高中生物酶的教案

生物選修一5.2多聚酶鏈式反應擴增DNA片段學案（人教版）。

俗話說，凡事預則立，不預則廢。教師要準備好教案，這是教師需要精心準備的。教案可以讓學生們充分體會到學習的快樂，幫助教師有計劃有步驟有質量的完成教學任務。你知道怎么寫具體的教案內容嗎？以下是小編收集整理的“生物選修一5.2多聚酶鏈式反應擴增DNA片段學案（人教版）”，歡迎大家閱讀，希望對大家有所幫助。

精選閱讀

6.2DNA片段的擴增——PRC技術

6.2DNA片段的擴增——PRC技術★課題目標

（一）知識與技能

1、了解PCR技術的基本操作

2、理解PCR的原理

3、討論PCR的應用

（二）過程與方法

在多聚酶鏈式反應擴增DNA片段的實驗過程中，應避免外源DNA污染，嚴格控制溫度等反應條件

（三）情感、態(tài)度與價值觀

通過對PCR實驗的操作及結果分析，培養(yǎng)學生嚴謹?shù)目茖W態(tài)度和實事求是的科研精神

★課題重點

PCR的原理和PCR的基本操作

★課題難點

　PCR的原理

★教學方法

啟發(fā)式教學★教學工具

多媒體課件

★教學過程（一）引入新課

在現(xiàn)代生物技術中，DNA技術可謂是尖端技術。人類基因組計劃、基因工程、基因診斷、基因檢測、古生物鑒定等都離不開對DNA分子堿基序列的分析。而分析DNA堿基序列，就需要一定量的DNA片段。怎樣迅速獲得足夠量的DNA片段呢？今天我們來研究學習DNA分子的擴增技術――PCR技術。

（二）進行新課

1．基礎知識

PCR技術擴增DNA的過程，與細胞內DNA復制過程類似：

1．1細胞內DNA復制條件分析：

條件

組分

作用

模板

DNA的兩條單鏈

提供復制的模板

原料

四種脫氧核苷酸

合成DNA子鏈的原料

酶

解旋酶

DNA聚合酶

打開DNA雙螺旋

催化合成DNA子鏈

能量

ATP

為解螺旋和合成子鏈供能

引物

RNA

為DNA聚合酶提供合成的3’端起點

1．2細胞內DNA復制過程

（1）DNA的反向平行結構：（結合教材圖5－6）

核苷酸分子的結構與方向性：（分子結構模式圖）

由核苷酸通過3,5-磷酸二酯鍵連接形成核苷酸長鏈：（模式圖，體現(xiàn)方向性）。

DNA雙螺旋結構的反向平行結構：

（2）DNA的復制過程:

解旋：解旋酶、ATP，DNA兩條鏈打開，，形成兩條DNA單鏈。

引物結合：在DNA單鏈3’端與DNA反向配對結合，確保引物3’端與DNA單鏈準確配對。

DNA聚合酶結合：

子鏈合成：DNA聚合酶從引物3’端開始，將配對的脫氧核苷酸連接起來。

后續(xù)加工：DNA聚合酶I將引物切去，并合成空缺處的DNA單鏈，再由DNA連接酶將不連續(xù)的DNA子鏈連接起來（半不連續(xù)合成。先導鏈，滯后鏈）

子鏈合成特點：不能從頭合成；合成方向為“5’→3’合成”。

感悟生命的神秘：DNA聚合酶不但能夠催化磷酸二酯鍵的形成，還具有校對功能。它在每引入一個核苷酸后都要復查一次，只有堿基配對無誤后才能繼續(xù)往下聚合，它不能從頭合成。RNA聚合酶沒有校對功能，因此RNA的合成不需要引物，而是從頭合成的，它的錯配可能性較大，在RNA引物完成功能后即被DNA聚合酶I刪去，代之以高保真的DNA鏈。

