DNA的粗提取與鑒定一輪學(xué)案(共7頁(yè))

1、DNA的粗提取與鑒定【復(fù)習(xí)目標(biāo)】1通過(guò)嘗試對(duì)植物或動(dòng)物組織中的DNA進(jìn)行粗提取，了解DNA的物理化學(xué)性質(zhì)。2理解DNA粗提取與鑒定的原理【基礎(chǔ)知識(shí)】一、提取DNA的方法提取生物大分子的基本思路是選用一定的物理或化學(xué)方法分離具有不同物理或化學(xué)性質(zhì)的生物大分子。對(duì)于DNA的粗提取而言，就是要利用DNA與RNA、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)等在物理和化學(xué)性質(zhì)方面的差異，提取DNA，去除其他成分。1.DNA的溶解性 DNA和蛋白質(zhì)等其他成分在不同濃度的 中溶解度不同，利用這一特點(diǎn)，選擇適當(dāng)?shù)柠}濃度就能使 充分溶解，而使雜質(zhì)沉淀，或者相反，以達(dá)到分離目的。在什么濃度下，DNA的溶解度最??？DNA在NaCl溶液中的溶解度

2、是如何變化的？如何通過(guò)控制NaCl溶液的濃度使DNA在鹽溶液中溶解或析出？此外，DNA不溶于 溶液，但是細(xì)胞中的某些蛋白質(zhì)則溶于酒精。利用這一原理，可以將DNA與蛋白質(zhì)進(jìn)一步的分離。2.DNA對(duì)酶、高溫和洗滌劑的耐受性 蛋白酶能水解 ，但是對(duì) 沒(méi)有影響。大多數(shù)蛋白質(zhì)不能忍受6080oC的高溫，而DNA在 以上才會(huì)變性。洗滌劑能夠瓦解 ，但對(duì)DNA沒(méi)有影響。3.DNA的鑒定 在 條件下，DNA遇 會(huì)被染成 色，因此二苯胺可以作為鑒定DNA的試劑。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)1實(shí)驗(yàn)材料的選?。悍彩呛?的生物材料都可以考慮，但是使用DNA含量較高的生物組織，成功的可能性更大。在下面的生物材料中選取適合的實(shí)驗(yàn)材料（

3、23種）：魚(yú)卵、豬肝、菜花（花椰菜）、香蕉、雞血、哺乳動(dòng)物的紅細(xì)胞、獼猴桃、洋蔥、豌豆、菠菜、在液體培養(yǎng)基的大腸桿菌思考：哺乳動(dòng)物的紅細(xì)胞的特點(diǎn)？2破碎細(xì)胞，獲取含DNA的濾液：動(dòng)物細(xì)胞的破碎比較容易，以雞血細(xì)胞為例，在雞血細(xì)胞液中加入一定量的 ，同時(shí)用 攪拌，過(guò)濾后收集濾液即可。如果實(shí)驗(yàn)材料是植物細(xì)胞，需要先用 溶解細(xì)胞膜。例如，提取洋蔥的DNA時(shí)，在切碎的洋蔥中加入一定的 和 ，進(jìn)行充分的攪拌和研磨，過(guò)濾后收集研磨液。思考：為什么加入蒸餾水能使雞血細(xì)胞破裂？加入洗滌劑和食鹽的作用分別是什么？如果研磨不充分，會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生怎樣的影響?此步驟獲得的濾液中可能含有哪些細(xì)胞成分？3去除濾液中的雜

4、質(zhì)：基本原理方法目的DNA在不同濃度的NaCl溶液中溶解度不同，在 的NaCl溶液中的溶解度最低溶于NaCl溶液中并稀釋NaCl溶液濃度為2 mol/L時(shí)，DNA溶解，部分蛋白質(zhì)發(fā)生鹽析而生成沉淀，通過(guò)過(guò)濾可除去部分蛋白質(zhì)及不溶于NaCl溶液的雜質(zhì)；當(dāng)NaCl溶液稀釋至0.14 mol/L時(shí)，DNA析出，過(guò)濾可除去溶于NaCl中的部分蛋白質(zhì)和其他雜質(zhì)DNA不被蛋白酶水解加入嫩肉粉嫩肉粉中含木瓜蛋白酶，可水解蛋白質(zhì)DNA不溶于酒精溶液加入冷卻的體積分?jǐn)?shù)為95%酒精析出DNA，除去溶于酒精的蛋白質(zhì)4DNA的析出與鑒定：將處理后的溶液過(guò)濾，加入與濾液體積 、冷卻的 ，靜置23min，溶液中會(huì)出現(xiàn) 色

