DNA的粗提取与鉴定 课件

课题1

DNA的粗提取与鉴定课标领航1．说出DNA的物理、化学性质。2．概述DNA粗提取和鉴定的原理。3．尝试对动物或植物组织的DNA进行粗提取。【重点】

DNA粗提取和鉴定的原理。【难点】

DNA粗提取的操作过程。情境导引DNA的提取是现代生物技术进行,中药鉴别的最关键步骤。总DNA的有,效提取要求材料中的DNA尽可能少的,降解。不同的研究目的对DNA的纯度,和量的要求不尽相同。基础自主梳理一、提取生物大分子的基本思路1．基本思路选用一定的______________方法分离具有不同物理或化学性质的生物大分子。2．提取DNA的方法(1)概念：利用DNA与RNA、______和脂质等在物理和化学性质方面的差异，提取DNA，去除其他成分。物理或化学蛋白质(2)原理①分离DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度的______溶液中溶解度不同，利用这一特点选择适当的_______就能使DNA充分溶解，而使杂质沉淀，或者相反，以达到分离目的。②提纯a．DNA不溶于__________，但是某些蛋白质则可溶于其中。b．蛋白酶能水解蛋白质，但是对_______没有影响。NaCl盐浓度酒精溶液DNAc．大多数蛋白质不能忍受60～80℃的高温而发生变性，而DNA在_____以上才会变性。d．洗涤剂能够瓦解细胞膜，但对DNA没有影响。利用以上原理可以将DNA与蛋白质进一步分离。③鉴定在沸水浴的条件下，DNA被________染成蓝色。80

℃二苯胺思考感悟

1．在什么浓度下，DNA的溶解度最小？DNA在NaCl溶液中的溶解度是如何变化的？【提示】

DNA在物质的量浓度为0.14mol/L的NaCl溶液中溶解度最低；当NaCl溶液物质的量浓度低于0.14mol/L时，DNA的溶解度随NaCl溶液物质的量浓度增加而逐渐降低；当NaCl溶液物质的量浓度高于0.14mol/L时，DNA的溶解度随NaCl溶液物质的量浓度增加而逐渐升高。二、实验设计1．实验材料的选取选用DNA含量相对_____的生物组织。2．破碎细胞，获取含DNA的滤液(1)动物细胞的破碎——以鸡血为例在鸡血细胞液中加入一定量的________，同时用玻璃棒搅拌，过滤后收集滤液即可。(2)植物细胞的破碎——以洋葱为例先将洋葱切碎，然后加入一定的_____________，进行充分搅拌和研磨，过滤后收集研磨液。较高蒸馏水洗涤剂和食盐3．去除滤液中的杂质(1)方案一：通过控制_________的浓度去除杂质.(2)方案二：直接向滤液中加入嫩肉粉，反应10～15min，嫩肉粉中的____________能够分解蛋白质。(3)方案三：将滤液放在60～75℃的恒温水浴箱中保温10～15min，注意严格控制温度范围，使_________沉淀析出而DNA分子还未变性，可以将DNA与蛋白质分离。NaCl溶液木瓜蛋白酶蛋白质4．DNA的进一步提纯利用DNA不溶于冷却的酒精溶液这一原理，可从滤液中析出较纯净的DNA，此时DNA的状态为_________________。5．DNA的鉴定将呈_________________溶解于5mL物质的量浓度为2mol/L的NaCl溶液中，再加入4mL的二苯胺试剂，____________加热5min，冷却后观察溶液的颜色。注意要同时设置______实验。白色丝状物丝状物的DNA沸水浴对照思考感悟

2．为什么选用鸡血作实验材料？用哺乳动物的血作实验材料可以吗？【提示】鸡血经济且易制得，鸡血红细胞、白细胞都具有细胞核，含大量DNA。哺乳动物的红细胞没有细胞核，DNA含量较低，因而不宜作实验材料。三、操作提示1．以血液为实验材料时，每100mL血液中需要加入3g____________，防止血液凝固。2．加入洗涤剂后，动作要轻缓、柔和，否则容易产生大量的泡沫。加入酒精和用______________时,动作要轻缓，以免加剧DNA分子的断裂，导致DNA分子不能形成絮状沉淀。3．二苯胺试剂要___________。柠檬酸钠玻璃棒搅拌现配现用核心要点突破要点一提取DNA的方法1．DNA粗提取的原理DNA与蛋白质在不同浓度的NaCl溶液中的溶解度不同。溶解规律2mol/LNaCl0.14mol/LNaClDNA溶解析出蛋白质NaCl浓度从2mol/L降低过程中，溶解度逐渐增大部分发生盐析沉淀溶解由上表可以看出，在NaCl为2mol/L时，DNA溶解,而部分蛋白质发生盐析而生成沉淀，通过过滤可除去部分蛋白质；在NaCl为0.14mol/L时，DNA析出，过滤可除去溶解的部分蛋白质。2．实验操作过程(1)材料的选择①首先选择含有DNA的生物材料。②选用DNA含量相对较高的生物组织，成功率较大。(2)材料的制备(以动物鸡血材料为例)

(3)方法步骤特别提醒进一步提取DNA时，可以用冷却的体积分数为95%的酒精溶液，它主要有三个优点：①抑制核酸水解酶的活性，防止DNA降解；②降低分子运动，易于形成沉淀析出；③低温可以增加DNA分子的柔韧性，减少断裂。 (2011年威海市高二检测)下图为“DNA的粗提取与鉴定”实验装置，请据图回答：例1(1)实验材料选用鸡血细胞液，而不用鸡全血，主要原因是鸡血细胞液中有较高含量的________。(2)在图A所示的实验步骤中加蒸馏水的目的是________________，通过图B所示的步骤取得滤液，再在溶液中加入2mol/L的NaCl溶液的目的是____________________，图C所示实验步骤中加蒸馏水的目的是______________。(3)为鉴定实验所得丝状物的主要成分是DNA，可滴加________溶液，结果丝状物被染成浅绿色。【尝试解答】

