呢？
新知探究
問題一：提取DNA的基本思路（DNA的粗提取）
利用DNA與RNA、蛋白質和脂質等在物理和化學性質方面的差異，提取DNA，去除其他成分。
新知探究
問題二：DNA粗提取實驗原理
1.DNA的溶解性：DNA和蛋白質等其他成分在不同濃度的NaCl溶液中溶解度不同。
在NaCl溶液濃度低于0.14
mol/L時，DNA的溶解度隨NaCl溶液濃度的增加而逐漸降低；在0.14
mol/L時，DNA溶解度最??；當NaCl溶液濃度繼續增加時，DNA的溶解度又逐漸增大
①根據DNA在NaCl溶液中的溶解度曲線圖，思考在什么濃度下，DNA的溶解度最小？
DNA在NaCl溶液中的溶解度是如何變化的？
新知探究
問題二：DNA粗提取實驗原理
1.DNA的溶解性：DNA和蛋白質等其他成分在不同濃度的NaCl溶液中溶解度不同。
②如何通過控制NaCl溶液的濃度使DNA在鹽溶液中溶解或析出？
當氯化鈉的物質的量濃度為
2
mol／L時，DNA的溶解度最大，濃度為
0．14
mol／L時，DNA的溶解度最低。利用這一原理，可以使DNA在鹽溶液中溶解或析出
新知探究
問題二：DNA粗提取實驗原理
2.DNA不溶于酒精溶液
DNA不溶于酒精溶液，但細胞中某些蛋白質則溶于酒精。將DNA與蛋白質進一步分離。
3.DNA對酶、高溫和洗滌劑的耐受性
①
蛋白酶——水解蛋白質，對DNA沒有影響
②
高
溫——大多數蛋白質不能忍受60～80℃
而DNA在80℃以上才會變性
③
洗滌劑——瓦解細胞膜，但對DNA沒有影響
洗滌劑瓦解細胞膜示意圖
洗滌液中含有十二烷基硫酸鈉和堿，它們可使細胞膜破裂，蛋白質變性，使蛋白質與DNA分離開來。利于DNA的釋放。
新知探究
問題二：DNA粗提取實驗原理
①
DNA與二苯胺（沸水浴）會染成藍色。因此，二苯胺可以作為鑒定DNA的試劑
②DNA可被甲基綠染成
綠色（不用水浴加熱）
4.DNA的鑒定
新知探究
問題三：實驗設計
1.實驗材料的選取
動物材料：魚卵、豬肝、雞血（要加檸檬酸鈉抗凝）
不需要破除細胞壁
思考：能否選用牛、羊、豬紅細胞血做實驗材料？為什么
不能，因為哺乳動物成熟的紅細胞中無細胞核
新知探究
問題三：實驗設計
1.實驗材料的選取
植物材料：菜花（花椰菜）、香蕉、獼猴桃、洋蔥、豌豆、菠菜
微生物材料：在液體培養基中培養的大腸桿菌
原則上，凡是含有DNA的生物材料都可以考慮，但是選用DNA含量相對較高的生物組織，成功的可能性更大。
新知探究
2.實驗試劑與儀器
洗潔精、食鹽、蒸餾水、無水乙醇（使用前置于冰箱冷藏室中預冷12h以上）、二苯胺、保鮮袋、大燒杯、小燒杯、試管、玻璃棒、紗布、水果刀等
（1）動物細胞的破碎較易，以雞血為例，在雞血細胞液中加入一定量的蒸餾水
，同時用玻璃棒攪拌，過濾后收集濾液即可
（2）植物細胞的破碎需要先用一定的洗滌劑溶解細胞膜
動物材料和植物材料在處理上有什么區別？
問題三：實驗設計
新知探究
3.實驗步驟（以香蕉為例）
獲取分散的組織細胞
香蕉去皮，取適量切成小塊，放入保鮮袋內。
制備提取緩沖液
取12g食鹽和適量洗潔精，用蒸餾水定容至100mL，制成研磨液
加入洗滌劑后，動作要輕緩，避免容易產生大量的泡沫，不利于后續步驟的操作
問題三：實驗設計
1.食鹽和洗潔凈的作用是什么？
思考：
食鹽有利于DNA的溶解