［思考］DNA分子能準確復制的原因有哪些？

DNA雙螺旋結構提供模板；堿基互補配對；DNA聚合酶的復查功能。

［思考］細胞內哪些物質是從頭合成的？RNA合成、蛋白質合成。

1．3DNA分子復制的人工控制

解開螺旋：在80～100℃時，DNA雙螺旋打開，形成兩條DNA單鏈，稱為變性。

恢復螺旋：在50℃左右時，兩條DNA單鏈重新形成雙螺旋結構，稱為復性。

復制條件：緩沖液,DNA模板,四種脫氧核苷酸,熱穩(wěn)定DNA聚合酶,兩種引物。

反應場所：PCR儀（自動溫度周期性調節(jié)）。

［思考］緩沖液相當細胞內的什么成分？（核基質）

4．PCR的反應過程

變性

復性

延伸
變性：在95℃時DNA解旋

復性：在50℃時引物與DNA單鏈結合

延伸：在72℃時合成DNA子鏈（兩個引物間的序列）2．實驗操作

2．1PCR反應體系：緩沖液、DNA模板，四種脫氧核苷酸原料、熱穩(wěn)定DNA聚合酶、兩種RNA引物，水

2．2實驗操作步驟

2．3按照PCR反應體系配方配制反應液；

（2）將PCR反應體系50μL用微量移液器轉移到微量離心管（0.5mL）中；

（3）將微量離心管放到PCR儀中；

（4）設置PCR儀的工作參數(shù)。

（5）DNA在PCR儀中大量擴增。

2．4水浴法：將微型離心管依次在95℃、55℃、72℃的恒溫水浴鍋中循環(huán)處理相應時間。

3．實驗注意事項

3．1避免外源DNA污染：所用儀器、緩沖液、蒸餾水等使用前高壓滅菌。

3．2緩沖液和酶分裝成小份，－20℃低溫保存。

3．3每添加一種反應成分，更換一個移液器的槍頭。

3．4混勻后離心處理，使反應液集中在離心管底部。

4．結果分析與評價

4．1反應液稀釋：取2LPCR反應液，添加98L蒸餾水；2．分光光度計調零：將100L蒸餾水添加到比色杯中，在260nm處將分光光度計調整讀數(shù)為零。

4．2將100L反應稀釋液倒入比色杯中，測定在260nm處的光吸收值。

4．3計算：DNA含量＝50×光吸收值×稀釋倍數(shù)

（三）課堂總結、點評

PCR原理

DNA的復制需要酶、原料、能量、引物

DNA的變性和復性受溫度影響

PCR過程

變性

復性

延伸

操作步驟

配制PCR反應體系

移入離心管

放入PCR

設置工作參數(shù)

DNA擴增

測定含量

稀釋

調零

測定并讀數(shù)

計算
（四）實例探究

例1在（）的溫度范圍內，DNA的雙螺旋結構解開

A.10－20℃B.80－100℃C.20－30℃D.40－60℃

解析：蛋白質大多不能忍受60－80℃的高溫，而DNA在80℃以上才會變性。

答案：B

例2關于DNA的復制，下列敘述正確的是（）

A.DNA聚合酶不能從頭開始合成DNA，只能從5’端延伸DNA鏈

B.DNA復制不需要引物

C.引物與DNA母鏈通過堿基互補配對進行結合

D.DNA的合成方向總是從子鏈的3’端向5’端延伸

解析：由于DNA聚合酶不能從頭開始合成DNA，只能從引物的3’端即復制方向由3’端向5’端延伸；由于DNA分子是反向平行的，子鏈是依據(jù)堿基互補配對原則，在DNA聚合酶作用下合成的，其合成方向是從子鏈5’端向3’端延伸。

答案：C

☆綜合應用

例3下列有關PCR描述，不正確的是（）

A.是一種酶促反應

B.引物決定了擴增的特異性

C.擴增產量按y＝（1＋X）n

D.擴增對象是氨基酸序列

E.擴增對象是DNA序列

解析：PCR是一種體外迅速擴增DNA片段的技術，它以極少量的DNA為模板，以四種脫氧核苷酸為原理，在引物的作用下使DNA聚合酶從引物的3’端連接脫氧核苷酸，短時間內迅速復制上百萬份的DNA拷貝，其擴增產量為y＝（1＋X）n，y代表DNA片段擴增后的拷貝數(shù)，x表示平均每次的擴增效率，n代表循環(huán)次數(shù)，因此答案選D。

答案：D

★課余作業(yè)

1、PCR與生物體DNA復制有何區(qū)別？

2、如果在案件偵破過程中，只收集到一根毛發(fā)，但它所含的遺傳信息太少，該怎么辦呢？

★教學體會

教師在教學過程中，可以鮮引導學生回憶必修2的有關DNA復制的知識，在此基礎上，學生可加深對于PCR原理的認識。對于PCR反應過程的教學，應以讀圖識圖為主。教材中反應過程圖解詳細的描繪了參與PCR的各種組成成分；每一輪反應的三個基本步驟—變性、復性、延伸；每一步驟的作用。教師在教學中可以請學生在讀圖的同時，結合教科書中的文字說明來加深理解。當學生遇到難以理解的地方時，教師要及時給予解答。

第二節(jié)DNA片段的擴增——PCR技術

第二節(jié)DNA片段的擴增——PCR技術

[課標要求]

1．理解PCR的原理，討論PCR應用。2．嘗試PCR技術的基本操作。[知識梳理]

一．背景知識

1．細胞內DNA復制步驟：

（1）在作用下解開DNA雙鏈

(2)在作用下，以DNA單鏈為模板，合成一段;（兩條DNA模板鏈各需一個RNA引物）

(3)以RNA引物為起點，在作用下，以為原料，按照堿基互補配對原則合成兩條新鏈。

2．聚合酶鏈式反應(PCR)概念;

。

3．PCR過程與細胞內DNA復制過程區(qū)別：

（1）引物是人工合成的單鏈，２０－３０個脫氧核苷酸，而不是RNA。

(2)解旋通過對反應的控制來實現(xiàn)而不依靠。

4．PCR過程：

(1)將PCR緩沖液、、一對引物、四種、DNA聚合酶、Mg2+等成分加入到特制的微量離心管中。

(2)高溫變性：

。

(3)低溫復性：

。

(4)中溫延伸：

。

二．實踐案例1．PCR實驗雖然原理復雜，但操作十分簡單，因為生物制劑公司已把PCR緩沖液、DNA聚合酶、脫氧核苷酸貯備液等組分配成了PCR試劑盒，實驗人員僅需加入模板DNA及引物即可，所以快速、高效、靈活和易于操作是PCR技術的突出優(yōu)點。2．材料用具略3．活動程序(1)加入各種試劑，混合，離心10s，放入PCR儀中。

