DNA粗提取与鉴定导学案5页

1、高二理 制作老师：杨景【课题5】： 课题1 DNA的粗提取与鉴定【知识回顾】一、实验原理1、提取DNA的方法提取生物大分子的基本思路是 。对于DNA的粗提取而言，就是要利用 、 等在物理和化学性质方面的差异，提取DNA，去除其他成分。1） DNA的溶解性 思考题1：DNA在氯化钠溶液中的溶解度有什么特点？对此有什么应用？ 2）DNA对酶、高温和洗涤剂的耐受性 蛋白酶能水解 ，但是对 没有影响。大多数蛋白质不能忍受6080oC的高温，而DNA在 以上才会变性。洗涤剂能够瓦解 ，但对DNA没有影响。3）DNA的鉴定 思考题2：依据什么原理来鉴定DNA？ 在 条件下，DNA遇 会被染成 色，因此二苯

2、胺可以作为鉴定DNA的试剂。二、实验设计1、实验材料的选取 凡是含有 的生物材料都可以考虑，但是使用 的生物组织，成功的可能性更大。2、 破碎细胞，获取含DNA的滤液 1） 制备和提取细胞核物质：动物细胞的破碎比较容易，以鸡血细胞为例。在鸡血细胞液中加入一定量的 ，同时用 搅拌，得到鸡血细胞液。过滤后收集研磨液；如果实验材料是植物细胞，需要先用 溶解细胞膜。例如，提取洋葱的DNA时，在切碎的洋葱中加入一定的 和 ，进行充分的搅拌和研磨。过滤后收集研磨液。2）溶解细胞核的DNA：向收集的滤液中加入 的溶液，搅拌使DNA呈溶解状态。3、去除滤液中的杂质 方案一的原理是DNA在不同浓度NaCl溶液中

3、溶解度不同；方案二的原理是蛋白酶分解蛋白质，不分解DNA；方案三的原理是蛋白质和DNA的变性温度不同。4、DNA的析出与鉴定 将处理后的溶液过滤，加入与滤液体积 、冷却的 ，静置 ，溶液中会出现 ，这就是粗提取的DNA。用玻璃棒 搅拌，卷起丝状物，并用滤纸吸取上面的水分。取两支20ml的试管，各加入物质的量浓度为 的NaCl溶液5ml，将丝状物放入其中一支试管中，用玻璃棒搅拌，使丝状物溶解。然后，向两支试管中各加入4ml的 。混合均匀后，将试管置于 中加热5min，待试管冷却后，比较两支试管溶液颜色的变化，看看溶解有DNA的溶液是否变 。三、实验案例：以鸡血细胞DNA的提取和鉴定为例：1制备鸡

4、血细胞液：在鸡血中加入质量浓度为01g/mL的柠檬酸钠溶液，离心处理；加入柠檬酸钠的目的： 2提取鸡血细胞的细胞核物质：向鸡血细胞液中加入蒸馏水，搅拌、过滤；思考1：加入蒸馏水的目的是什么？为什么能达到此目的？ 3溶解细胞核内的DNA：加入2mol/L的氯化钠溶液，搅拌，使DNA呈溶解状态；4析出含DNA的黏稠物：加入蒸馏水，用玻璃棒搅拌；思考题2：此时加入蒸馏水的目的是什么？ 5滤取含DNA的黏稠物：过滤；思考题3：这次过滤与上次过滤的目的一样吗？为什么？ 6将DNA的黏稠物再溶解：加入2mol/L的氯化钠溶液，搅拌，使DNA呈溶解状态；7过滤含有DNA的氯化钠溶液：思考题4：这一步骤过滤的

5、目的是什么？ 思考题5：为什么反复地溶解与析出DNA，能够去除杂质？ 8提取含杂质较少的DNA：加入冷却的95%的酒精，搅拌；思考题6：这一步骤的目的是什么？ 9DNA的鉴定：取两支试管，各加入0015mol/L的氯化钠溶液5mL，一支加入提取的DNA，两支各加入4mL的二苯胺试剂。混合均匀后置于沸水中加热。四、操作提示1、以血液为实验材料时，每100ml血液中需要加入3g ，防止 。2、加入洗涤剂后，动作要 、 ，否则容易产生大量的泡沫，不利于后续步骤地操作。加入酒精和用玻璃棒搅拌时，动作要 ，以免 ，导致DNA分子不能形成絮状沉淀。3、二苯胺试剂要 ，否则会影响鉴定的效果。4DNA的溶解度

