專(zhuān)題5課題1DNA的粗提取與鑒定

1、課題1DNA的粗提取與鑒定學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.了解DNA的物理、化學(xué)性質(zhì)。（重點(diǎn)）2.理解DNA粗提取以及DNA鑒定的原理。（重點(diǎn)）3.嘗試對(duì)植物或動(dòng)物組織中的DNA進(jìn)行粗提取。（難點(diǎn)）1 .提取DNA的思路及原理基本思路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)等在物理或化學(xué)性質(zhì)方面的差異、提取DNA,去除其他成分。(2)實(shí)驗(yàn)原理分離原理：DNA和蛋白質(zhì)等其他成分在不同濃度的NaCl溶液中溶解度不同，利用這一特點(diǎn)，選擇適當(dāng)?shù)柠}濃度就能使DNA充分溶解,而使雜質(zhì)沉淀,或者相反，以達(dá)到分離的目

2、的。提純?cè)恚篿DNA不溶于酒精溶液，但是細(xì)胞中的某些蛋白質(zhì)則可溶于酒精。ii蛋白酶能水解蛋白質(zhì)、但對(duì)DNA沒(méi)有影響。iii大多數(shù)蛋白質(zhì)不能忍受6080C的高溫，而DNA在8Q_C以上才會(huì)變性。iv洗滌劑能夠瓦解細(xì)胞膜,但對(duì)DNA沒(méi)有影響。鑒定原理：什“、沸水浴一八DNA+二苯胺監(jiān)色。2 .實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(1)方法步驟實(shí)驗(yàn)材料的選?。哼x用DNA含量相對(duì)較高的生物組織。破碎細(xì)胞，獲取含DNA的濾液:i動(dòng)物細(xì)胞的破碎一一以雞血為例：在雞血細(xì)胞液中加入一定量的蒸儲(chǔ)水，同時(shí)用玻璃棒攪拌,過(guò)濾后收集濾液即可。ii植物細(xì)胞的破碎一一以洋蔥為例：先將洋蔥切碎，然后加入一定的洗滌劑和食鹽,進(jìn)行充分地?cái)嚢韬脱兄眠^(guò)濾后

3、收集研磨液。去除濾液中的雜質(zhì)：力殺一力殺一力殺二利用DNA在/、同濃度的NaCl¥§液中溶解度的不同，通過(guò)控制NaCl溶液的濃度去除雜質(zhì)直接在濾液中加入嫩肉粉,反應(yīng)1015min,嫩肉粉中的木瓜蛋白酶能夠分解蛋白質(zhì)將濾液放在6075c的恒溫水浴箱中保溫1015min,注思嚴(yán)格控制溫度范圍DNA的進(jìn)一步提純：利用DNA不溶于酒精溶液這一原理,可從溶液中析出較純凈的DNA,止匕時(shí)DNA的狀態(tài)為白色絲狀物。DNA的鑒定：將呈白色絲狀物的DNA溶解于5mL物質(zhì)的量濃度為2_mol/L的NaCl溶液中，再加入4mL的二苯胺試劑,沸水中加熱5min,冷卻后觀察溶液的顏色，注意要同時(shí)設(shè)置

4、對(duì)照實(shí)驗(yàn)。(2)操作提示以血液為實(shí)驗(yàn)材料時(shí)，每100mL血液中需要加入3g檸檬酸鈉、防止血液凝固。加入洗滌劑后，動(dòng)作耍輕緩、柔和,否則容易產(chǎn)牛大量的泡沫、不利于后續(xù)步驟的操作。加入酒精和用玻璃棒攪拌時(shí)，動(dòng)作要輕緩，以免加劇DNA分子的斷裂.導(dǎo)致DNA分子不能形成絮狀沉淀。鑒定DNA用的染色劑二苯胺試劑要現(xiàn)配現(xiàn)用，否則會(huì)影響鑒定的效果。3 .判斷對(duì)錯(cuò)(1)用蒸儲(chǔ)水將NaCl溶液濃度調(diào)至0.14mol/L,濾去析出物。()(2)將絲狀物溶解在2mol/LNaCl溶液中，加入二苯胺試劑即呈藍(lán)色。()(3)用菜花替代雞血作為實(shí)驗(yàn)材料，其實(shí)驗(yàn)操作步驟相同。()(4)調(diào)節(jié)NaCl溶液濃度或加入木瓜蛋白酶，

