生物 第四章 遺傳的分子基礎 第一節(jié) 探索遺傳物質的過程 第2課時 蘇教版必修2

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1、第2課時DNA是主要的遺傳物質、DNA的粗提取和鑒定第四章第一節(jié)探索遺傳物質的過程學習導航1.結合教材P6263，理解DNA是主要的遺傳物質的含義。2.結合教材P64，嘗試DNA粗提取和鑒定。重難點擊1.辨析各種生物的遺傳物質。2.DNA粗提取和鑒定的實驗過程。課堂導入通過前面兩個實驗我們知道：很多生物的遺傳性物質是DNA，那是不是所有生物的遺傳物質都是DNA呢？我們又該如何從生物體中提取和鑒定DNA呢？本節(jié)課我們就來解決這兩個問題。一、DNA是主要的遺傳物質當堂檢測二、DNA的粗提取和鑒定內容索引一、DNA是主要的遺傳物質基礎梳理1.RNA是遺傳物質的證據(jù)(1)煙草花葉病毒(TMV)的實驗煙

2、草花葉病毒結構： 實驗過程RNA 蛋白質 蛋白質 RNA結論：控制煙草花葉病毒性狀的物質是 ，而不是 。RNA蛋白質 。 (2)TMV(煙草花葉病毒)與HRV(車前草病毒)的病毒重建實驗實驗過程HRV 重建病毒 煙草 的病斑HRV結論：控制TMV、HRV性狀的物質是 ，而不是 。2.絕大多數(shù)生物的遺傳物質是 ，只有極少數(shù)生物的遺傳物質是 。因此， 是主要的遺傳物質。RNA蛋白質DNARNADNA 。 TMV 重建病毒 煙草 的病斑TMV1.人、噬菌體、煙草花葉病毒及大腸桿菌的遺傳物質分別是什么？答案答案分別是DNA、DNA、RNA、DNA。問題探究答案2.下列有關遺傳物質的敘述，哪些說法是正確

3、的？DNA是所有生物的遺傳物質核酸是一切生物的遺傳物質酵母菌的遺傳物質主要是DNA病毒的遺傳物質是DNA或RNA艾滋病病毒的遺傳物質是DNA或RNA答案答案。答案答案磷酸、脫氧核糖、含氮堿基。3.蠶豆細胞內的遺傳物質徹底水解的產物有哪些？答案知識知識整合整合細胞生物同時含有DNA 和RNA，其中DNA是遺傳物質；病毒只含有一種核酸，含有DNA(如噬菌體)的，DNA是遺傳物質，含有RNA(如艾滋病病毒、煙草花葉病毒等)的，RNA 是遺傳物質。拓展應用1.科學家從煙草花葉病毒(TMV)中分離出a、b兩個不同品系，它們感染植物產生的病斑形態(tài)不同。下列4組實驗結果(見下表)中，不可能出現(xiàn)的是 實驗編號

4、實驗過程實驗結果病斑類型 病斑中分離出的病毒類型a型TMV感染植物a型a型b型TMV感染植物b型b型組合病毒(a型TMV的蛋白質b型TMV的RNA)感染植物b型a型答案解析組合病毒(b型TMV的蛋白質a型TMV的RNA)感染植物a型a型A.實驗 B.實驗 C.實驗 D.實驗解析解析因為煙草花葉病毒的遺傳物質是RNA，所以決定病毒類型和病斑類型的是RNA，而不是蛋白質。中的RNA是b型TMV的，分離出的病毒類型就應該是b型。2.下列有關生物體遺傳物質的敘述，正確的是A.豌豆的遺傳物質主要是DNAB.酵母菌的遺傳物質主要分布在染色體上C.T2噬菌體的遺傳物質含有硫元素D.HIV的遺傳物質水解產生4