6、与NaCl溶液浓度的关系：当NaCl溶液浓度低于0.14mol/L时，随浓度的升高，DNA的溶解度降低；当NaCl溶液浓度高于0.14mol/L时，随浓度升高，DNA的溶解度升高。5盛放鸡血细胞液的容器，最好是塑料容器。鸡血细胞破碎以后释放出的DNA，容易被玻璃容器吸附，由于细胞内DNA的含量本来就比较少，再被玻璃容器吸附去一部分，提取到的DNA就会更少。因此，实验过程中最好使用塑料的烧杯和试管，这样可以减少提取过程的DNA的损失。典例解析本实验中有三次过滤：过滤用蒸馏水稀释过的鸡血细胞液过滤含粘稠物的0.14mol/LNaCl溶液过滤溶解有DNA的2mol/LNaCl溶液 以上三次过滤分别为

7、了获得（ ）A含核物质的滤液、纱布上的粘稠物、含DNA的滤液B含核物质的滤液、滤液中DNA粘稠物、含DNA的滤液C含核物质的滤液、滤液中DNA粘稠物、纱布上的DNAD含较纯的DNA滤液、纱布上的粘稠物、含DNA的滤液答案：A解析:用蒸馏水稀释鸡血细胞液，使血细胞的细胞膜、核膜破裂，释放出核物质，此时过滤只能得到含DNA和其他物质如蛋白质的滤液，这种滤液必须经过实验中其他步骤得相继处理，方能得到较纯的DNA。DNA在0.13mol/LNaCl溶液中溶解度最低，成丝状粘稠物，可经过滤留在纱布上。 【习题巩固】一、选择题（10个）1.在研究DNA的基因样本前，采集来的血样需要蛋白水解酶处理，然后用有

8、机溶剂除去蛋白质。用蛋白水解酶处理血样的目的是（ ）A.除去血浆中的蛋白质 B.除去染色体上的蛋白质 C.除去血细胞表面的蛋白质D.除去血细胞中的所有的蛋白质，使DNA释放，便于进一步提纯2与析出DNA粘稠物有关的叙述，不正确的是（ ）A.操作时缓缓滴加蒸馏水，降低DNA的溶解度 B.在操作A时，用玻璃棒轻缓搅拌，以保证DNA分子完整 C.加蒸馏水可同时降低DNA和蛋白质的溶解度，两者均可析出D.当丝状粘稠物不再增加时，此时NaCl的浓度相当于0.14mol/L3洗涤剂能够瓦解（ ），但对DNA没有影响。A.细胞壁 B.细胞膜 C.细胞核 D.细胞质4在沸水浴的条件下，DNA遇（ ）会被染成蓝

9、色。A.斐林试剂 B.苏丹染液 C.双缩脲试剂 D.二苯胺5在DNA提取过程中，最好使用塑料试管和烧杯，目的是（ ）A.不易破碎 B.减少提取过程中DNA的损失 C.增加DNA的含量 D.容易洗刷6下列操作中，对DNA的提取量影响最小的是（ ）A.使鸡血细胞在蒸馏水中充分破裂，放出DNA等核物质B.搅拌时，要使用玻璃棒沿一个方向轻缓搅拌C.在“析出DNA粘稠物”时，要缓缓加蒸馏水，直至溶液中粘稠物不再增加D.在用酒精沉淀DNA时，要使用冷酒精，甚至再将混合液放入冰箱中冷却E在DNA的溶解和再溶解时，要充分搅拌7DNA的粗提取中，将与滤液体积相等的、冷却的（ ），静置23min，溶液中会出现白色

10、丝状物。A.09%的NaCl B.0.14mol/L的NaCl溶液 C.质量分数15%的HCl D.体积分数为95%的酒精溶液8.以血液为实验材料时，需要向血液中加入（ ），防止血液凝固。A.醋酸钠 B.龙胆紫 C.柠檬酸钠 D.醋酸洋红9.在向溶解DNA的NaCl溶液中，不断加入蒸馏水的目的是（ ）A.加快溶解DNA的速度 B.加快溶解杂质的速度 C.减少DNA的溶解度，加快DNA析出 D.减小杂质的溶解度，加快杂质的析出10.去除滤液中的杂质时，直接在滤液中加入嫩肉粉，利用嫩肉粉中的（ ）分解蛋白质。A.胃蛋白酶 B.胰蛋白酶 C.木瓜蛋白酶 D.肠肽酶二、非选择题（3个）1提取鸡血中DN