(2)擴增循環(huán)，在PCR儀上設置好PCR熱循環(huán)程序：

循環(huán)數(shù)

高溫變性

低溫復性

中溫延伸

第一次

95℃,5min

55℃,1min

72℃,1min

30次

95℃,30s

55℃,30s

72℃,1min

最后一次

——

——

72℃,7min注：反應產物在4℃保存4．檢測擴增效果（1）稀釋樣品10倍（2）以H2O作對照，在波長260nm處，將紫外分光光度計讀數(shù)調到零。（3）加入到厚度為1cm的比色杯中，測定260nm處的光吸收值（4）DNA濃度（μg/mL）=（A260nm/0.02）×稀釋倍數(shù)三．探究活動PCR實驗雖然操作簡單，但實驗設備及藥品價格較高，可以利用自己準備的簡易材料，設計并進行PCR技術的模擬實驗操作。四．PCR技術意義PCR能，從而有效地解決了因為樣品中DNA含量而難以對樣品進行分析研究的難題，大大提高了對DNA分子的分析和檢測能力，被廣泛應用于、基因序列分析、遺傳病診斷，古生物學研究以及形偵破案、親子鑒定等。

五．小知識：

1．DNA的兩條鏈是反向平行的，為了明確地表示DNA的方向，通常將DNA的羥基(-OH)末端稱為5’端。DNA聚合酶不能從頭開始合成DNA，而只能從3’端延伸DNA鏈。但DNA合成的方向是從子鏈的5’端向3’端延伸。

2．引物是一段RNA，它能與DNA母鏈的一段堿基序列互補配對。用于PCR的引物長度通常為20—30個核苷酸。

3．在80C—100C的溫度范圍內，DNA的雙螺旋結構將解體，雙鏈分開，這個過程稱為變性。當溫度緩慢降低后，兩條彼此分離的DNA鏈又會重新結合成雙鏈。

[復習指導]

本節(jié)課復習要注重細胞內DNA復制過程和體外DNA片段的擴增——PCR技術的過程，運用DNA復制過程原理相同的方法，明確體外DNA片段的擴增——PCR技術在基因克隆、基因序列分析、遺傳病診斷，古生物學研究以及形偵破案、親子鑒定等方面的地位和作用。如何在體外創(chuàng)設細胞內DNA復制的條件是PCR技術的關鍵，細胞內的各種條件實際上是利用PCR儀來模擬的。PCR儀原理復雜，操作簡單。

[典例解析]

1.PCR過程與細胞內的DNA復制過程相比，主要有兩點不同，它們是（）

①PCR過程需要的引物是人工合成的DNA單鏈

②PCR過程不需要DNA聚合酶

③PCR過程中DNA的解旋不依靠解旋酶，而是通過對反應溫度的控制來實現(xiàn)的

④PCR過程中，DNA不需要解旋，直接以雙鏈DNA為模板進行復制

A．①②③④B．①②C．①③D．②④

[解析]PCR過程與細胞內的DNA復制過程相比，主要有兩點不同。第一，PCR過程需要的引物不是RNA，而是人工合成的DNA單鏈，其長度通常為20－30個脫氧核苷酸。第二，PCR過程中，DNA解旋不依賴解旋酶，而是通過對反映溫度的控制來實現(xiàn)的。

[答案]C。

2．在PCR擴增前，需要將下列哪些物質加入微量離心管中？（）

①模板DNA②模板RNA③DNA解旋酶④耐高溫的DNA聚合酶⑤引物⑥PCR緩沖液⑦脫氧核苷酸貯備液⑧核苷酸貯備液

A．①④⑤⑥⑦B．①③④⑤⑥⑧

C．②③④⑤⑥⑦D．①④⑥⑦⑧

[解析]進行PCR過程前，將PCR緩沖液、DNA模板、一對引物、四種脫氧核苷酸、DNA聚合、Mg2+等成分加入到一種特制的微量離心管中。

[答案]A

選修一生物5.1DNA的粗提取與鑒定學案（人教版）

一名優(yōu)秀的教師在教學方面無論做什么事都有計劃和準備，高中教師要準備好教案，這是教師工作中的一部分。教案可以讓學生能夠聽懂教師所講的內容，減輕高中教師們在教學時的教學壓力。那么一篇好的高中教案要怎么才能寫好呢？為滿足您的需求，小編特地編輯了“選修一生物5.1DNA的粗提取與鑒定學案（人教版）”，歡迎您參考，希望對您有所助益！

