选修1-5-1DNA的粗提取与鉴定

1、DNA的粗提取与鉴定的粗提取与鉴定一、课题重点与难点一、课题重点与难点 课题重点：课题重点：DNADNA的粗提取和鉴定原理方法。的粗提取和鉴定原理方法。二、基础知识分析二、基础知识分析 （一）（一）DNADNA的提取原理的提取原理1 1、DNADNA的溶解性的溶解性DNADNA和蛋白质等其他成分在不同浓和蛋白质等其他成分在不同浓度的度的NaClNaCl溶液中溶解度不同溶液中溶解度不同 问题思考与讨论：问题思考与讨论：根据根据DNADNA在在NaClNaCl溶液中的溶解度曲溶液中的溶解度曲线图，思考在什么浓度下，线图，思考在什么浓度下， DNADNA的溶解度的溶解度最小？最小？ DNADNA在在

2、NaClNaCl溶液中的溶解度是如何溶液中的溶解度是如何变化的？变化的？当氯化钠的物质的量浓度为当氯化钠的物质的量浓度为 2 mol2 molL L时，时，DNADNA的溶解度最大，浓度为的溶解度最大，浓度为 0 014 mol14 molL L时，时，DNADNA的溶解度最低。的溶解度最低。利用这一原理，可以使利用这一原理，可以使DNADNA在盐溶液中在盐溶液中溶解或析出溶解或析出如何通过控制如何通过控制NaClNaCl溶液的浓度使溶液的浓度使DNADNA在盐溶液中溶解或析出？在盐溶液中溶解或析出？DNADNA不溶于酒精溶液，但是细胞中的不溶于酒精溶液，但是细胞中的某些蛋白质则可以溶于酒精。

3、利用这一原某些蛋白质则可以溶于酒精。利用这一原理，可以将理，可以将DNADNA与蛋白质进一步分离与蛋白质进一步分离2 2、DNADNA在酒精溶液中的溶解性在酒精溶液中的溶解性3 3、DNADNA对酶、高温和洗涤剂的耐受性对酶、高温和洗涤剂的耐受性蛋白酶能水解蛋白质，但是对蛋白酶能水解蛋白质，但是对DNADNA没有影响没有影响大多数蛋白质不能忍受大多数蛋白质不能忍受60608080C C的高的高温，而温，而DNADNA在在8080C C以上才会变性以上才会变性洗涤剂可以溶解细胞的细胞膜，去除脂洗涤剂可以溶解细胞的细胞膜，去除脂质和蛋白质质和蛋白质, ,但对但对DNADNA没有影响没有影响（二）、

4、（二）、DNADNA的鉴定原理的鉴定原理 DNADNA与二苯胺（沸水浴）会染成蓝色，与二苯胺（沸水浴）会染成蓝色，因此，二苯胺可以作为鉴定因此，二苯胺可以作为鉴定DNADNA的试剂的试剂 甲基绿甲基绿 （绿色）（绿色）三、三、DNADNA的粗提取与鉴定的实验设计的粗提取与鉴定的实验设计（一）实验材料的选取（一）实验材料的选取1 1、材料：鱼卵、猪肝、材料：鱼卵、猪肝、菜花菜花、香蕉、香蕉、鸡血鸡血、哺乳动物的红细胞、猕猴桃、哺乳动物的红细胞、猕猴桃、洋葱洋葱、豌豆、菠菜、在液体培养基中培养的大肠杆豌豆、菠菜、在液体培养基中培养的大肠杆菌。（从中选取菌。（从中选取2 23 3种实验材料）种实验材

5、料）2 2、原则：凡是、原则：凡是含有含有DNADNA的生物材料都可的生物材料都可以考虑，但选用以考虑，但选用DNADNA含量相对较高含量相对较高的生物组的生物组织，成功的可能性更大织，成功的可能性更大 动物细胞的破碎较易，例如，在鸡血细动物细胞的破碎较易，例如，在鸡血细胞液中加入一定量的蒸馏水胞液中加入一定量的蒸馏水 ，同时用玻，同时用玻璃棒搅拌，过滤后收集滤液即可。璃棒搅拌，过滤后收集滤液即可。（二）破碎细胞，获取含（二）破碎细胞，获取含DNADNA的滤液的滤液1 1、动物细胞、动物细胞讨论：为什么加入蒸馏水能使鸡血细胞破裂？讨论：为什么加入蒸馏水能使鸡血细胞破裂？ 植物细胞需要先用一定的