洗潔精能溶解細胞膜，有利于DNA的釋放
2.加入洗滌劑后，動作要輕緩，為什么？
新知探究
3.實驗步驟（以香蕉為例）
破碎細胞釋放DNA
取30g香蕉及10mL研磨液，放入保鮮袋內，不斷擠壓幾次，充分研磨成漿狀物
獲得濾液
繼續加入研磨液，對漿狀物進行稀釋和溶解，然后取一干凈燒杯，罩上3~4層紗布，倒出混合物使其經過紗布過濾，獲取濾液。
問題三：實驗設計
充分研磨的作用是什么？
思考：
可以使DNA充分釋放出來
新知探究
3.實驗步驟（以香蕉為例）
DNA的析出
將冷卻的無水乙醇沿杯壁緩緩加入燒杯，直至觀察到大量絮狀物出現于溶液中。停止加入無水乙醇，靜置幾分鐘后，用玻璃棒輕輕纏繞撈取絮狀物，并用濾紙吸取上面的水。
小組交流提取DNA的情況，
展示各自的實驗成果
注意：加入酒精用玻棒攪拌時,動作要輕緩且朝一個方向。保證DNA分子的完整性。使用時注意玻璃棒不要碰到燒杯底。
問題三：實驗設計
新知探究
3.實驗步驟（以香蕉為例）
DNA的鑒定
對照組
實驗組
圖示
結果
比較
注意：二苯胺試劑要現配現用,否則會影響鑒定的效果。二苯胺是一種有毒性的試劑,使用時注意不要讓藥液接觸到皮膚或身體的其他部位。
取兩試管各加2mol/L的NaCl溶液，將DNA充分溶解于其中一試管，然后向兩試管加入二苯胺試劑，混勻沸水中加熱5min后冷卻,觀察顏色變化。
問題三：實驗設計
溶液逐漸
變藍
不變藍
新知探究
3.實驗步驟（以雞血為例）
提取細胞核物質：
在濾液中加2mol/L的NaCl溶液并攪拌，使染色質中
DNA與蛋白質分離，DNA充分溶解，過濾(除雜質)，
獲得濾液。
析出DNA：
在上述濾液中緩緩加入蒸餾水，并沿一個方向輕輕攪拌，出現絲狀物；當絲狀物不在增加時，停止加水（此時NaCl溶液的濃度相當于0.14mol/L）。
溶解核內DNA：
問題三：實驗設計
血細胞在蒸餾水中易吸水而導致細胞膜和核膜的破裂，據此可得出含核DNA的溶液。
濾取DNA黏稠物：
用多層紗布過濾，含DNA的粘稠物留在紗布上。
新知探究
3.實驗步驟（以雞血為例）
在燒杯中用2mol/L的NaCl溶液溶解DNA。
DNA的鑒定：
取兩試管各加2mol/L的NaCl溶液，將DNA充分溶解于其中一試管，然后向兩試管加入二苯胺試劑，混勻沸水中加熱5min后冷卻，可發現DNA與試劑反應使溶液呈現藍色。
用兩層紗布過濾。
所得的濾液＋體積分數為95%的冷卻酒精50mL，用玻棒沿一個方向輕緩攪拌，溶液中（析出）出現乳白色絲狀物，用玻棒將絲狀物卷起，并用濾紙吸取上面的水分。
DNA黏稠物再溶解：
過濾含DNA的NaCl溶液：
提取較純凈的DNA：
問題三：實驗設計
新知探究
問題四：完成實驗
按照所選實驗材料和相應的實驗步驟完成實驗。
⑴過濾用蒸餾水稀釋過的雞血細胞液
獲得含核物質的濾液
⑵過濾含粘稠物的0.14mol/LNaCl溶液
獲取紗布上的DNA粘稠物
⑶過濾溶解有DNA的2mol/LNaCl溶液
得到含DNA的濾液
本實驗中有三次過濾
,獲得什么？
新知探究
問題四：完成實驗
第一次攪拌加蒸餾水的雞血細胞液
第二次攪拌加2mol/LNaCl溶液的濾液
第三次攪拌加蒸餾水至0.14mol/LNaCl溶液
第四次攪拌放入2mol/LNaCl溶液中紗布上的粘稠物
第五次攪拌體積分數為95%的酒精
實驗中有五次用玻璃棒攪拌?分別有什么作用?