課題1　DNA的粗提取與鑒定
1．嘗試對植物或動物組織中的DNA進行粗提取。
2．了解DNA的物理、化學性質。
3．理解DNA粗提取及DNA鑒定的原理。
一、提取DNA
1．提取生物大分子的基本思路
選用一定的物理或化學方法分離具有不同__________性質的__________。對于DNA的粗提取而言，就是要利用DNA與______、______和______等在__________性質方面的差異，提取DNA，去除其他成分。
2．DNA粗提取主要利用了DNA的溶解性和耐受性兩個方面
（1）利用DNA的溶解性。DNA和蛋白質等其他成分在不同濃度的________中溶解度不同，利用這一特點，選擇適當?shù)柠}濃度就能使______充分溶解，而使雜質沉淀，或者相反，以達到分離目的。
在________NaCl溶液濃度下，DNA的溶解度最小。
此外，DNA不溶于______溶液，但是細胞中的某些蛋白質能溶于其中。利用這一原理，可以將DNA與蛋白質進一步分離。
（2）利用DNA對酶、高溫和洗滌劑的耐受性。蛋白酶能水解________，但是對______沒有影響。大多數(shù)蛋白質不能忍受________℃的高溫，而DNA在____℃以上才會變性。洗滌劑能夠__________，但對DNA沒有影響。
二、DNA的鑒定
在________的條件下，DNA遇________會被染成____色，因此________可以作為鑒定DNA的試劑。
三、實驗設計
1．實驗材料的選取
原則上，凡是含有______的生物材料都可以考慮，但是，選用__________________的生物組織，成功的可能性更大。
思考：生活在牧區(qū)的人們，采集牛、羊和馬血比較方便，他們用牛、羊、馬血做提取DNA的實驗材料合適嗎？為什么？
2．破碎細胞，獲取含DNA的濾液
動物細胞的破碎比較容易，以雞血為例，在雞血細胞液中加入一定量的________，同時用________攪拌，過濾后收集______即可。如果實驗材料是植物細胞，需要先用______溶解________。例如，提取洋蔥的DNA時，在切碎的洋蔥中加入一定的________和______，進行充分地攪拌和研磨，過濾后收集________。
3．去除濾液中的雜質
最初獲得的DNA濾液含有蛋白質、脂質等雜質，需要進一步提純DNA。
方案一：利用DNA在不同濃度的NaCl溶液中溶解度的不同，在濾液中加入NaCl，使NaCl溶液物質的量濃度為________，過濾除去______的雜質；再調節(jié)NaCl溶液物質的量濃度為________，析出______，過濾去除________的雜質；再用物質的量濃度為________的NaCl溶液溶解DNA。
方案二：利用蛋白酶分解蛋白質，不分解DNA的特點。在濾液中加入嫩肉粉，嫩肉粉中的__________能夠分解蛋白質。
方案三：利用蛋白質和DNA的變性溫度不同的特點。將濾液放在________℃的恒溫水浴箱中保溫10～15min，過濾獲得DNA濾液。
4．DNA的析出與鑒定
將處理后的溶液過濾，加入與濾液體積______的、冷卻的________（體積分數(shù)為95%），靜置2～3min，溶液中會出現(xiàn)__________，這就是粗提取的DNA。用玻璃棒__________攪拌，卷起絲狀物，并用濾紙吸去上面的水分。
取兩支20mL的試管，各加入物質的量濃度為________的NaCl溶液5mL，將絲狀物放入其中一支試管中，用玻璃棒攪拌，使絲狀物溶解。然后，向兩支試管中各加入4mL的二苯胺試劑?；旌暇鶆蚝?，將試管置于沸水中加熱5min，待試管冷卻后，比較兩支試管中溶液顏色的變化，看看溶解有DNA的溶液是否變____。
四、操作提示
1．以血液為實驗材料時，每100mL血液中需要加入3g________，防止________。
2．加入洗滌劑后，動作要______、______，否則容易產生__________，不利于后續(xù)步驟的操作。加入酒精和用玻璃棒攪拌時，動作要______，以免加劇DNA分子的______，導致DNA分子不能形成________。
3．二苯胺試劑要________，否則會影響鑒定的效果。