6、洗涤剂植物细胞需要先用一定的洗涤剂和食盐溶解细胞膜和食盐溶解细胞膜. .2 2、植物细胞、植物细胞讨论：加入洗涤剂和食盐的作用分别是什么？讨论：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，答：洗涤剂是一些离子去污剂，能溶能溶解细胞膜，有利于解细胞膜，有利于DNADNA的释放的释放；食盐的主要；食盐的主要成分是成分是NaClNaCl，有利于有利于DNADNA的溶解的溶解 实例：提取洋葱实例：提取洋葱DNADNA时，在切碎的时，在切碎的洋葱中加入一定的洗涤剂和食盐，进行充洋葱中加入一定的洗涤剂和食盐，进行充分的搅拌和研磨，过滤后收集研磨液分的搅拌和研磨，过滤后收集研磨液 答：答

7、：研磨不充分会使细胞核内的研磨不充分会使细胞核内的DNADNA释释放不完全，提取的放不完全，提取的DNADNA量变少量变少，影响实验结影响实验结果，导致看不到丝状沉淀物、用二苯胺鉴定果，导致看不到丝状沉淀物、用二苯胺鉴定不显示蓝色等不显示蓝色等. . 讨论：如果研磨不充分，会对实验结果产讨论：如果研磨不充分，会对实验结果产生怎样的影响？生怎样的影响？（三）去除滤液中的杂质（三）去除滤液中的杂质讨论：为什么反复地溶解与析出讨论：为什么反复地溶解与析出DNADNA，能够，能够去除杂质？去除杂质？ 答：用高盐浓度的溶液溶解答：用高盐浓度的溶液溶解DNADNA，能除，能除去在高盐中不能溶解的杂质；用低

8、盐浓度去在高盐中不能溶解的杂质；用低盐浓度使使DNADNA析出，能除去溶解在低盐溶液中的杂析出，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质。因此，通过反复溶解与析出DNADNA，就能，就能够除去与够除去与DNADNA溶解度不同的多种杂质溶解度不同的多种杂质. .讨论：方案二与方案三的原理有什么不同？讨论：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答：方案二是利用蛋白酶分解杂质蛋白，从而使提取的白，从而使提取的DNADNA与蛋白质分开；与蛋白质分开；方案三利用的是方案三利用的是DNADNA和蛋白质对高温耐受性和蛋白质对高温耐受性的不同，从而使蛋白质变性，与的

9、不同，从而使蛋白质变性，与DNADNA分离分离. .（四）（四） DNADNA的析出与鉴定的析出与鉴定 DNA DNA的析出用的是与滤液体积相等的析出用的是与滤液体积相等的的冷却的酒精冷却的酒精溶液（体积分数为溶液（体积分数为95 95 ） ，静置静置2 23min3min，溶液中会出现白色丝状物，溶液中会出现白色丝状物，这就是粗提取这就是粗提取DNADNA。1 1、DNADNA的析出的析出2 2、 DNADNA的鉴定的鉴定鉴定鉴定DNADNA时在试管中先加入物质的量的时在试管中先加入物质的量的浓度为浓度为2mol/L 2mol/L 的的NaClNaCl溶液溶液5ml5ml于于两只试管两只试管

10、中，其中一只加入中，其中一只加入DNADNA丝状物丝状物，各加入二苯，各加入二苯胺胺4ml 4ml 试剂。混合均匀后，将试管置于试剂。混合均匀后，将试管置于沸沸水中加热水中加热5min,5min,待试管冷却后，比较两只试待试管冷却后，比较两只试管中溶液颜色的变化，看看溶解有管中溶液颜色的变化，看看溶解有DNADNA的溶的溶液是否有液是否有蓝色蓝色案例：以鸡血为实验材料进行案例：以鸡血为实验材料进行DNADNA的粗提取的粗提取三、实验案例三、实验案例鸡血细胞极易吸水胀破鸡血细胞极易吸水胀破鸡血细胞做实验材料的原因鸡血细胞做实验材料的原因 ? ?鸡血细胞核的鸡血细胞核的DNADNA含量丰富，材料易

11、得含量丰富，材料易得1 1、准备鸡血细胞液、准备鸡血细胞液过程：过程：柠檬酸钠作用柠檬酸钠作用: : 讨论：提取鸡血中的讨论：提取鸡血中的DNADNA时，为什么除时，为什么除去血液中的上清液？去血液中的上清液？ 答：血液分为两部分，一部分是血浆，一部答：血液分为两部分，一部分是血浆，一部分是血细胞，离心后除去的上清液是血浆分是血细胞，离心后除去的上清液是血浆. . 取取柠檬酸钠溶液柠檬酸钠溶液（抗凝剂）（抗凝剂）100ml100ml，注，注入新鲜的鸡血（约入新鲜的鸡血（约180ml180ml），同时用玻璃棒），同时用玻璃棒搅拌，使血液与柠檬酸纳溶液充分混合，以搅拌，使血液与柠檬酸纳溶液充分混合