卷起DNA絲狀物，獲取含雜質較少的DNA
新知探究
3.實驗步驟（以雞血為例）
加速了雞血細胞的破裂(細胞膜和核膜的破裂)，從而釋放出DNA
目的是使DNA充分溶解在2mol/LNaCl溶液中
稀釋NaCl溶液,析出DNA黏稠物
使DNA黏稠物充分溶解在2mol/LNaCl溶液中
本實驗兩次用蒸餾水
第一次：加速了雞血細胞的破裂(細胞膜和核膜的破裂)，從而釋放出DNA
第二次：調節NaCl溶液物質的量為0．14mol/L，使DNA黏稠物最大限度的析出
本實驗兩次析出DNA
第一次：用0.14
mol／L
的NaCI溶液析出DNA，過濾除去溶液中的雜質
第二次：用冷卻的95％的酒精，獲得含雜質較少的DNA絲狀物（利用DNA容易酒精溶液，但是細胞中的某些蛋白質則溶于酒精）
新知探究
3.實驗步驟（以雞血為例）
1.材料中核物質沒有充分釋放出來，如研磨不充分或蒸餾水的量不夠
實驗現象不明顯的原因分析
2.加入酒精后搖動或攪拌時過猛，DNA被破壞
3.二苯胺配制時間過長，變成淺藍色，影響鑒定效果
4.析出含DNA的黏稠物時，蒸餾水一次快速加入，影響實驗結果
5.實驗中有多次攪拌，但是其目的及操作方法是不同的，操作時不注意區分，影響實驗結果（注意：攪拌都沿一個方向進行）
新知探究
3.實驗步驟（以雞血為例）
達標檢測
1．某同學用香蕉進行DNA
粗提取和鑒定實驗，操作錯誤的是(　　)
A．加入洗滌劑后用力進行快速、充分的研磨
B．用蛋白酶純化過濾后的研磨液中的
DNA
C．加入酒精后用玻璃棒輕緩攪拌
D．加二苯胺試劑搖勻后沸水浴加熱
A
達標檢測
2.下列關于“DNA的粗提取和鑒定”實驗的敘述中，正確的是(　　)
A．用雞血作為材料，原因是雞血紅細胞有細胞核，其他動物紅細胞沒有細胞核
B．用不同濃度的NaCl溶液進行DNA粗提取，原因是DNA在其中溶解度不同
C．用酒精進行提純，原因是DNA溶于酒精，蛋白質不溶于酒精
D．用二苯胺試劑進行鑒定，原因是DNA溶液中加入二苯胺試劑即呈藍色
B
達標檢測
3.與析出DNA黏稠物有關的敘述，不正確的是(　　)
A．操作時緩緩滴加蒸餾水，降低DNA的溶解度
B．操作時用玻璃棒輕緩攪拌以保證DNA分子的完整
C．加蒸餾水可以同時降低DNA和蛋白質的溶解度
D．當絲狀黏稠物不再增加時，NaCl溶液的濃度可認為是0.14
mol/L
C
達標檢測
1
B液中
研磨攪拌后過濾
濾液E
2
2
mol/L的NaCl溶液
攪拌后過濾
濾液F
3
0.14
mol/L的NaCl溶液中
攪拌后過濾
濾液G
4
冷卻的95%的酒精溶液中
攪拌后過濾
濾液H
4．如圖為“DNA的粗提取與鑒定”實驗的相關操作。
(1)圖中實驗材料A可以是________等，研磨前加入的B應該是
。
(2)通過上述所示步驟得到濾液C后，再向濾液中加入2
mol/L的NaCl溶液
的目的是________________，再過濾得到濾液D，向濾液D中加入蒸餾
水的目的是
。
(3)在“DNA的粗提取與鑒定”實驗中，將含有一定雜質的DNA絲狀物分
別放入體積為2
mL的4種溶液中，經攪拌后過濾，獲得如表所示的4種
濾液，含DNA最少的是濾液________。
香蕉
洗滌劑和食鹽
使DNA溶解
使DNA(溶解度下降而沉淀)析出
H
課堂小結
從常見動植物中提取DNA