答案：一、1.物理或化學　生物大分子　RNA　蛋白質　脂質　物理和化學
2．（1）NaCl溶液　DNA　0.14molL－1　酒精
（2）蛋白質　DNA　60～80　80　瓦解細胞膜
二、沸水浴　二苯胺　藍　二苯胺
三、1.DNA　DNA含量相對較高
思考：不合適。因為哺乳動物成熟的紅細胞中無細胞核，僅靠白細胞和淋巴細胞中的少數(shù)DNA，在實驗中很難提取到。
2．蒸餾水　玻璃棒　濾液　洗滌劑　細胞膜　洗滌劑　食鹽　研磨液
3．2molL－1　不溶　0.14molL－1　DNA　溶液中
2molL－1　木瓜蛋白酶　60～75
4．相等　酒精溶液　白色絲狀物　沿一個方向　2molL－1　藍
四、1.檸檬酸鈉　血液凝固
2．輕緩　柔和　大量的泡沫　輕緩　斷裂　絮狀沉淀
3．現(xiàn)配現(xiàn)用
1.制備雞血細胞液時，要在新鮮的雞血中加入檸檬酸鈉的原因
制備雞血細胞液時，要在新鮮的雞血中加入抗凝劑——檸檬酸鈉，防止血液凝固。其原理是檸檬酸鈉能與血漿中的Ca2＋發(fā)生反應，生成檸檬酸鈣絡合物，血漿中的游離的Ca2＋大大減少，血液便不會凝固。因為雞血中的紅細胞和白細胞都有細胞核，DNA主要存在于細胞核中，所以在離心或靜置沉淀后，用吸管除去上部的澄清液——血漿。
2．實驗成功的關鍵及注意事項
（1）實驗材料選用雞血細胞液，而不用雞全血的主要原因是遺傳物質DNA主要存在于血細胞的細胞核內。
（2）盛放雞血細胞液的容器，最好是塑料容器。玻璃表面帶電荷，雞血細胞破碎以后釋放出的DNA中的磷酸基也帶電荷，因而容易被玻璃容器吸附，提取到的DNA就會更少。因此，實驗過程中最好使用塑料的燒杯和試管，可以減少提取過程中DNA的損失。
（3）破碎細胞，釋放DNA過程中，若是血細胞液，加水后必須充分攪拌，否則血細胞核不會充分破碎，溶解出的DNA量就會減少；若是植物細胞，需先用洗滌劑溶解細胞膜。
（4）洗滌劑是多組分的混合物，在嚴格的科學實驗中很少使用。實驗室提取高純度的DNA時，通常使用十六烷基三甲基溴化銨（CTAB）、十二烷基硫酸鈉（SDS）或吐溫等化學試劑。
（5）實驗過程中兩次加入蒸餾水，操作目的各不相同：第一次向雞血細胞液中加蒸餾水，目的是使血細胞通過吸水漲破，釋放出核內的DNA。第二次向溶有DNA的濾液中加蒸餾水，目的是稀釋NaCl溶液，使其濃度降至0.14molL－1，最終使大量DNA析出。
（6）實驗過程中幾次過濾的目的：制備雞血細胞液時過濾的目的是除去破裂的細胞膜等物質；在去雜時，將溶有DNA的高濃度NaCl溶液過濾的目的是除去不溶于NaCl溶液的雜質；去雜時，用低濃度NaCl溶液析出DNA后過濾的目的是除去溶于NaCl溶液中的雜質。
過濾時采用單層紗布或尼龍布，不能使用濾紙，以減少DNA的損失。
（7）提取DNA絲狀物用玻璃棒攪拌時，要緩緩沿一個方向攪拌，而且不能直接觸碰燒杯壁，以便獲得較完整的DNA分子。
（8）用冷酒精濃縮和沉淀DNA時，所用的體積分數(shù)為95%的酒精必須充分預冷才能使用，冷酒精與含有DNA的氯化鈉溶液的體積比是1∶1。
低溫可抑制核酸水解酶的活性，防止降解DNA；低溫可降低分子的運動，易于形成沉淀析出；低溫有利于增加DNA分子柔韌性，減少斷裂。
（9）鑒定實驗所得的絲狀物的主要成分是DNA，可用二苯胺做鑒定試劑，鑒定出現(xiàn)藍色，說明實驗基本成功，如果不出現(xiàn)藍色，可能所提取的DNA含量低，或是實驗操作中出現(xiàn)錯誤。
3．蛋白質提取與DNA提取的比較
蛋白質提取難度大。因為與DNA相比，蛋白質對溫度、鹽濃度、pH等條件要敏感得多，很容易失活；并且蛋白質的空間結構多種多樣，理化性質各不相同，使得蛋白質的提取沒有一種統(tǒng)一的方法，只能根據(jù)特定蛋白質的特性摸索提取的條件，設計特定的方法。
題型一DNA提取、分離與鑒定原理
現(xiàn)代生物學已向兩個方面發(fā)展，宏觀研究的水平為生態(tài)系統(tǒng)水平，微觀研究的水平為分子水平，對于分子的研究，其物質的提取和分離顯得尤為重要。下面是關于DNA分子的提取和分離的相關問題，請回答。
（1）在提取菜花細胞中的DNA時，采用的是研磨法，為什么不能像用雞血那樣，用蒸餾水使其破裂？
（2）在提取實驗過程中用到兩種濃度的NaCl溶液，說明其作用。
①2molL－1NaCl溶液：_____________________________________________________。
②0.14molL－1NaCl溶液：____________________________________________________。
（3）在整個操作過程中，每100mL血液中加入3g檸檬酸鈉的作用是________________
_________________________________________________。
（4）鑒定DNA所用的試劑是__________________________________________________。