5、絲狀物，這就是粗提取的DNA。用玻璃棒沿 方向攪拌，卷起絲狀物，并用濾紙吸取上面的水分。取兩支20ml的試管，各加入物質(zhì)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 ?；旌暇鶆蚝螅瑢⒃嚬苤糜?中加熱5min，待試管冷卻后，比較兩支試管溶液顏色的變化，看看溶解有DNA的溶液是否變 。三、操作提示1.以血液為實(shí)驗(yàn)材料時(shí)，每100ml血液中需要加入3g檸檬酸鈉，防止 。2.加入洗滌劑后，動(dòng)作要輕緩、柔和，否則容易產(chǎn)生大量的泡沫，不利于后續(xù)步驟地操作。加入酒精和用玻璃棒攪拌時(shí)，動(dòng)作要輕緩，以免 ，導(dǎo)致DNA分子不能3.形成絮

6、狀沉淀。二苯胺試劑要 ，否則會(huì)影響鑒定的效果。四、實(shí)驗(yàn)步驟（一）、植物DNA的粗提取和鑒定1取材:稱(chēng)取30g的菜花，去梗、切碎。2研磨:將切碎的菜花放入研缽中，加入洗滌劑和食鹽，充分研磨攪拌。3過(guò)濾:在漏斗中放上紗布，進(jìn)行過(guò)濾。4去除濾液中的雜質(zhì)：第二次過(guò)濾：在濾液中加入2mol/L的NaCl，。第三次過(guò)濾：沿?zé)诩诱麴s水使NaCl的濃度為014mol/L時(shí)，析出DNA，用紗布過(guò)濾。第四次過(guò)濾：將紗布中的DNA溶于2mol/L的NaCl，用二層紗布過(guò)濾，去除雜質(zhì)。5沉淀：在一倍體積的上清液中倒入體積相等的冷卻的酒精，溶液中析出白色絲狀物。冷酒精的作用：抑制核酸水解酶的活性，防止DNA水解。降

7、低分子運(yùn)動(dòng)，使DNA易于析出。低溫有利于增加DNA的柔韌性，減少斷裂。6鑒定：取兩支試管，各加入2mol/L的NaCl溶液5ml，將絲狀物溶于其中一支試管中，然后向兩支試管中各加入4ml的二苯胺試劑，混合均勻，沸水浴加熱，待冷卻后，比較兩支試管的顏色變化。（二）、動(dòng)物DNA的粗提取和鑒定1材料制備：0.1G/ml檸檬酸鈉100ml 500ml燒杯玻璃棒攪拌離心2min吸去上清液活雞血180ml 即得雞血細(xì)胞液（也可將上述燒杯置于冰箱中，靜置一天使雞血細(xì)胞自行沉淀）2方法步驟： 取血細(xì)胞液5-10ml20ml蒸餾水，玻璃棒沿一個(gè)方向快速攪拌（1）提取血細(xì)胞核物質(zhì) 紗布過(guò)濾，濾液中含DNA和其他核

8、物質(zhì)，如蛋白質(zhì) 原理：血細(xì)胞的細(xì)胞膜、核膜吸水脹破，玻璃棒快速攪拌機(jī)械加速血細(xì)胞破裂（2）溶解核內(nèi)DNA：濾液2mol/LNaCl溶液40ml，玻璃棒沿一個(gè)方向攪拌（3）析出含DNA的粘稠物：向上述溶液中緩緩加入蒸餾水，并輕輕地沿一個(gè)方向攪拌，出現(xiàn)絲狀物，當(dāng)絲狀物不再增加時(shí)，停止加水（此時(shí)NaCl溶液相當(dāng)于稀釋到014mol/L）（4）濾取含DNA的粘稠物：用多層紗布過(guò)濾，含DNA的粘稠物留在紗布上（5）（紗布上的）DNA粘稠物再溶解： 20ml 2mol/LNaCl溶液 50ml燒杯， 上述粘稠物 緩慢攪拌3 min（6）過(guò)濾含DNA的2mol/LNaCl溶液：用2層紗布過(guò)濾，濾液中含DNA

9、（7）提取含雜質(zhì)較少的DNA：上述溶液95%酒精，緩慢攪拌，出現(xiàn)乳白色絲狀物，用玻璃棒將絲裝物卷起。（8）DNA鑒定：【習(xí)題鞏固】1在“DNA的粗提取與鑒定”的實(shí)驗(yàn)中分別使用2molL、014molL、2molL、0015molL的氯化鈉溶液，其作用分別是（ ）A溶解、析出、溶解、溶解 C溶解、溶解、析出、溶解B析出、溶解、析出、溶解 D溶解、析出、溶解、析出2在DNA的粗提取過(guò)程中，初步析出DNA和提取較純凈的DNA所用的藥品的濃度和名稱(chēng)分別是（ ）01 g/ml的檸檬酸鈉溶液 200mol/L的NaCl溶液 014 mol/L的NaCl溶液 體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精溶液 0015 mol/L