問題一：提取DNA的基本思路（DNA的粗提?。?br/>問題二：DNA粗提取實驗原理
問題三：實驗設計
1.實驗材料的選取
2.實驗試劑與儀器
3.實驗步驟
問題四：完成實驗
謝謝
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從常見動植物中提取DNA教學設計
課題
從常見動植物中提取DNA
單元
必修2
學科
生物
年級
高中
教材分析
“從常見動植物中提取DNA”是滬科版（2019）必修2第一章遺傳信息主要編碼在DNA分子上開篇課題研究的內容。以實驗活動為開始，激發學生學習興趣，為后續學習奠定基礎，充分體現了科學探究的學科素養。在《普通高中生物課程標準》和《考試大綱》對實驗內容考查的要求中屬D級要求，新課標強調能力培養，高考對實驗能力的考核比重也逐年加大。學生通過本次實驗探究活動，可進一步提高動手能力和創新能力。
學習目標與核心素養
一、知識目標：通過嘗試對植物或動物組織中的DNA進行粗提取，了解DNA的物理化學性質，學會DNA粗提取方法以及DNA鑒定的原理。二、能力目標：1.實驗中能運用已有的知識，選擇實驗材料用具；2.
初步掌握DNA的粗提取和鑒定的方法。3.熟悉粗提取生物大分子的的一般性方法三、情感目標：1.通過小組之間的分工合作，逐漸養成協作精神；2.通過科學與數學的整合，逐漸形成簡約、嚴謹的思維品質；3.
在實驗過程中培養學生嚴謹細致、實事求是的科學態度。生命觀念：1.掌握DNA的理化性質。2.學會DNA粗提取的方法。3.掌握DNA鑒定的原理?？茖W探究：1.通過設計實驗，學會選擇合適的實驗材料和對照試驗的設計。2.通過實驗，體驗科學探究的一般過程。3.通過探究過程掌握DNA粗提取和鑒定的原理、方法。
科學思維：
1.通過實驗的方式加深對DNA理化性質的學習和記憶。2.通過總結關鍵實驗步驟，加強對DNA粗提取方法和鑒定的掌握。社會責任：通過學習DNA的提取與鑒定，理解遺傳物質在司法鑒定中的重要作用，做一名守法、護法的好公民
重點
DNA的粗提取與鑒定方法及其相關原理
難點
DNA的粗提取與鑒定方法及其相關原理
教學過程
教學環節
教學內容
學生活動
設計意圖
導入新課
出示圖片，講解DNA鑒定對公安局破案的重要性引出課題DNA是非常好的司法鑒定材料，DNA樣本非常容易獲得，杯子上殘留的唾液及口腔黏膜細胞、一滴已經干涸的血液、一根殘留的發絲，甚至只是細如塵埃的頭皮屑，都是可以獲得DNA的原材料。那么我們如何從生物材料中提取DNA呢？
傾聽老師講解，體會DNA在司法鑒定中的作用
引發學生的學習興趣，引入課題研究
新課講授
問題一：提取DNA的基本思路（DNA的粗提?。┱埻瑢W們通過查閱資料和教材，總結提取DNA的基本思路，并在小組內交流、討論，以備展示：利用DNA與RNA、蛋白質和脂質等在物理和化學性質方面的差異，提取DNA，去除其他成分。問題二：DNA粗提取實驗原理請同學們查閱資料和教材，說出DNA的理化性質和鑒定方法，在小組內交流、討論，以備展示：1.DNA的溶解性：
看圖回答問題：①根據DNA在NaCl溶液中的溶解度曲線圖，思考在什么濃度下，DNA的溶解度最??？
DNA在NaCl溶液中的溶解度是如何變化的？②如何通過控制NaCl溶液的濃度使DNA在鹽溶液中溶解或析出？2.