5、可去除部分雜質(zhì)。()提示：(1)X用蒸儲(chǔ)水將NaCl溶液濃度調(diào)至0.14mol/L后，過(guò)濾并收集析出物。(2)X利用二苯胺試劑鑒定DNA時(shí)，需沸水浴加熱幾分鐘，才呈藍(lán)色。(3)X用菜花為實(shí)驗(yàn)材料，需加入洗滌劑和食鹽，并對(duì)材料進(jìn)行研磨。4 .在DNA粗提取與鑒定實(shí)驗(yàn)中，除去雜質(zhì)時(shí)將濾液放在6075c的恒溫水浴箱中保溫1015min的目的是()A.使DNA變性B.使蛋白質(zhì)變性C.使DNA和蛋白質(zhì)變性D,分解蛋白質(zhì)B大多數(shù)蛋白質(zhì)不能忍受6080C的高溫，而DNA在80C以上才會(huì)變性。在6075C的恒溫水浴箱中保溫1015min,目的是使蛋白質(zhì)變性，然后分離得到DNA。DNA粗提取的原理和鑒定方法合作

6、交流1 .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？提示：用物質(zhì)的量濃度高于或低于0.14mol/L的NaCl溶液可溶解DNA,用物質(zhì)的量濃度為0.14mol/L的NaCl溶液可析出DNA。2 .DNA和蛋白質(zhì)在酒精中的溶解性有何特點(diǎn)？根據(jù)該特點(diǎn)如何將DNA與蛋白質(zhì)進(jìn)一步分離？提示：DNA不溶于酒精溶液，某些蛋白質(zhì)能溶于酒精溶液。向溶解有DNA和蛋白質(zhì)的溶液中加入冷卻的酒精溶液，溶液中會(huì)出現(xiàn)白色絲狀物即DNA歸納總結(jié)1.DNA與蛋白質(zhì)在NaCl溶液中的溶解度項(xiàng)目溶解規(guī)律2mol/L的NaCl溶液0.14mol/L的NaCl溶液DNA溶解析出部分發(fā)蛋白生溶解質(zhì)鹽析沉淀總結(jié)DNA

7、和蛋白質(zhì)等其他成分在不同濃度的選擇適當(dāng)?shù)柠}溶液就能使DNA充分溶解NaCl溶液中溶解度不同；,而使雜質(zhì)沉淀，或者相反，以達(dá)到分離目的2.利用耐受性提取DNA項(xiàng)目DNA蛋白質(zhì)蛋白酶沒(méi)影響水解高溫80C以上才會(huì)變性6080C會(huì)變性洗滌劑沒(méi)影響瓦解細(xì)胞膜特別提醒：高溫和鹽溶液對(duì)DNA和蛋白質(zhì)的影響不同(1)鹽析過(guò)程中DNA的空間結(jié)構(gòu)不變，沒(méi)有變性，只是溶解度在不同鹽濃度下溶解度不同，因此改變鹽濃度，可重新使DNA溶解。(2)高溫使DNA和蛋白質(zhì)變性時(shí)破壞的鍵不同。DNA變性時(shí)，氫鍵被破壞；降溫時(shí)DNA能復(fù)性，是可逆過(guò)程。而蛋白質(zhì)變性時(shí)往往是二硫鍵被破壞，因此蛋白質(zhì)變性是不可逆的。典題通關(guān)下列關(guān)于“D

8、NA的粗提取與鑒定”實(shí)驗(yàn)的敘述中，正確的是()A.用雞血作為材料，原因是雞血紅細(xì)胞有細(xì)胞核，其他動(dòng)物紅細(xì)胞沒(méi)有細(xì)胞核B.用不同濃度的NaCl溶液進(jìn)行DNA粗提取，原因是DNA在其中溶解度不同C.用酒精進(jìn)行提純，原因是DNA溶于酒精，蛋白質(zhì)不溶于酒精D.用二苯胺試劑進(jìn)行鑒定，原因是DNA溶液中加入二苯胺試劑即呈藍(lán)色B只有哺乳動(dòng)物的成熟紅細(xì)胞沒(méi)有細(xì)胞核,A選項(xiàng)錯(cuò)誤；DNA不溶于酒精，蛋白質(zhì)溶于酒精，所以可用冷卻的酒精來(lái)對(duì)DNA進(jìn)行提純，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；DNA溶液中加入二苯胺試劑后要在沸水浴的情況下才能出現(xiàn)藍(lán)色，D選項(xiàng)錯(cuò)誤。(1)哺乳動(dòng)物的成熟紅細(xì)胞為什么適合用于制備細(xì)胞膜？將NaCl溶液控制在0.14