12、，以免凝血。免凝血。防止血液凝固防止血液凝固2、方法步骤、方法步骤滤取滤取鸡血细胞的细胞核物质鸡血细胞的细胞核物质溶解细胞核内的溶解细胞核内的DNA析出含析出含DNA的粘稠物的粘稠物滤取滤取含含DNA的粘稠物的粘稠物将将DNA的粘稠物再溶解的粘稠物再溶解过滤过滤含有含有DNA的氯化钠溶液的氯化钠溶液提取含杂质较少的提取含杂质较少的DNA DNA的鉴定的鉴定 将制备好的鸡血细胞液将制备好的鸡血细胞液5mL5mL10mL10mL，注，注入到入到50mL50mL烧杯中。向烧杯中烧杯中。向烧杯中加入蒸馏水加入蒸馏水20mL20mL，同时用玻璃棒充分搅拌同时用玻璃棒充分搅拌5min5min，使血细胞加速

13、，使血细胞加速破裂。然后，用放有纱布的漏斗将血细胞液破裂。然后，用放有纱布的漏斗将血细胞液过滤过滤至至500mL500mL。取其。取其滤液滤液。提取鸡血细胞的细胞核物质提取鸡血细胞的细胞核物质溶解细胞核内的溶解细胞核内的DNADNA 将物质的量浓度为将物质的量浓度为 2mol/L2mol/L的氯化钠的氯化钠溶液溶液40mL40mL加入到滤液中，并用玻璃棒沿一个方向加入到滤液中，并用玻璃棒沿一个方向搅拌搅拌1min1min，使其混合均匀，这时，使其混合均匀，这时DNADNA溶解在溶溶解在溶液中。然后，用液中。然后，用放有纱布的漏斗过滤放有纱布的漏斗过滤，取其，取其滤液滤液。 加入蒸馏水加入蒸馏水

14、，同时用玻璃棒不停地轻轻搅，同时用玻璃棒不停地轻轻搅拌，这时烧杯中有丝状物出现，注意观察丝拌，这时烧杯中有丝状物出现，注意观察丝状物呈什么颜色。继续加入蒸馏水，溶液中状物呈什么颜色。继续加入蒸馏水，溶液中出现的粘稠物会越来越多。当粘稠物不再增出现的粘稠物会越来越多。当粘稠物不再增加时停止加入蒸馏水加时停止加入蒸馏水（这时（这时氯化钠为氯化钠为0.14 mol0.14 molL L）析出含析出含DNADNA的粘稠物的粘稠物滤取含滤取含DNADNA的粘稠物的粘稠物 用放有用放有多层纱布的漏斗多层纱布的漏斗，过滤过滤步骤中的步骤中的溶液至溶液至 500mL500mL的烧杯中，的烧杯中，含含DNADN

15、A的粘稠物的粘稠物被留被留在纱布上在纱布上. .将将DNADNA的粘稠物再溶解的粘稠物再溶解 取取1 1个个 50 mL50 mL烧杯，向烧杯内注入物质烧杯，向烧杯内注入物质的量浓度为的量浓度为 2 mol2 molL L的氯化钠的氯化钠溶液溶液 20mL20mL。用钝头镊子将纱布上的粘稠物夹至氯化钠溶用钝头镊子将纱布上的粘稠物夹至氯化钠溶液中，用玻璃棒不停地搅拌，使粘稠物尽可液中，用玻璃棒不停地搅拌，使粘稠物尽可能多地溶解于溶液中能多地溶解于溶液中. .过滤含有过滤含有DNADNA的氯化钠溶液的氯化钠溶液 取取1 1个个100 mL100 mL烧杯，用放有烧杯，用放有两层纱布的两层纱布的漏斗

16、过滤漏斗过滤步骤步骤中的溶液。取其中的溶液。取其滤液滤液，DNADNA溶溶于滤液中于滤液中. .提取含杂质较少的提取含杂质较少的DNADNA 在上述滤过的溶液中，加入在上述滤过的溶液中，加入冷却冷却的、的、酒酒精精的体积分数为的体积分数为 9595的溶液的溶液 50mL50mL（使用冷（使用冷却的酒精，对却的酒精，对DNADNA的凝集效果较佳），并用玻的凝集效果较佳），并用玻璃棒搅拌，溶液中会出现含杂质较少的丝状璃棒搅拌，溶液中会出现含杂质较少的丝状物。用玻璃棒物。用玻璃棒将丝状物卷起将丝状物卷起，并用滤纸吸取，并用滤纸吸取上面的水分。这种丝状物的主要成分就是上面的水分。这种丝状物的主要成分就是DNADNA 取两支取两支20 mL20 mL的试管，各加入氯化钠的的试管，各加入氯化钠