DNA能否溶于酒精溶液？這有什么作用？3.DNA對酶、高溫和洗滌劑的耐受性有什么不同？4.DNA的鑒定的原理是什么？問題三：實驗設計請同學們查閱資料和教材，回答下列問題：1.那些生物材料可用于實驗室提取DNA？2.思考：能否選用牛、羊、豬紅細胞血做實驗材料？為什么3.動物材料和植物材料在處理上有什么區別？4.若實驗材料是香蕉，實驗的基本步驟有哪些呢？5.若實驗材料是雞血，實驗的基本步驟有哪些？問題四：完成實驗討論交流：1.本實驗中有三次過濾
,獲得什么？2.實驗中有五次用玻璃棒攪拌?分別有什么作用?3.本實驗兩次用蒸餾水，作用分別是？4.實驗現象不明顯的原因有哪些呢？達標檢測1．某同學用香蕉進行DNA
粗提取和鑒定實驗，操作錯誤的是(　　)A．加入洗滌劑后用力進行快速、充分的研磨B．用蛋白酶純化過濾后的研磨液中的
DNAC．加入酒精后用玻璃棒輕緩攪拌D．加二苯胺試劑搖勻后沸水浴加熱2.下列關于“DNA的粗提取和鑒定”實驗的敘述中，正確的是(　　)A．用雞血作為材料，原因是雞血紅細胞有細胞核，其他動物紅細胞沒有細胞核B．用不同濃度的NaCl溶液進行DNA粗提取，原因是DNA在其中溶解度不同C．用酒精進行提純，原因是DNA溶于酒精，蛋白質不溶于酒精D．用二苯胺試劑進行鑒定，原因是DNA溶液中加入二苯胺試劑即呈藍色3.與析出DNA黏稠物有關的敘述，不正確的是(　　)A．操作時緩緩滴加蒸餾水，降低DNA的溶解度B．操作時用玻璃棒輕緩攪拌以保證DNA分子的完整C．加蒸餾水可以同時降低DNA和蛋白質的溶解度D．當絲狀黏稠物不再增加時，NaCl溶液的濃度可認為是0.14
mol/L4．如圖為“DNA的粗提取與鑒定”實驗的相關操作。(1)圖中實驗材料A可以是________等，研磨前加入的B應該是
。(2)通過上述所示步驟得到濾液C后，再向濾液中加入2
mol/L的NaCl溶液的目的是_____，再過濾得到濾液D，向濾液D中加入蒸餾水的目的是
。(3)在“DNA的粗提取與鑒定”實驗中，將含有一定雜質的DNA絲狀物分別放入體積為2
mL的4種溶液中，經攪拌后過濾，獲得如表所示的4種濾液，含DNA最少的是濾液________。
查閱資料，小組交流、討論、展示回答查閱資料，小組交流、討論、展示回答查閱資料，小組交流、討論、展示回答學生按所選的實驗材料和操作步驟完成實驗獨立自主完成，對子互查，小組交流
培養學生自主學習，總結分析、合作的能力培養學生自主學習，總結分析、合作的能力培養學生自主學習，總結分析、合作的能力培養學生的動手操作能力鞏固新知
課堂小結
跟著老師的思路回憶所學內容。
梳理新知，形成體系
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精品試卷·第
2
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