9、mol/L、將濾液溶解于冷卻的酒精中，以上兩種處理方法的目的是什么？提示：(1)因?yàn)椴溉閯?dòng)物的成熟紅細(xì)胞中無(wú)細(xì)胞核和其他細(xì)胞器，只有細(xì)胞膜一種生物膜，所以適合用于制備細(xì)胞膜。(2)析出DNA。1.在混合物中提取DNA分子的基本思路是（）A.根據(jù)各種大分子的理化性質(zhì)的差異B.根據(jù)各種大分子的理化性質(zhì)的共性C.根據(jù)各種大分子在細(xì)胞內(nèi)的功能D.根據(jù)各種大分子的結(jié)構(gòu)和在細(xì)胞內(nèi)的位置A提取DNA分子是將DNA與其他物質(zhì)分開(kāi),因此利用的是大分子的理化性質(zhì)的差異。2.在“DNA的粗提取與鑒定”實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)原理是利用DNA在不同濃度的NaCl溶液中的溶解度不同來(lái)提取的，DNA的溶解度與圖示曲線的對(duì)應(yīng)點(diǎn)相符合的

10、是（）A. a點(diǎn)濃度最適合析出DNAB. b點(diǎn)濃度最適合析出DNAC. c點(diǎn)濃度最適合析出DNAD. d點(diǎn)濃度最適合析出DNAB用高濃度的NaCl溶液溶解DNA,能除去在高鹽溶液中不能溶解的雜質(zhì)，用低濃度的NaCl溶液使DNA析出，能除去溶解在低鹽溶液中的雜質(zhì)，因此，反復(fù)溶解、析出DNA,能除去與DNA溶解度不同的雜質(zhì)。從題圖可以看出，DNA在濃度為0.14mol/L的NaCl溶液中的溶解度最小，因此最適合析出DNA。DNA粗提取和鑒定的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)合作交流1 .可否選用哺乳動(dòng)物成熟紅細(xì)胞作實(shí)驗(yàn)材料，為什么？提示：不可以，因?yàn)椴溉閯?dòng)物成熟紅細(xì)胞無(wú)細(xì)胞核。2 .提取DNA時(shí)，要加入洗滌劑和食鹽并充分

11、研磨，作用分別是什么？提示：洗滌劑是一些離子去污劑，能溶解細(xì)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。研磨不充分會(huì)使細(xì)胞核內(nèi)的DNA釋放不完全，提取的DNA量少，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。3 .為什么反復(fù)地溶解與析出DNA?提示：用高鹽濃度的NaCl溶液溶解DNA,能除去在高鹽中不能溶解的雜質(zhì)；用低鹽濃度的NaCl溶液使DNA析出，能除去溶解在低鹽溶液中的雜質(zhì)因此，通過(guò)反復(fù)溶解與析出DNA,就能夠除去與DNA溶解度不同的多種雜質(zhì)歸納總結(jié)1.DNA的粗提取與鑒定的實(shí)驗(yàn)過(guò)程步驟操作方法原理防止血液一、制凝固，使備雞血血細(xì)胞與細(xì)胞液血漿分離取0.3g/mL的檸檬酸鈉溶液10mL,與

12、100mL新鮮的雞血泡勻,然后靜天或離心機(jī)離心約23min,除去上清液二、提使細(xì)胞過(guò)取細(xì)胞度吸水而核物質(zhì)破裂取20mL蒸儲(chǔ)水與510mL的雞血細(xì)胞液混合并充分?jǐn)嚢?，然后?4層紗布過(guò)濾，取濾液于燒杯中DNA在三、溶高濃度解NaCl溶DNA液中溶解取2mol/L的NaCl溶液40mL與上述濾液混合后，用玻璃棒沿一個(gè)方向攪拌1min,然后過(guò)濾度較大在足泡圍內(nèi)四、析DNA的出溶解度隨DNANaCl溶并過(guò)濾液濃度的沿?zé)瓋?nèi)壁慢慢加入蒸儲(chǔ)水并輕輕攪拌，至白降低而降色絲狀黏稠物/、再增加時(shí)停止加水，然后用多低層紗布過(guò)濾DNA在五、DNA的再溶高濃度NaCl溶解用銀子夾取紗布上的黏稠物放入20mL濃度為2m