(1)DNA

(2)使血细胞破裂使滤液中的DNA溶于浓盐溶液使DNA析出(3)甲基绿【解析】

“DNA的粗提取与鉴定”实验材料选用鸡血细胞液，而不用鸡全血，主要原因是DNA主要储存于细胞核内，而不在血浆内，使用鸡血细胞液提高材料中的细胞数量和DNA含量，从而可以保证实验能提取到足够量的DNA。图A、B、C所示为本实验的三个关键步骤。图A通过添加蒸馏水，血细胞与蒸馏水相混合而使血细胞处于极度低渗的环境之中，细胞因大量吸水而导致最终破裂，并释放出胞内物。图B通过纱布过滤使血细胞释放出的DNA滤入收集的滤液中(将大量胶状物滤出)，再在滤液中加入2mol/L的NaCl溶液使DNA的溶解度增加。DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同，如在0.14mol/L的NaCl溶液中溶解度只有水中的1%，而在1mol/L的NaCl溶液中的溶解度为水中的2倍。图C在DNA浓盐溶液中加入蒸馏水(大量)，可使NaCl溶液的浓度降低，由于DNA在较低浓度的NaCl溶液中溶解度很低(在0.14mol/L的NaCl溶液中溶解度最低，浓度再变小则DNA溶解度将增大)，DNA析出，经过滤等手段可以收集到DNA。甲基绿为比较常用的碱性染料，它可以使DNA呈绿色，故可以用来鉴定DNA。【互动探究】

(1)制备鸡血细胞液时，要在新鲜的鸡血中加入柠檬酸钠的原因是什么？(2)析出DNA时为什么要用冷却的酒精溶液？【提示】

(1)制备鸡血细胞液时，要在新鲜的鸡血中加入抗凝剂——柠檬酸钠，防止血液凝固。其原理是柠檬酸钠能与血浆中Ca2＋发生反应，生成柠檬酸钙络合物，血浆中游离的Ca2＋大大减少，血液便不会凝固，因为鸡血红细胞、白细胞都有细胞核，DNA主要存在于细胞核中，所以在离心或静置沉淀后，要弃出上层清液——血浆。(2)DNA溶于一定浓度的NaCl溶液，但不溶于酒精，而冷却的酒精可以降低分子运动，有利于DNA的聚合、析出；同时低温有利于增加DNA分子的柔韧性以减少断裂，便于用玻璃棒卷起；此外冷却的酒精还可以降低并抑制核酸水解酶的活性，防止DNA降解，从而提取到较多的DNA物质。【探规寻律】

(1)实验中三次过滤操作的比较过滤次数过滤目的第一次过滤核外物质，除去不溶的杂质第二次过滤除DNA外的其他核内物质，尤其是核蛋白第三次过滤DNA滤液(2)提取DNA过程中，三次使用玻璃棒的方法不同:①沿着同一方向快速搅拌，加速血细胞破裂，释放DNA。②搅拌含有悬浮物的溶液时，沿着同一方向缓慢搅拌，不能直插烧杯底部，防止打碎DNA分子。③沿着同一方向缓慢搅拌并轻轻旋转，以利于絮状物缠绕在玻璃棒上。(3)第一次用到蒸馏水的目的是使鸡血细胞吸水涨破，提取核DNA；第二次用到蒸馏水的目的是稀释NaCl溶液，使DNA析出。要点二DNA的鉴定方法项目两支20mL的试管1号2号实验步骤加入2mol/L的NaCl溶液5mL5mL加入丝状物(DNA)√用玻璃棒搅拌丝状物溶解加入二苯胺试剂4mL4mL沸水浴加热5min5min观察现象不变蓝变蓝特别提醒实验现象不明显的原因(1)材料中核物质没有充分释放出来，如研磨不充分或蒸馏水用量不够。(2)加入酒精后摇动或搅拌时过猛，DNA被破坏。(3)析出含DNA黏稠物时，蒸馏水沿着烧杯壁加入，可能一次加入太快。(4)实验中多次使用玻璃棒搅拌，操作不当也会影响实验结果。

实验中对DNA进行鉴定时，做如下操作：例2试管序号AB1加入物质的量浓度为2mol/LNaCl溶液5mL加入物质的量浓度为2mol/LNaCl溶液5mL2不加加入提取的DNA丝状物搅拌3加4mL二苯胺，混匀加4mL二苯胺，混匀4沸水浴5min沸水浴5min实验现象实验结论(1)根据上图，完成表格空白处的实验内容。(2)对B试管，完成1、2、3的操作后溶液颜色如何？_________________________________________。(3)在沸水中加热的目的是____________________，同时说明DNA对高温有较强的________。(4)A试管在实验中的作用是_________________________________________。(5)B试管中溶液颜色的变化程度主要与___________________________________有关。【尝试解答】

(1)实验现象：A.溶液不变蓝色B．溶液逐渐变蓝色实验结论：DNA在沸水浴的条件下遇二苯胺会被染成蓝色(2)溶液颜色基本不变(不呈浅蓝色)(3)加快颜色反应速度耐受性(4)对照(5)DNA(丝状物)的多少【解析】本题主要考查DNA分子的鉴定。A、B两试管形成对照，B试管中含DNA丝状物，A试管中不含，起对照作用，其他条件均完全相同。本实验强调反应条件是沸水浴加热5min，加快颜色反应的速度，观察对比两试管的颜色时要等到冷却以后。【易误警示】

(1)二苯胺要现配现