解析：（1）DNA分子提取中理想的材料為富含DNA的細胞，動物中雞血紅細胞具有細胞核，放入蒸餾水中會使細胞漲破釋放出DNA，而植物細胞中含有細胞壁，不能因吸水而漲破。（2）實驗過程中兩次用到NaCl溶液，初次為2molL－1NaCl溶液，用于溶解DNA，而0.14molL－1NaCl溶液會使DNA析出。（3）為了防止凝血現(xiàn)象的發(fā)生應加入檸檬酸鈉。（4）鑒定DNA所用的試劑為二苯胺試劑。
答案：（1）植物細胞具有細胞壁，不會吸水漲破，只有通過研磨，才能釋放出DNA。
（2）①溶解DNA分子，過濾并除去不溶于NaCl溶液的雜質?、谑笵NA分子析出，過濾并除去溶于NaCl溶液中的雜質
（3）防止出現(xiàn)凝血現(xiàn)象
（4）二苯胺試劑
反思領悟：在NaCl溶液濃度低于0.14molL－1時，DNA的溶解度隨NaCl溶液濃度的增加而逐漸降低；在0.14molL－1時，DNA溶解度最?。划擭aCl溶液濃度繼續(xù)增加時，DNA的溶解度又逐漸增大。
題型二DNA粗提取與鑒定實驗中的操作
（2010江蘇高考）某生物興趣小組開展DNA粗提取的相關探究活動，具體步驟如下：
材料處理：稱取新鮮的花菜、辣椒和蒜黃各2份，每份10g。剪碎后分成兩組，一組置于20℃、另一組置于－20℃條件下保存24h。
DNA粗提取：
第一步，將上述材料分別放入研缽中，各加入15mL研磨液，充分研磨。用兩層紗布過濾，取濾液備用。
第二步，先向6只小燒杯中分別注入10mL濾液，再加入20mL體積分數(shù)為95%的冷酒精溶液，然后用玻璃棒緩緩地向一個方向攪拌，使絮狀物纏繞在玻璃棒上。
第三步，取6支試管，分別加入等量的2molL－1NaCl溶液溶解上述絮狀物。
DNA檢測：在上述試管中各加入4mL二苯胺試劑，混合均勻后，置于沸水中加熱5min，待試管冷卻后比較溶液的顏色深淺，結果如下表：
材料保存溫度花菜辣椒蒜黃
20℃＋＋＋＋＋＋
－20℃＋＋＋＋＋＋＋＋＋
（注：“＋”越多表示藍色越深）
分析上述實驗過程，回答下列問題。
（1）該探究性實驗課題名稱是_________________________________________________。
（2）第二步中“緩緩地”攪拌，這是為了減少________。
（3）根據(jù)實驗結果，得出結論并分析。
①結論1：與20℃相比，相同實驗材料在－20℃條件下保存，DNA的提取量較多。
結論2：__________________________________________________________________。
②針對結論1，請?zhí)岢龊侠淼慕忉專篲_________________________________________。
（4）氯仿密度大于水，能使蛋白質變性沉淀，與水和DNA均不相溶，且對DNA影響極小。為了進一步提高DNA純度，依據(jù)氯仿的特性，在DNA粗提取第三步的基礎上繼續(xù)操作的步驟是_____________________________________________________________________
______________________________，然后用體積分數(shù)為95%的冷酒精溶液使DNA析出。
解析：（1）分析表格可知，實驗目的在于探究材料的不同和保存溫度的不同對DNA提取量的影響。
（2）DNA分子為鏈狀，很容易斷裂，所以應緩緩地向一個方向攪拌。
（3）分析表格可看出，同種材料在－20℃時DNA提取量較多，不同材料在同種溫度下保存時，蒜黃的DNA提取量最多。低溫下酶活性較低，DNA降解慢。
（4）根據(jù)題意，可用氯仿將DNA溶液中的蛋白質析出，進一步提高DNA的純度。
答案：（1）探究不同材料和不同保存溫度對DNA提取量的影響
（2）DNA斷裂
（3）①等質量的不同實驗材料，在相同的保存溫度下，從蒜黃提取的DNA量最多　②低溫抑制了相關酶的活性，DNA降解速度慢
（4）將第三步獲得的溶液與等量的氯仿充分混合，靜置一段時間，吸取上清液
1．DNA在下列哪一濃度的NaCl溶液中，溶解度最低？（）
A．2molL－1B．0.015molL－1C．0.14molL－1D．5molL－1
2．若選擇的實驗材料為植物細胞，破碎細胞時要加入一定量的洗滌劑和食鹽。加入洗滌劑的目的是（）。
A．利于DNA的溶解B．分離DNA和蛋白質C．溶解細胞膜D．溶解蛋白質
3．在提取DNA的過程中，最好使用塑料試管和燒杯，目的是（）。
A．不易破碎B．減少DNA的損失C．增加DNA的含量D．容易刷洗
4．在DNA的粗提取過程中，初步析出DNA和提取較純凈的DNA所用的藥品的濃度及其名稱分別是（）。
①0.1gmL－1的檸檬酸鈉溶液?、?molL－1的NaCl溶液?、?.14molL－1的NaCl溶液?、荏w積分數(shù)為95%的酒精溶液?、?.015molL－1的NaCl溶液
A．①③⑤B．③④C．②④D．②③④