5、種脫氧核苷酸答案解析解析A中豌豆的遺傳物質只有DNA；B中酵母菌的遺傳物質DNA主要分布在染色體上，細胞質中也有；C中T2噬菌體的遺傳物質是DNA，不含S元素；D中HIV的遺傳物質是RNA，初步水解后產生4種核糖核苷酸。解析二、DNA的粗提取和鑒定基礎梳理1.實驗目的實驗目的初步掌握DNA的粗提取和鑒定的方法。2.實驗原理實驗原理(1)DNA在不同濃度的NaCl溶液中溶解度 。(2)DNA不溶于 ，但是細胞中的某些物質則溶于乙醇溶液，利用這一原理可以進一步提取含雜質較少的DNA。藍色不同乙醇溶液3.實驗材料實驗材料： 細胞液。4.DNA粗提取的實驗步驟粗提取的實驗步驟(1)制備雞血細胞液100

6、 mL質量濃度為0.1 g/mL的 溶液180 mL 新鮮雞血，注入500 mL燒杯中，充分攪拌置于 冰箱內，靜置1 d(2)提取雞血細胞核510 mL制備好的雞血細胞液中加20 mL ，攪拌 5 min過濾雞血檸檬酸鈉4蒸餾水(3)溶解DNA：取物質的量濃度為2 mol/L的 溶液40 mL加入濾液中，用玻璃棒沿同一方向輕輕攪拌。(4)析出含DNA的絲狀物：加入適量 ，邊加邊攪拌。(5)DNA的純化將粗提取出的DNA黏稠物在 溶液中再溶解、再過濾。向濾液中，加入冷卻的、體積分數(shù)為95%的 溶液50 mL，并用玻璃棒攪拌，溶液中會出現(xiàn)絲狀物，用玻璃棒將絲狀物挑起，并用濾紙吸取上面的水分，即得到

7、含雜質較少的DNA。氯化鈉蒸餾水乙醇NaCl5.DNA鑒定的實驗步驟鑒定的實驗步驟(1)取兩支20 mL的試管，各加入物質的量濃度為2 mol/L的 溶液5 mL。(2)取提取到的絲狀物少許，將其放入一支試管中，并用玻璃棒沿一個方向輕輕攪拌，使其溶解，另一支試管不加任何物質，作為 。(3)再向兩支試管中各加入4 mL 試劑，并將其混合均勻。(4)將試管置于 中加熱5 min，待試管冷卻后，觀察兩支試管中溶液顏色的變化。NaCl二苯胺沸水浴對照問題探究答案答案防止血液凝固，使血液分層，便于取下層血細胞。1.制備雞血細胞液時要在取新鮮雞血的同時加入抗凝劑的目的是什么？答案答案0.14 mol/L

8、NaCl溶液用于析出DNA；2 mol/L NaCl溶液用于溶解DNA。2.兩種NaCl溶液濃度分別是多少？分別有什么作用？答案答案答案步驟(2)中加蒸餾水,目的是讓血細胞發(fā)生滲透吸水漲破而釋放DNA；步驟(4)中加蒸餾水，目的是降低NaCl溶液的濃度，析出DNA。3.在DNA粗提取的實驗步驟中，兩次用到蒸餾水的目的是什么？4.兩種顏色變化：析出的DNA是 色絲狀物；DNA中加入二苯胺試劑，加熱后呈 色。5.三次過濾：第一次和第三次要用其 ，使用的紗布為 層，第二次要用其 ，使用紗布為 層。答案白藍濾液12濾出的黏稠物多(1)純化DNA的方法反復溶解和析出，起到純化作用項目溶解規(guī)律2 mol/

9、L NaCl溶液0.14 mol/L NaCl溶液DNA溶解析出蛋白質NaCl溶液濃度從2 mol/L降低的過程中，蛋白質溶解度逐漸增大部分發(fā)生鹽析沉淀溶解知識知識整合整合將含有雜質的DNA溶解于2 mol/L的NaCl溶液中，然后緩緩加入冷卻的、體積分數(shù)為95%的乙醇溶液，DNA因溶解度降低而析出，DNA中的部分雜質溶解于乙醇中，從而進一步提純DNA。(2)實驗中五次攪拌的目的次數(shù)目的第一次攪拌新鮮雞血和檸檬酸鈉溶液，使雞血細胞液混合均勻第二次攪拌加入蒸餾水的雞血細胞液，加速細胞破裂第三次攪拌含DNA的高濃度NaCl溶液，加速DNA的溶解第四次 攪拌加入蒸餾水的NaCl溶液，均勻稀釋以析出更