13、ol/L的NaCl溶液中，攪拌至完全溶解，然后用兩層紗布過(guò)濾，取其濾液放入小燒杯中液中溶解度較大六、提DNA不取較純?nèi)苡诰苾舻木?，出現(xiàn)DNA取體積分?jǐn)?shù)為95%的冷卻酒精溶液50mL,與濾液混合攪拌，待出現(xiàn)絲狀物時(shí)用玻璃棒將其卷起沉淀七、DNA的鑒定取兩支20mL的試管，各加入物質(zhì)的量濃度為2mol/L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，混合均勻后，將試管置于沸水中加熱5min,等試管冷卻后，觀察并且比較兩支試管中溶液顏色的變化DNA遇二苯胺(沸水浴)會(huì)被染成藍(lán)色2.實(shí)驗(yàn)操作分析(1)實(shí)驗(yàn)中有2次加入蒸儲(chǔ)水，第

14、一次加入的目的是使雞血細(xì)胞吸水漲破第二次加入的目的是稀釋NaCl溶液至0.14mol/L,從而析出DNA。(2)實(shí)驗(yàn)中有3次加入NaCl,作用均為溶解DNA。實(shí)驗(yàn)中有4次過(guò)濾:第一次過(guò)濾第二次過(guò)濾第三次過(guò)濾第四次過(guò)濾濾液中含DNA的核物質(zhì)DNA溶于0.14mol/LNaCl溶液的雜質(zhì)DNA紗布上細(xì)胞膜、核膜等殘片不溶于2mol/LNaCl溶液的雜質(zhì)DNA不溶于2mol/LNaCl溶液的雜質(zhì)過(guò)施前加入的物質(zhì)蒸儲(chǔ)水NaCl溶液蒸儲(chǔ)水NaCl溶液過(guò)濾目的去除細(xì)胞膜、核膜等雜質(zhì)去除不溶于2mol/LNaCl溶液的雜質(zhì)去除溶于0.14mol/LNaCl溶液的雜質(zhì)去除不溶于2mol/LNaCl溶液的雜質(zhì)特

15、別提醒：DNA的粗提取與鑒定中的注意事項(xiàng)(1)過(guò)濾含DNA的黏稠物時(shí)不能用濾紙代替紗布，否則會(huì)因DNA被吸附到濾紙上，而導(dǎo)致DNA大量損失。(2)用玻璃棒攪拌時(shí)，動(dòng)作要緩慢且沿同一方向進(jìn)行，目的是防止DNA被破壞。(3)盛放雞血細(xì)胞液的容器最好是塑料器具，因?yàn)镈NA易被玻璃制品吸附，影響最終的DNA提取量。最后提取DNA用于鑒定時(shí)，可用玻璃棒將DNA卷出。(4)二苯胺試劑要現(xiàn)配現(xiàn)用，否則二苯胺會(huì)變成淺藍(lán)色，影響鑒定效果。(5)鑒定DNA還可使用甲基綠染液，甲基綠染液可將DNA染成綠色。典題通關(guān)如圖所示為DNA的粗提取與鑒定實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)步驟，請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題(1)請(qǐng)寫(xiě)出的實(shí)驗(yàn)步驟名稱(chēng)(2)A、B

16、兩支試管中，試管中含有DNA,試管起對(duì)照作用。解析在解答本題時(shí)，一定要先將圖中的每一步操作都看清楚，然后根據(jù)圖中的有關(guān)文字提示判斷每一步實(shí)驗(yàn)操作的名稱(chēng)。答案(1)提取細(xì)胞核物質(zhì)析出DNA的黏稠物用冷卻的酒精析出DNADNA的鑒定(2)BA(1)步驟是如何操作的？為什么能將DNA析出？(2)步驟的實(shí)驗(yàn)原理是什么？提示：(1)在濾液中加入2mol/L的NaCl溶液，然后再加入蒸儲(chǔ)水，直到黏稠物不再增加為止。能將DNA析出的原因是，DNA在NaCl溶液中的溶解度隨著NaCl溶液濃度的改變而改變，在0.14mol/L時(shí)溶解度最低。(2)步驟是根據(jù)DNA和某些蛋白質(zhì)在酒精中的溶解度不同而進(jìn)行操作的，DN