答案：1．C　DNA在不同濃度的NaCl溶液中溶解度不同，當NaCl溶液的物質的量濃度為0.14molL－1時，溶解度最低。
2．C　洗滌劑是一種離子去污劑，能溶解細胞膜，有利于DNA的釋放；食鹽的主要成分是NaCl，有利于DNA的溶解。
3．B　DNA易黏附于玻璃管上，造成DNA量的損失。
4．B　初步析出DNA和提取純凈的DNA所用的藥品和濃度分別是0.14molL－1NaCl溶液和體積分數(shù)為95%的酒精溶液。

選修一生物4.2探討加酶洗衣粉的洗滌效果學案（人教版）

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課題2　探討加酶洗衣粉的洗滌效果
1．說出加酶洗衣粉的洗滌原理。
2．探討溫度對加酶洗衣粉洗滌的影響。
3．探討不同種類的加酶洗衣粉對同一污物和不同污物洗滌效果的區(qū)別。
一、基礎知識
1．加酶洗衣粉是指含有________的洗衣粉，目前常用的酶制劑有四類：________、________、淀粉酶和__________。其中，應用最廣泛、效果最明顯的是____________和____________。
2．____________能將血漬、奶漬等含有的大分子蛋白質水解成可溶性的________或____________。脂肪酶、淀粉酶和纖維素酶能分別將大分子的______、______和________水解為小分子物質，使洗衣粉具有更好的去污能力。
3．影響加酶洗衣粉洗滌效果的因素有______、________和____________。
二、實驗設計
實驗設計遵循的原則是單一變量原則和對照原則，比如探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉對衣物污漬的洗滌效果有何不同時，以加酶、普通洗衣粉為變量，其他條件完全一致；同時普通洗衣粉處理污漬物與加酶洗衣粉處理污漬物形成對照實驗。
思考：小華同學想用含有蛋白酶的洗衣粉洗滌媽媽送給她的真絲圍巾，你認為她這樣做合適嗎？為什么？