10、的NaCl溶液 004 mol/L的NaCl溶液A B C D3與析出DNA粘稠物有關(guān)的敘述，不正確的是（ ）A操作時(shí)緩緩滴加蒸餾水，降低DNA的溶解度B在操作A時(shí)，用玻璃棒輕緩攪拌，以保證DNA分子完整C加蒸餾水可同時(shí)降低DNA和蛋白質(zhì)的溶解度，兩者均可析出D當(dāng)絲狀粘稠物不再增加時(shí)，此時(shí)NaCl的濃度約為0.14mol/L.4（多選）下列有關(guān)“DNA粗提取”的操作中，正確的是（ ）A在雞血細(xì)胞液中加入蒸餾水B在“析出DNA粘稠物”時(shí)，要緩緩加入蒸餾水，直至溶液中粘稠物不再增多C在用酒精凝集DNA時(shí)，要使用冷酒精 D玻璃棒攪拌時(shí)隨意使用5“DNA的粗提取與鑒定實(shí)驗(yàn)”中有三次過(guò)濾：（1）過(guò)濾用蒸

11、餾水稀釋過(guò)的雞血細(xì)胞液。（2）過(guò)濾含粘稠物的0.14mol/L NaCl .（3）過(guò)濾溶解有DNA的2mol/L NaCl. 以上三次過(guò)濾分別為了獲得（ ）A含核物質(zhì)的濾液、紗布上的粘稠物、含DNA的濾液B含核物質(zhì)的濾液、濾液中DNA粘稠物、含DNA的濾液C含核物質(zhì)的濾液、濾液中DNA粘稠物、紗布中DNAD含較純的DNA濾液、紗布上粘稠物、含DNA的濾液6為獲取較純凈的DNA，采集來(lái)的血樣可用蛋白酶處理，然后用有機(jī)溶劑除去蛋白質(zhì)。下列有關(guān)敘述，正確的是（ ）A除去血漿中的蛋白質(zhì) B除去染色體上的蛋白質(zhì)C除去血細(xì)胞表面的蛋白質(zhì) D除去血細(xì)胞中所有的蛋白質(zhì)7在“DNA的粗提取與鑒定實(shí)驗(yàn)”中，和“使

12、用蛋白酶從染色體中提取DNA”中的蛋白酶具有相似作用的物質(zhì)是（ ）ANaCl溶液 B蒸餾水 C檸檬酸鈉 D冷卻的酒精8DNA不溶于下列何種溶液（ ）ANaCl溶液 BKCl溶液 CMgCl溶液 D酒精溶液9下列操作中，對(duì)DNA的提取量影響較小的是（ ）A使雞血細(xì)胞在蒸餾水中充分破裂，放出DNA等核物質(zhì)B攪拌時(shí)，要用玻璃棒沿一個(gè)方向輕緩攪動(dòng)C在析出DNA粘稠物時(shí)，要緩緩加入蒸餾水，直至溶液中粘稠物不再增多D在用酒精沉淀DNA時(shí)，要使用冷酒精，甚至再將混合液放入冰箱中冷卻E在DNA的溶解和再溶解時(shí)，要充分?jǐn)嚢?0在“動(dòng)物DNA的粗提取與鑒定實(shí)驗(yàn)”中：（1）實(shí)驗(yàn)中兩次使用蒸餾水，第一次目的是 ，第二

13、次目的是 。（2）說(shuō)明不同濃度的NaCl溶液的作用：2mol/L NaCl的作用 ；0.14mol/L NaCl的作用 ；0.015 mol/L NaCl的作用 ；（3）提純DNA的原理是 ，所用試劑為 。攪拌要 ，目的 。（4）能否用哺乳動(dòng)物血液代替？簡(jiǎn)述理由。 。此實(shí)驗(yàn)中有幾次用玻璃棒攪拌，每次攪拌的方向是一致的；但每次攪拌的強(qiáng)度不同，請(qǐng)就此予以說(shuō)明。（1）提取雞血細(xì)胞核內(nèi)物質(zhì)時(shí)，應(yīng) 攪拌，目的是 。（2）向含核物質(zhì)的2mol/L NaCl 溶液滴加蒸餾水析出DNA粘稠物時(shí)，應(yīng) 攪拌，目的是 。（3）DNA粘稠物再溶解于2mol/L NaCl 溶液時(shí)，應(yīng) 攪拌，目的是 。（4）用95%的冷