17、A不溶于酒精，但某些蛋白質(zhì)能溶于酒精，據(jù)此可以溶解一些雜質(zhì)，析出含雜質(zhì)較少的DNA。1.與析出DNA黏稠物有關(guān)的敘述，不正確的是()A.操作時(shí)緩緩滴加蒸儲(chǔ)水，降低DNA的溶解度B.在操作時(shí)，用玻璃棒輕緩攪拌，以保證DNA分子的完整性C.加蒸儲(chǔ)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)絲狀黏稠物不再增加時(shí)，止匕時(shí)NaCl溶液的濃度相當(dāng)于0.14mol/LC向含有DNA的溶液中加入蒸儲(chǔ)水后，NaCl溶液的濃度會(huì)變小，當(dāng)NaCl溶液的濃度為0.14mol/L時(shí)，DNA的溶解度最小而析出。2.在DNA的粗提取實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，對(duì)DNA提取量影響較小的是（）A,使雞血細(xì)胞在蒸儲(chǔ)水中充分破裂，釋放出

18、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黏稠物時(shí)，要緩緩加入蒸儲(chǔ)水，直至黏稠物不再增多D.要用冷酒精沉淀DNA,甚至可將混合液再放入冰箱中冷卻BA項(xiàng)的做法是為了充分釋放出核中的DNA分子，使進(jìn)入濾液中的DNA盡量的多；C項(xiàng)是讓DNA充分沉淀，保證DNA沉淀析出的量；D項(xiàng)的道理同C項(xiàng)；而B(niǎo)項(xiàng)的操作并不能使DNA增多或減少。課堂小結(jié)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建核心語(yǔ)句歸納1 .DNA在0.14mol/LNaCl溶液中溶解度最低。2 .DNA不溶于酒精，但是細(xì)胞中的某些蛋白質(zhì)溶于酒精，可利用酒精將DNA和蛋白質(zhì)分開(kāi)。3 .DNA對(duì)蛋白酶、高溫和洗滌劑有耐受性。4在加熱條件下，DNA遇二苯

19、胺會(huì)被染成藍(lán)色。5 .哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞不含細(xì)胞核，不能作為提取DNA的實(shí)驗(yàn)材料。若選取肝臟細(xì)胞或植物細(xì)胞，則必須充分研磨。6 .實(shí)驗(yàn)中加入檸檬酸鈉的作用：作為抗凝劑，防止血液凝固。1 .在“DNA的粗提取與鑒定”實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，有兩次DNA沉淀析出，其依據(jù)的原理是（）DNA在物質(zhì)的量濃度為0.14mol/L的NaCl溶液中溶解度最低DNA在冷卻的體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精中能沉淀析出A.兩次都是B.兩次都是C.第一次是，第二次是D.第一次是，第二次是C本題考查DNA粗提取的原理，DNA的第一次析出是利用DNA的溶解度在0.14mol/LNaCl溶液中最小而析出沉淀的。第二次析出是利用DNA不溶于冷

20、卻的體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精，而蛋白質(zhì)等雜質(zhì)可溶解于冷卻的體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精這一原理，達(dá)到對(duì)第一次析出的DNA進(jìn)一步分離提純的目的2 .向溶有DNA的2mol/L的氯化鈉溶液中不斷加入蒸儲(chǔ)水，在這個(gè)過(guò)程中DNA和雜質(zhì)蛋白等溶解度變化情況分別是（）A.減小，減小B.增大，增大C.先減小后增大，增大D,減小，增大C加入蒸儲(chǔ)水后，DNA溶解度隨著氯化鈉溶液的濃度降低而減小，至0.14mol/L時(shí)達(dá)到最小，繼續(xù)加入蒸儲(chǔ)水，DNA溶解度增大。蛋白質(zhì)等雜質(zhì)的溶解度隨著氯化鈉溶液的濃度降低而增大。3 .將粗提取的DNA絲狀物分別加入0.14mol/LNaCl溶液、2mol/LNaCl溶液、體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精溶液中，然后用放有紗布