答案：一、1.酶制劑　蛋白酶　脂肪酶　纖維素酶　堿性蛋白酶　堿性脂肪酶
2．堿性蛋白酶　氨基酸　小分子的肽　脂肪　淀粉　纖維素
3．溫度　酸堿度　表面活性劑
二、思考：不合適，因為絲綢的主要成分是蛋白質，它會被洗衣粉的蛋白酶分解，損壞圍巾。
1．加酶洗衣粉
加酶洗衣粉是在合成洗衣粉中，加入0.2%～0.5%的酶制劑制成的。在洗衣粉中添加的酶的種類很多，如蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶和纖維素酶等。我國在洗衣粉中添加的酶最主要的是堿性蛋白酶。這種酶能耐堿性條件，而且耐貯存，對皮膚、衣物沒有刺激和損傷作用。堿性蛋白酶能使蛋白質水解成可溶于水的多肽和氨基酸。衣物上附著的血漬、汗?jié)n、奶漬、醬油漬等污物，都會在堿性蛋白酶的作用下，結構松弛、膨脹解體，稍加搓洗，污跡就會從衣物上脫落。
使用加酶洗衣粉時必須注意以下幾點：（1）堿性蛋白酶能使蛋白質水解，因此，蛋白質類纖維（羊毛、蠶絲等）織物就不能用加酶洗衣粉來洗滌，以免使纖維受到破壞；（2）使用加酶洗衣粉時，必須注意洗滌用水的溫度。堿性蛋白酶在35～50℃時活性最強，在低溫下或70℃以上就會失效；（3）加酶洗衣粉也不宜長期存放，存放時間過長會導致酶活性損失；（4）加酶洗衣粉不宜與三聚磷酸鹽共存，否則酶的活性將會喪失；（5）添加了堿性蛋白酶的洗衣粉可以分解人體皮膚表面蛋白質，而使人患過敏性皮炎、濕疹等，因此，應避免與這類洗衣粉長時間地接觸。
酶不能直接添加到洗衣粉中，因為洗衣粉中的表面活性物質會降低酶的活性。因而科學家將基因工程生產出的酶用特殊水溶性物質包裹起來，與洗衣粉的其他成分隔離開來。加酶洗衣粉可以降低表面活性劑和三聚磷酸鈉的用量，使洗滌劑朝低磷、無磷的方向發(fā)展。
2．普通洗衣粉和加酶洗衣粉去污原理的異同
普通洗衣粉加酶洗衣粉
相同點表面活性劑可以產生泡沫，可以將油脂分子分散開；水軟化劑可以分散污垢；等等
不同點酶可以將大分子有機物分解為小分子有機物，小分子有機物易溶于水，從而與纖維分開
題型一加酶洗衣粉去漬原理
酶制劑中含有蛋白酶，不含有肽酶的原因是（）。
A．肽酶制備成本太高
B．肽酶會影響蛋白酶活性
C．衣物上的大分子蛋白質變?yōu)槎嚯暮笠押苋菀酌撀?br> D．蛋白酶把蛋白質全水解成可溶性氨基酸
解析：考慮衣物的實際洗滌情況，當加酶洗衣粉中的蛋白酶將血漬、奶漬等含有的大分子蛋白質水解成小分子多肽后，已經很容易從衣物上脫落了，無需再加肽酶。
答案：C
反思領悟：蛋白酶催化蛋白質分解成多肽，溶于水易脫落。
題型二加酶洗衣粉與普通洗衣粉的比較
下列關于加酶洗衣粉說法中，不正確的是（）。
A．加酶洗衣粉的效果總比普通洗衣粉的效果好
B．加酶洗衣粉效果的好壞受很多因素影響
C．加酶洗衣粉中目前常用的酶制劑有蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纖維素酶
D．加酶洗衣粉與普通洗衣粉相比更利于環(huán)保
解析：加酶洗衣粉與普通洗衣粉相比，雖然表面活性劑和三聚磷酸鈉的含量較少，但添加了一定量的酶制劑。在酶的作用下，構成污漬的一些生物大分子被分解為可溶性的小分子，使污漬容易從衣物上脫落，即加酶洗衣粉的洗滌效果不僅沒有降低，反而加強了。但是，由于酶具有專一性，只有洗衣粉中的酶與污漬相對應時，其優(yōu)勢才能發(fā)揮出來，如果不對應，加酶洗衣粉的洗滌效果可能不如普通洗衣粉。
答案：A
題型三影響加酶洗衣粉洗滌效果的因素及實驗設計原則
從土壤的嗜堿性短小芽孢桿菌中首先分離選育到一株產生低溫型堿性蛋白酶的高產菌株。該菌株具有嗜堿性強、不易染菌、生產性狀穩(wěn)定等特點。該菌株產堿性蛋白酶能力強，在全國5種堿性蛋白酶的性能比較中，該蛋白酶在28℃下所占有酶活力比例高于同類產品，表明具有低溫型酶的特性。該產品用于加酶洗衣粉，可提高去污力1～2倍，尤其在常溫下對血漬、奶漬等蛋白質污垢有專一性的去污效果。
根據(jù)以上材料回答下列問題。
（1）為什么該菌株產的堿性蛋白酶的活性在不同溫度下不同？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（2）試分析該產品在常溫下對血漬、奶漬等蛋白質污垢有專一性的去污效果的原因。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（3）若要比較添加該蛋白酶的洗衣粉與普通洗衣粉的洗滌效果，應注意控制實驗變量，請列舉均衡無關變量的措施（至少三條）。
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________；
③________________________________________________________________________。
（4）在日常生活中使用洗衣粉時，有人先用沸水溶解洗衣粉再浸泡衣物，該種方法能否用于題目中所說的加酶洗衣粉？為什么？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：（1）酶的活性受溫度影響，最適溫度下酶的活性最高。（2）酶具有專一性特點，一種酶只能催化一種或一類化學反應，血漬、奶漬的主要成分為蛋白質，蛋白酶能分解蛋白質，但不能分解其他成分。（3）實驗設計方案中要考慮控制變量，以減少實驗誤差，增強實驗可信度?？刂谱兞靠蓮拿缸饔玫牡孜?、作用的時間及作用的條件等方面采取措施。（4）加酶洗衣粉中的酶的本質是蛋白質，遇沸水會變性失活從而失去催化蛋白質類污垢分解的功能。
答案：（1）酶作為生物催化劑，其活力受溫度影響，在最適溫度下酶的活性最強
（2）酶具有專一性的特點，即一種酶只能催化一種或一類化學反應，所以蛋白酶只能將血漬、奶漬等蛋白質污垢分解，對其他類型污垢不起作用
（3）①兩種洗衣粉的用量相同?、诒幌礈斓牟剂霞拔蹪n狀態(tài)相同?、巯礈鞎r所用水量及溫度（一般為常溫）相同?、芙莺拖礈斓臅r間相同（答出三條即可）
（4）不能。因為加酶洗衣粉中的酶的成分為蛋白質，遇高溫會變性失活而失去催化功能
1．加酶洗衣粉中含有的常見酶類為（）。
A．蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、纖維素酶B．脂肪酶、肽酶、淀粉酶、纖維素酶
C．蛋白酶、脂肪酶、肽酶、纖維素酶D．蛋白酶、淀粉酶、麥芽糖酶、肽酶
2．下列關于加酶洗衣粉的敘述，正確的是（）。
A．加酶洗衣粉是指僅加入蛋白酶的洗衣粉
B．加酶洗衣粉里的酶制劑對人體有毒害作用
C．加酶洗衣粉里的酶制劑污染環(huán)境
D．加酶洗衣粉是含有酶制劑的洗衣粉
3．關于加酶洗衣粉，以下說法錯誤的是（）。
A．洗衣粉中的蛋白酶對人體皮膚有損傷
B．洗衣粉中的蛋白酶對皮膚和所有衣物無刺激作用
C．使用加酶洗衣粉時要特別注意水溫
D．加酶洗衣粉有保質期
4．在探討不同溫度對加酶洗衣粉的影響實驗中，下列說法不正確的是（）。
A．應根據(jù)當?shù)匾荒曛袑嶋H氣溫變化來確定水溫
B．可選擇洗滌不同污漬的白布作對照
C．選擇水溫應考慮衣物的承受能力
D．選擇水溫應考慮洗滌成本

答案：1．A　加酶洗衣粉中常見酶類為蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纖維素酶，分別分解衣物中難以分解的相應污物。
2．D　加酶洗衣粉中的酶為酶制劑，而不是蛋白酶；對人體無毒害作用，且一般不會污染環(huán)境。
3．B　皮膚上有蛋白質成分，有些衣物和絲綢等也有蛋白質成分，可被加酶洗衣粉中的蛋白酶水解。
4．B　探討不同溫度對加酶洗衣粉的影響實驗中，溫度是唯一變量，其他各條件應適宜且保持不變。所以實驗中白布的污漬種類和程度應完全相同。