10、多的DNA第五次攪拌含DNA的乙醇溶液，提取含雜質較少的DNA拓展應用3.在DNA的粗提取與鑒定實驗中，有兩次DNA的沉淀析出，其依據(jù)的原理是DNA在物質的量濃度為0.14 mol/L的NaCl溶液中的溶解度最低DNA在冷卻的、體積分數(shù)為95%的乙醇溶液中能沉淀析出A.兩次都是 B.第一次是，第二次是C.兩次都是 D.第一次是，第二次是答案解析解析解析第一次利用DNA、蛋白質在0.14 mol/L的NaCl溶液中溶解度不同，可將DNA析出；冷卻的、體積分數(shù)為95%的乙醇溶液能使DNA沉淀析出，而雜質溶解，故可利用此方法進一步提純DNA。4.DNA在NaCl溶液中的溶解度隨著NaCl溶液濃度的變

11、化而改變。請回答下列問題：(1)在下列NaCl溶液的濃度中選出能使DNA析出最徹底的一種物質的量濃度為_。A.0.14 mol/LB.2 mol/LC.0.3 mol/L答案解析解析解析 DNA在物質的量濃度為0.14 mol/L的NaCl溶液中溶解度最低。 利用DNA不溶于冷乙醇的特點，可以除去雜質。 利用DNA與二苯胺會發(fā)生藍色反應的特性，可以鑒定提取的DNA。(2)DNA不溶于冷乙醇，但細胞中的某些物質卻可以溶于冷乙醇，利用這一原理可以_，可以推測溶于冷乙醇中的物質可能有_。(3)利用DNA遇_變藍色的特性，將該物質作為鑒定_的試劑。鑒定過程：向放有_的試管中加入4 mL的_試劑，混合均

12、勻后，將試管置于_中加熱5 min，待試管_后，觀察試管中溶液顏色的變化。答案除去雜質某些脂質、蛋白質、糖類或其他大分子物質二苯胺DNADNA二苯胺沸水浴冷卻在“DNA粗提取”實驗中，為得到含DNA的黏稠物，某同學進行了如下操作，最后所得含DNA的黏稠物極少，導致下一步實驗無法進行，請指出該同學在實驗操作上的錯誤并改正。(1)在新鮮雞血中加入適量的檸檬酸鈉,經離心后,除去血漿留下血細胞備用。(2)取510 mL血細胞放入50 mL的塑料燒杯中，并立即注入 20 mL 2 mol/L的氯化鈉溶液，輕緩攪拌5 min后，經濾紙過濾，取得其濾液。(3)濾液中加入40 mL 2 mol/L的氯化鈉溶液

13、,并用玻璃棒沿一個方向輕緩攪拌1 min。(4)往上述溶液中緩慢加入蒸餾水,同時用玻璃棒沿一個方向不停地輕輕攪拌，直到溶液中絲狀物出現(xiàn)為止,再進行過濾得含DNA的黏稠物。 一題多變一題多變答案解析答案答案(2)中2 mol/L的氯化鈉溶液應改為蒸餾水；濾紙應改為紗布；(4)中直到溶液中絲狀物出現(xiàn)為止應改為直到溶液中絲狀物不再增加為止。解析答案解析解析將雞血細胞中的核物質析出，要用蒸餾水，因血細胞在低濃度溶液中吸水破裂；而過濾不能用濾紙，濾紙的孔太小，DNA分子不能通過，應改用紗布；實驗最后要得到盡可能多的絲狀物(DNA)，就需要攪拌至溶液中絲狀物不再增加為止。課堂小結DNADNADNARNAN

14、aCl溶液乙醇溶液沸水浴當堂檢測1.用甲種病毒的RNA和乙種病毒的蛋白質外殼組成一種雜種病毒丙，以病毒丙侵染宿主細胞，在宿主細胞中產生大量子代病毒，子代病毒具有的特征是A.甲種病毒的特征 B.乙種病毒的特征C.丙種病毒的特征 D.子代病毒特有的特征23451答案解析解析子代病毒的特征只與其遺傳物質有關，由于該子代病毒的RNA是由甲種病毒提供的，因此，子代病毒表現(xiàn)為甲種病毒的性狀特征。解析解析解析蛙的成熟紅細胞具有細胞核，其中含有遺傳物質DNA，A錯誤；自然界中生物遺傳物質的基本單位大多數(shù)是脫氧核苷酸，少數(shù)是核糖核苷酸，B錯誤；HIV的遺傳物質是RNA，C正確；噬菌體是由蛋白質的外殼和其中的DN

