專題5課題1dna粗提取與鑒定

專題5

DNA和蛋白質(zhì)技術課題1

DNA的粗提取與鑒定一、提取DNA的方法和原理1.思路與方法:(1)思路:選用一定的___________方法分離具有不同________________的生物大分子。(2)方法:利用DNA與__________________等在物理和化學性質(zhì)方面的差異,提取DNA,去除其他成分。物理或化學物理或化學性質(zhì)RNA、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)2.原理:(1)分離原理:DNA和蛋白質(zhì)等其他成分在不同濃度的_____溶液中溶解度不同,利用這一特點,選擇適當?shù)腳______就能使____充分溶解,而使_____沉淀,或者相反,以達到分離的目的。NaCl鹽濃度DNA雜質(zhì)(2)提純原理:①DNA不溶于_____溶液,但是細胞中的某些蛋白質(zhì)則可溶于其中。②_______能水解蛋白質(zhì),但對DNA沒有影響。③大多數(shù)蛋白質(zhì)不能忍受60℃～80℃的高溫而發(fā)生變性,而DNA在_____以上才會變性。④_______能夠瓦解細胞膜,但對DNA沒有影響。酒精蛋白酶80℃洗滌劑(3)鑒定:DNA+_______藍色二苯胺沸水浴_______二、DNA粗提取與DNA鑒定的實驗設計1.提取材料的選取及原則:(1)選用________相對較高的生物組織。(2)細胞較容易破碎,其中的____容易提取。DNA含量DNA2.破碎細胞,獲取含DNA的濾液:(1)動物細胞的破碎:①選材及方法:選用動物細胞作為實驗材料時,由于其無_______,因此可直接采用吸水漲破的方法。②過程:以雞血為例在雞血細胞液中加入一定量的_______,同時用_______攪拌,細胞會吸水漲破,然后用_____過濾,過濾后收集濾液即可。細胞壁蒸餾水玻璃棒紗布(2)植物細胞的破碎:①方法:需要先用_______溶解細胞膜。②過程:以提取洋蔥的DNA為例在切碎的洋蔥中加入一定的_____________,進行充分地攪拌和_____,過濾后收集研磨液。洗滌劑洗滌劑和食鹽研磨3.去除濾液中的雜質(zhì):方案一:利用DNA在不同濃度的NaCl溶液中_____________,通過控制NaCl溶液的濃度去除雜質(zhì)。方案二:直接在濾液中加入_______,反應10min～15min,嫩肉粉中的___________能夠分解蛋白質(zhì)。方案三:將濾液放在___________的恒溫水浴箱中保溫10min～15min,注意嚴格控制溫度范圍。溶解度的不同嫩肉粉木瓜蛋白酶60℃～75℃4.DNA的析出:利用DNA不溶于_______________這一原理,可從DNA溶液中析出比較純凈的DNA,此時DNA的狀態(tài)為___________。5.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__________________中,再加入4mL的_______試劑,沸水浴加熱5min,冷卻后觀察溶液的顏色,同時設計不含DNA的NaCl溶液作為對照。冷卻的酒精溶液白色絲狀物2mol/L的NaCl溶液二苯胺三、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(chǎn)生大量的_____,不利于后續(xù)步驟的操作。加入酒精和用玻璃棒攪拌時,動作要輕緩,以免__________________,導致DNA分子不能形成_________。3.鑒定DNA用的染色劑_______試劑要現(xiàn)配現(xiàn)用,否則會影響鑒定的效果。檸檬酸鈉血液凝固輕緩、柔和泡沫加劇DNA分子的斷裂絮狀沉淀二苯胺【思考辨析】1.判斷正誤(1)用玻璃棒攪拌時,攪拌方向應順時針和逆時針交替,這樣攪拌更充分。(

)【分析】攪拌時,應緩慢沿一個方向攪拌,防止DNA斷裂,以便獲得較完整的DNA。(2)染色劑二苯胺可用甲基綠染色劑代替。(

)【分析】甲基綠染色劑用來染色后觀察DNA的分布,不能用來進行DNA的鑒定?！痢?3)利用熱變性的原理分離DNA和蛋白質(zhì)后,可通過過濾將DNA和蛋白質(zhì)分開。()(4)可將鑒定試劑二苯胺先配制好,低溫下保存,方便以后利用。(

)【分析】二苯胺試劑易變性而失去作用,因此要現(xiàn)配現(xiàn)用?！獭?.問題思考(1)為什么不能用豬的紅細胞作為材料來提取DNA?提示：哺乳動物成熟的紅細胞中無細胞核,因此細胞中無DNA分子。(2)如果用植物細胞作為實驗材料,操作過程和動物細胞有何區(qū)別?提示：因為植物細胞具有細胞壁,不能吸水漲破,因此必須先通過切碎和研磨來破壞細胞壁。一、DNA粗提取的原理溶解規(guī)律2mol/LNaCl溶液0.14mol/LNaCl溶液DNA溶解析出蛋白質(zhì)NaCl溶液濃度從2mol/L降低的過程中,蛋白質(zhì)溶解度逐漸增大部分發(fā)生鹽析沉淀溶解溶解規(guī)律2mol/LNaCl溶液0.14mol/LNaCl溶液總結①DNA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。在NaCl溶液濃度低于0.14mol/L時,DNA的溶解度隨NaCl溶液濃度的增加而逐漸降低,在0.14mol/L時,DNA溶解度最小;當NaCl溶液濃度繼續(xù)增加時,DNA的溶解度又逐漸增大②選擇適當?shù)柠}濃度就能使DNA充分溶解,而使雜質(zhì)沉淀,或者相反,以達到分離目的【易錯提醒】(1)鹽析過程DNA的空間結構不變,沒有變性,只是溶解度在不同鹽濃度下降低,因此改變鹽濃度,可重新使DNA溶解。(2)高溫使DNA和蛋白質(zhì)變性時破壞的鍵不同。DNA變性時,氫鍵被破壞,降溫時DNA能復性,是可逆過程。而蛋白質(zhì)變性時往往破壞二硫鍵,因此蛋白質(zhì)變性是不可逆的?！镜淅柧?】如圖為DNA的粗提取與鑒定的實驗。(1)本實驗材料選用雞血細胞液,而不是雞全血,主要原因是雞血細胞液中