14、卻酒精提取含雜質(zhì)較少的DNA時(shí)，應(yīng) 攪拌，目的是 。11以下是有關(guān)DNA的粗提取實(shí)驗(yàn)的閱讀材料： a核酸極不穩(wěn)定，在較為劇烈的化學(xué)、物理因素和酶的作用下很容易降解。在制備DNA時(shí)要加入DNA酶（水解DNA的酶）的抑制劑檸檬酸鈉，以除去Mg，防止DNA酶的激活。b核酸中的DNA和RNA在生物體內(nèi)均以核蛋白（由核酸和蛋白質(zhì)組成）的形式存在，DNA核蛋白在1 mol/L NaCl 溶液中溶解度很大，但在0.14mol/L NaCl 溶液中溶解度很低；而RNA核蛋白溶于0.14mol/L NaCl 溶液。c用苯酚處理，可使蛋白質(zhì)變性，且留在苯酚層內(nèi)；在DNA溶液中加入25倍體積，濃度為95%的酒精，可

15、將DNA分離出來(lái)。此時(shí)DNA十分粘稠，可用玻璃棒攪成團(tuán)取出。dDNA在強(qiáng)酸性環(huán)境下，水解產(chǎn)生脫氧核糖等小分子物質(zhì)，它與二苯胺酸性溶液反應(yīng)，能生成藍(lán)色化合物。e實(shí)驗(yàn)材料與器械：檸檬酸鈉溶液、石英砂、0.14mol/L NaCl 溶液、1 mol/L NaCl 溶液、苯酚、95%的酒精、二苯胺試劑、濃硫酸、花椰菜、研缽、燒杯、漏斗、玻璃棒、量筒、石棉網(wǎng)、酒精燈、吸管、試管等。以下是DNA粗提取實(shí)驗(yàn)的步驟，請(qǐng)根據(jù)以上閱讀材料回答有關(guān)問(wèn)題：（1）研磨：取10克花椰菜加適量的 、 和石英砂，研磨成勻漿。（2）過(guò)濾。（3）將濾液稀釋6倍，其目的是： 。（4）離心處理，產(chǎn)生沉淀。（5）取沉淀物，置于2毫升1

16、 mol/L NaCl 溶液中，使DNA核蛋白再次溶解，再加2毫升苯酚充分震蕩后靜止，待其分層后棄其上層苯酚。這一步的目的是除去 。（6）如何將剩余溶液中的DNA提取出來(lái)？ 。（7）如何證明提取物質(zhì)確實(shí)是DNA分子？ 。其實(shí)驗(yàn)過(guò)程的要點(diǎn)是向放有DNA的試管中加入適量該試劑，混合均勻后，將試管置于 中5min，待試管 后，觀察試管中的顏色變化。這個(gè)實(shí)驗(yàn)也說(shuō)明DNA耐 溫，前次溫度有利于 ，后次溫度則有利于DNA 。12“DNA的粗提取與鑒定”實(shí)驗(yàn)中，A、B、C、D、E五個(gè)小組除下表中所列處理方法不同外，其他操作步驟均相同，而且正確，但實(shí)驗(yàn)結(jié)果卻不同。組別實(shí)驗(yàn)材料提取核物質(zhì)時(shí)加入的溶液去除雜質(zhì)時(shí)加

17、入的溶液DNA鑒定時(shí)加入的試劑A雞血蒸餾水95的酒精(25C)二苯胺B菜花蒸餾水95的酒精(冷卻)雙縮脲 ，C人血漿蒸餾水95的酒精(冷卻)二苯胺D人血細(xì)胞2molL的氯化鈉014molL的氯化鈉雙縮脲E雞血蒸餾水95的酒精(冷卻)二苯胺(1)實(shí)驗(yàn)材料選擇錯(cuò)誤的組別是 。其原因是 。(2)實(shí)驗(yàn)步驟(不包括實(shí)驗(yàn)材料)均正確，但得不到DNA的組別是 。(3)沸水浴中試管顏色變藍(lán)的組別是 ；藍(lán)色較淡的是 ，其原因是 。(4)B組實(shí)驗(yàn)不成功的最主要原因是 。1-9 ABC ABC ADDDB10.（1）使血細(xì)胞吸水破裂，溶解細(xì)胞核內(nèi)的DNA；降低NaCl溶液的濃度，降低DNA分子在NaCl溶液中的溶解度析出DNA分子（2）溶解含DNA的核物質(zhì)；使含DNA的絲狀粘稠物析出DNA分子；進(jìn)行DNA鑒定（3）DNA不溶于酒精溶液，但細(xì)胞中某些鹽類(lèi)蛋白質(zhì)可溶于酒精溶液；95%的冷卻酒精；輕緩、同方向；保持DNA分子的完整性（4）不能，成熟的哺乳動(dòng)物紅細(xì)胞沒(méi)有細(xì)胞核（1）快速；加速血細(xì)胞破裂（2）輕緩；盡量保持DNA分子的完整性（3）輕緩；盡量保持DNA分子的完整性（4）輕緩；保持DNA分子的完整性11. （1）檸檬酸鈉溶液、1 mol/L NaCl 溶液（3）使DNA核