15、A構成的，D錯誤。2.下列關于遺傳物質的敘述，正確的是A.蛙的成熟紅細胞中不含有遺傳物質DNAB.自然界中生物遺傳物質的基本單位是脫氧核苷酸C.HIV的遺傳物質是RNAD.噬菌體中的DNA分布在擬核中答案23415解析234153.下列有關核酸與遺傳物質關系的敘述，不正確的是A.DNA是絕大多數(shù)生物的遺傳物質B.有些生物的遺傳物質是RNAC.在真核生物中，DNA和RNA都是遺傳物質，其中DNA是主要的遺傳物質D.核酸是所有生物的遺傳物質，其中DNA是主要的遺傳物質 答案解析解析具有細胞結構的生物含有 DNA和RNA兩種核酸，但DNA是遺傳物質；病毒只含有DNA或RNA一種核酸，其含有的這種核酸

16、就是該病毒的遺傳物質?？傊蠖鄶?shù)生物的遺傳物質是DNA，即DNA是主要的遺傳物質。解析234154.下列關于“DNA 粗提取與鑒定”實驗的敘述，正確的是A.洗滌劑能瓦解細胞膜并增加 DNA 在 NaCl 溶液中的溶解度B.將 DNA 絲狀物放入二苯胺試劑中沸水浴后冷卻變藍C.常溫下菜花勻漿中有些酶類會影響 DNA 的提取D.用玻璃棒緩慢攪拌濾液會導致 DNA 獲得量減少答案解析23415解析解析洗滌劑可瓦解植物細胞膜，有利于釋放DNA，但不能增加DNA在NaCl溶液中的溶解度，A項錯誤；含DNA的絲狀物應先溶解在物質的量濃度為2 mol/L的NaCl溶液中，再用二苯胺試劑在沸水浴條件下檢測，

17、冷卻后變成藍色，B項錯誤；常溫下菜花勻漿中某些酶如DNA水解酶，其活性較高，會影響DNA的提取，C項正確；用玻璃棒緩慢攪拌濾液可防止DNA分子斷裂，不會影響DNA的提取量，D項錯誤。5.下圖為“DNA的粗提取”的實驗裝置。23415答案解析(1)實驗材料選用雞血細胞液，而不用雞全血，主要原因是雞血細胞液中有較高含量的_。DNA解析解析題圖A、B、C所示為本實驗的三個關鍵步驟。圖A通過添加蒸餾水，血細胞與蒸餾水相混合而使血細胞處于極度低滲的環(huán)境之中，細胞因大量吸水而最終破裂，并釋放出內容物。圖B通過紗布過濾使血細胞釋放出的DNA收集到濾液中(將大量膠狀物濾出)，再在濾液中加入2 mol/L的Na

18、Cl溶液使DNA的溶解度增加。DNA在不同濃度的NaCl溶液中溶解度不同，如在0.14 mol/L的NaCl溶液中的溶解度只有水中的1%，而在1 mol/L的NaCl溶液中的溶解度為水中的2倍。圖C中，在DNA的濃NaCl溶液中加入蒸餾水(大量)，可使溶液的NaCl濃度降至較低，由于DNA在較低濃度的NaCl溶液中溶解度很低(在0.14 mol/L的NaCl溶液中溶解度最低，濃度再變小，則DNA溶解度將增大)，使DNA低滲析出，經過過濾等手段可以收集到DNA。 23415(2)在圖A所示的實驗步驟中加蒸餾水的目的是_，通過圖B所示的步驟取得濾液，再在溶液中加入2 mol/L的NaCl溶液的目的是_；圖C所示實驗步驟中加蒸餾水的目的是_。23415答案使血細胞破裂使濾液中的DNA溶解于濃NaCl溶液使DNA析出