高中生物人教版 (2019)选择性必修3第3章 基因工程第1节 重组DNA技术的基本工具学案设计

这是一份高中生物人教版 (2019)选择性必修3第3章 基因工程第1节 重组DNA技术的基本工具学案设计，共5页。学案主要包含了实验原理，实验步骤，操作提示，关键点拨等内容，欢迎下载使用。

1．提取DNA的原理
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，选用适当的物理或化学方法提取DNA，去除其他成分。
如：(1)DNA在酒精溶液中的溶解性：DNA不溶于酒精，但某些蛋白质溶于酒精。
(2)DNA在NaCl溶液中的溶解性：DNA在不同浓度的NaCl溶液中的溶解度不同，它能溶于2 ml/L的NaCl溶液。
2．鉴定DNA的原理
在一定温度下，DNA遇二苯胺试剂会呈现蓝色。
二、实验步骤
三、操作提示
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。
四、关键点拨
1．利用动物细胞提取DNA时，破碎细胞的方法：动物细胞无细胞壁，可直接使其吸水涨破。
2．不能选用哺乳动物成熟的红细胞作为实验材料，原因是哺乳动物成熟的红细胞无细胞核。
3．提纯DNA时，选用体积分数为95%的冷酒精的原因：体积分数为95%的冷酒精提纯效果更佳。
4．实验中进行了2次静置或离心，目的是将DNA和杂质分子分开，第1次操作后，DNA存在于上清液中；第2次操作后DNA存在于析出的白色丝状物或离心管沉淀中。
例1 如表关于DNA粗提取与鉴定实验的表述，不正确的是( )
答案 C
解析 DNA不溶于酒精溶液，但是细胞中的某些蛋白质则溶于酒精，利用这一原理可以将蛋白质和DNA进一步分离，C错误。
例2 (2023·河北邯郸高二期中)如图为DNA的粗提取与鉴定实验的部分操作流程。下列相关叙述正确的是( )
A．将图1中的研磨液过滤后保留沉淀
B．图2过程中，用玻璃棒进行交叉搅拌会使DNA析出更快
C．图2析出得到的白色丝状物只能溶于2 ml/L的NaCl溶液中
D．图3对提取后的DNA进行鉴定，两支试管中均要加入二苯胺试剂
答案 D
解析 将图1中的研磨液过滤后应保留上清液，A错误；图2过程中，用玻璃棒搅拌要轻轻搅拌且沿同一方向进行，以免加剧DNA分子的断裂，B错误；图2析出得到的白色丝状物主要成分是DNA，DNA在NaCl溶液中的溶解度是随着NaCl的浓度变化而改变的，不是只能溶于2 ml/L的NaCl溶液中，C错误。
1．(2022·山东，13)关于“DNA的粗提取与鉴定”实验，下列说法错误的是( )
A．过滤液沉淀过程在4 ℃冰箱中进行是为了防止DNA降解
B．离心研磨液是为了加速DNA的沉淀
C．在一定温度下，DNA遇二苯胺试剂呈现蓝色
D．粗提取的DNA中可能含有蛋白质
答案 B
解析 低温时DNA酶的活性较低，过滤液沉淀过程在4 ℃冰箱中进行是为了防止DNA降解，A正确；离心研磨液是为了使细胞碎片沉淀，B错误；在沸水浴条件下，DNA遇二苯胺试剂呈现蓝色，C正确；细胞中的某些蛋白质可以溶解于酒精，可能有蛋白质不溶于酒精，在95%的冷酒精中与DNA一块析出，故粗提取的DNA中可能含有蛋白质，D正确。
2．下列有关“DNA粗提取与鉴定”实验的叙述，正确的是( )
A．用蒸馏水使家兔的红细胞涨破，可获取富含DNA的滤液
B．DNA不溶于95%的冷酒精，但可溶于2 ml/L的NaCl溶液
C．新鲜的洋葱和猪肝可作为实验材料提取DNA，而菠菜不能用于提取DNA
D．鉴定DNA时，应将丝状物直接加入到二苯胺试剂中并进行沸水浴
答案 B
解析 兔属于哺乳动物，哺乳动物成熟的红细胞中没有细胞核，不能用于DNA的粗提取，A错误；DNA含量高，并且材料易得的生物都可以作为提取DNA的材料，所以菠菜也可以作为提取DNA的材料，C错误；鉴定DNA时，将丝状物溶于2 ml/L的NaCl溶液后加入二苯胺试剂，进行沸水浴，冷却后溶液呈蓝色，D错误。
3．下列与“DNA的粗提取与鉴定”实验相关的说法，错误的是( )
A．研磨液中应加入DNA酶的抑制剂，以防细胞破碎后DNA酶降解DNA
B．研磨时需要控制好时间，以防影响DNA的提取量
C．鉴定时加入二苯胺试剂后沸水浴即可观察到较为明显的显色反应
D．鉴定时溶液蓝色的深浅与DNA含量的多少有关
答案 C
解析 DNA主要存在于细胞核中，DNA酶能降解DNA，研磨液中应含有DNA酶抑制剂，DNA酶抑制剂能防止细胞破碎后DNA酶降解DNA，A正确；由于研磨时，细胞结构会破裂，DNA可能会被细胞中的DNA酶降解，从而使DNA含量减少，因此研磨时需要控制好时间，以防影响DNA的提取量，B正确；鉴定时加入二苯胺试剂混合均匀后，将试管置于沸水中加热5 min，待试管冷却后，可观察到较为明显的显色反应，C错误；在沸水浴的条件下，DNA遇二苯胺会被染成蓝色，用二苯胺试剂鉴定DNA时，溶液蓝色深浅能反映DNA含量的多少，D正确。
4．(2023·福建福州高二期中)下列关于DNA粗提取与鉴定的叙述，正确的是( )
A．取材时可选用鸡血、洋葱、香蕉等富含DNA的材料进行实验
B．将白色丝状物置于2 ml/L的NaCl溶液中，离心后弃去上清液
C．可将洋葱置于清水中，细胞吸水破裂后将DNA释放出来
D．鉴定DNA时，将丝状物溶于2 ml/L的NaCl溶液中，再加入二苯胺试剂，混匀后即呈蓝色
答案 A
解析 DNA在2 ml/L的NaCl溶液中溶解度较大，将白色丝状物置于2 ml/L的NaCl溶液中，会发生溶解现象，离心后应保留上清液，B错误；将洋葱置于清水中，由于细胞壁的支持保护作用，植物细胞不会吸水涨破，C错误；鉴定DNA时，将丝状物溶于2 ml/L的NaCl溶液中，再加入二苯胺试剂，混匀后再在沸水中加热，冷却后会出现蓝色，D错误。
5．研究人员比较了不同储藏条件对棉叶DNA纯度及提取率(提取率越高，获得的DNA越多)的影响，实验结果如图所示。下列有关叙述错误的是( )