11、A时，要除去血液中的上清液，这是因为什么？2填写本实验完成下列实验操作时所用试剂。提取鸡血细胞中核物质 溶解核内DNA： 析出2mol/LNaCl溶液中的DNA DNA粘稠物的再溶解 提取杂质较少的DNA白色乳状丝状物 DNA的鉴定 3.关于DNA粗提取的实验材料的选择，也经过了多次实验效果的比较，最终选择鸡血做实验材料的原因是什么？请回答下列问题：鸡血细胞中红细胞 ，家鸡属于鸟类，新陈代谢旺盛，因而血液中 细胞数目较多，可以提供丰富的 。生活在牧区的人们，采集牛、羊和马血比较方便，若他们按实验要求完成实验步骤后，结果是 ，这是因为这些动物和人一样，成熟的红细胞中 ，但若改用动物肝脏做实验材料

12、，实验能顺利进行。这是因为 。若选用动物肝脏做实验材料，在提取之前，最好增加 程序，使组织细胞更易分离。【疑难点拨】1为什么加入蒸馏水能使鸡血细胞破裂？答：蒸馏水对于鸡血细胞来说是一种低渗液体，水分可以大量进入血细胞内，使血细胞胀裂，再加上搅拌的机械作用，就加速了鸡血细胞的破裂(细胞膜和核膜的破裂)，从而释放出DNA。2加入洗涤剂和食盐的作用分别是什么？答：洗涤剂是一些离子去污剂，能溶解细胞膜，有利于DNA的释放；食盐的主要成分是NaCl，有利于DNA的溶解。3如果研磨不充分，会对实验结果产生怎样的影响？答：研磨不充分会使细胞核内的DNA释放不完全，提取的DNA量变少，影响实验结果，导致看不到

13、丝状沉淀物、用二苯胺鉴定不显示蓝色等。4此步骤获得的滤液中可能含有哪些细胞成分？答：可能含有核蛋白、多糖和RNA等杂质。5为什么反复地溶解与析出DNA，能够去除杂质？答：用高盐浓度的溶液溶解DNA，能除去在高盐中不能溶解的杂质；用低盐浓度使DNA析出，能除去溶解在低盐溶液中的杂质。因此，通过反复溶解与析出DNA，就能够除去与DNA溶解度不同的多种杂质。6方案二与方案三的原理有什么不同？答：方案二是利用蛋白酶分解杂质蛋白，从而使提取的DNA与蛋白质分开；方案三利用的是DNA和蛋白质对高温耐受性的不同，从而使蛋白质变性，与DNA分离。7. DNA的溶解度与NaCl溶液浓度的关系：当NaCl溶液浓度

14、低于0.14mol/L时，随浓度的升高，DNA的溶解度降低；当NaCl溶液浓度高于0.14mol/L时，随浓度升高，DNA的溶解度升高。思考题5、加速了鸡血细胞的破裂(细胞膜和核膜的破裂)，从而释放出DNA；蒸馏水对于鸡血细胞来说是一种低渗液体，水分可以大量进入血细胞内，使血细胞胀裂。思考题6、使氯化钠溶液浓度接近014mol/L，使DNA最大限度地析出。思考题7、不一样；这次过滤是为了去除不溶于氯化钠溶液的杂质，而上次过滤是为了去除破裂的细胞膜等物质。思考题8、除去含有DNA滤液中的杂质；思考题9、用高盐浓度的溶液溶解DNA，能除去在高盐中不能溶解的杂质；用低盐浓度使DNA析出，能除去溶解在低盐溶液中的杂质。因此，通过反复溶解与析出DNA，就能够除去与DNA溶解度不同的多种杂质。思考题10、去除溶于酒精的杂质；思考题11、可抑制核酸水解酶的活性，防止降解DNA；降低分子的运动，易于形成沉淀析出；低温有利于增加DNA分子柔韧性