含量較高。(2)圖A所示加入蒸餾水的目的是_______________________。(3)通過圖B所示步驟取得濾液后,再向濾液中加入2mol/LNaCl溶液的目的是___________________________________。(4)圖C所示加入蒸餾水的目的是_______________________。(5)鑒定實驗所得絲狀物的主要成分是DNA,可用

試劑進行檢驗,在沸水浴條件下,可以看到顏色反應為_____________________________________________________________。【解題關鍵】解答本題的關鍵應明確以下三點:(1)提取DNA常以雞血作為實驗材料;(2)明確提取DNA的方法;(3)DNA鑒定的原理為：DNA+二苯胺藍色?！窘馕觥勘绢}考查了DNA的粗提取與鑒定的實驗原理。(1)雞血細胞核DNA含量豐富,材料易得;雞全血包括血漿,而雞血細胞液為雞全血除去血漿剩下的部分,其中DNA含量更高,更易提取。(2)如圖A所示,雞血細胞液中加入蒸餾水,細胞吸水漲破而釋放出核物質(zhì)DNA。(3)如圖B所示,向濾液中加入2mol/LNaCl溶液后,DNA溶解而蛋白質(zhì)析出。(4)如圖C所示,含DNA的濃鹽水加入蒸餾水,使NaCl溶液濃度降低,從而使DNA溶解度降低而析出DNA。(5)在沸水浴條件下,DNA與二苯胺反應呈藍色。答案:(1)DNA(2)使血細胞吸水漲破,釋放出核物質(zhì)DNA(3)使DNA溶解于NaCl溶液中(4)使DNA的溶解度下降而析出DNA(5)二苯胺藍色【互動探究】經(jīng)過圖C操作,是否就會得到白色絲狀物?提示：不會,需再用物質(zhì)的量濃度為2mol/L的NaCl溶液溶解DNA,并向DNA濾液中加入冷卻的酒精溶液,靜置2min～3min后,才會得到白色絲狀物。二、DNA的粗提取和鑒定的實驗過程1.方法步驟:2.實驗過程中的各操作的目的:(1)實驗中兩次加入蒸餾水的目的不同:①第一次在第一步中,目的是使雞血細胞吸水漲破,加水后必須充分攪拌,不應少于5min,使雞血細胞充分吸水漲破。②第二次在第三步中,目的是為了稀釋NaCl溶液,使DNA逐漸析出。(2)實驗中三次加NaCl溶液的目的:①在第二步中,加入NaCl溶液后必須充分攪拌,加速染色質(zhì)中DNA與蛋白質(zhì)分離,使DNA充分游離并溶解在NaCl溶液中。②在第五步中,加入NaCl溶液的目的是使DNA溶解。③在第八步(即DNA鑒定環(huán)節(jié))中加NaCl溶液的目的是溶解DNA。(3)實驗中六次攪拌的目的:目的第一次攪拌加蒸餾水的雞血細胞液,加速細胞破裂第二次攪拌含DNA的高濃度鹽溶液,加速DNA的溶解第三次攪拌加蒸餾水的NaCl溶液,均勻稀釋以析出更多DNA第四次攪拌含DNA的高濃度鹽溶液,加速DNA的溶解第五次攪拌含DNA的酒精溶液,提取含雜質(zhì)較少的DNA第六次攪拌含DNA白色絲狀物的鹽溶液,加速DNA的溶解【易錯提醒】(1)若選取肝臟細胞或植物細胞,不能直接用蒸餾水和甲苯處理,由于肝組織含較多蛋白質(zhì)纖維,植物組織有胞間連絲和細胞壁,應先充分研磨。(2)過濾含DNA的黏稠物時不能用濾紙代替紗布,否則會因DNA被吸附到濾紙上,而導致DNA大量損失?！镜淅柧?】(2013·江蘇高考)某同學用洋蔥進行DNA粗提取和鑒定實驗,操作錯誤的是(

)A.加入洗滌劑后用力進行快速、充分的研磨B.用蛋白酶純化過濾后的研磨液中的DNAC.加入酒精后用玻璃棒輕緩攪拌D.加二苯胺試劑搖勻后沸水浴加熱【解題關鍵】解答本題，需要注意以下兩點：(1)明確洗滌劑的作用是使細胞破碎。(2)明確鑒定DNA和鑒定染色體(質(zhì))的染色劑不同，鑒定DNA用二苯胺試劑，鑒定染色體(質(zhì))用龍膽紫溶液或醋酸洋紅液?！窘馕觥窟xA。本題考查DNA的粗提取和鑒定實驗。A項中，應該是加入洗滌劑和食鹽后進行輕緩、充分的攪拌和研磨，故錯誤。B項中，加入蛋白酶，消除濾液中的蛋白質(zhì)，用于純化DNA，故正確。C項中，DNA不溶于酒精溶液，加入酒精后用玻璃棒輕緩攪拌獲取的絲狀物就是DNA，故