A．提纯DNA时可加入75%酒精去除蛋白质等物质
B．新鲜棉叶提取的DNA纯度最高，但提取DNA的量不是最多
C．用二苯胺试剂鉴定，蓝色最深的是冷冻3 d处理后提取的DNA
D．DNA不溶于酒精，在NaCl溶液中的溶解度随溶液浓度的不同而不同
答案 A
解析 DNA不溶于酒精，但细胞中的某些蛋白质溶于酒精，所以DNA的粗提取和鉴定实验中，提纯DNA时，加入冷却的、体积分数为95%的酒精溶液是为了溶解蛋白质，形成含杂质较少的DNA丝状物，A错误；新鲜棉叶提取的DNA纯度最高，但提取率不高，因此新鲜棉叶提取DNA的量不是最多的，B正确；冷冻3 d处理提取的DNA量是最多的，因此用二苯胺试剂鉴定，颜色最深的是冷冻3 d处理后提取的DNA，C正确；DNA在不同NaCl溶液中的溶解度不同，D正确。
6．如图为鸡血细胞中DNA的粗提取和鉴定实验过程中的部分操作示意图，请据图分析，回答下列问题：
(1)上述图示中，该实验的正确操作顺序是 (用序号与箭头表示)。
(2)步骤④中使用2 ml/L NaCl溶液的目的是 。
(3)步骤①的目的是 ，
其依据的原理是 。
(4)步骤①中所得到的丝状物为 色，
若要鉴定其主要成分为DNA，可滴加 试剂， 后，如果出现 则证明该丝状物的主要成分为DNA。
(5)由于鸡血较难找到，某学生试图用猪血代替，结果没有成功，其原因最可能是

。
答案 (1)③→②→①→④→⑤ (2)溶解DNA (3)析出并获得DNA DNA不溶于酒精
(4)白 二苯胺 沸水浴冷却 蓝色 (5)猪是哺乳动物，哺乳动物血液中成熟的红细胞没有细胞核
解析 (2)DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同，DNA能溶于2 ml/L的NaCl溶液。(3)步骤①的目的是利用DNA不溶于酒精的性质，除去细胞中溶于酒精的物质并提取DNA。(4)提取的DNA呈白色丝状物，鉴定DNA用二苯胺试剂，沸水浴加热5 min，冷却后溶液呈蓝色。(5)猪是哺乳动物，哺乳动物血液中成熟的红细胞没有细胞核和众多的细胞器，因此用猪血代替鸡血来进行该实验难以取得成功。选项
试剂
操作
作用
A
研磨液
与生物材料混合
提取溶解DNA
B
2 ml/L NaCl溶液
与提取出的DNA混合
溶解DNA
C
冷却的酒精
加入到离心后的上清液中
溶解DNA
D
二苯胺试剂
加入到溶解有DNA的NaCl溶液中
鉴定DNA