5.1DNA的粗提取與鑒定

1、5.1 DNA的粗提取與鑒定 班級 姓名 【本節(jié)學(xué)習(xí)任務(wù)】 初步掌握DNA粗提取和鑒定的方法?！绢A(yù)習(xí)案】一、基礎(chǔ)知識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 的生物大分子。對于DNA的粗提取而言，就是要利用 與 等 在物理和化學(xué)性質(zhì)方面的差異，提取DNA，去除其他成分。（一）DNA的溶解性 1. DNA的分離：DNA和蛋白質(zhì)等其他成分在不同濃度的 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 充分溶解，而使雜質(zhì)沉淀，或者相反，以達(dá)到分離目的。2. DNA的提純：DNA不溶于 溶液，但是細(xì)胞中的某些蛋白質(zhì)則溶于酒精。利用這一原理，可以將DNA與蛋白質(zhì)進(jìn)一步的分離。（二

2、）DNA對酶、高溫和洗滌劑的耐受性 蛋白酶能水解 ，但是對 沒有影響。大多數(shù)蛋白質(zhì)不能忍受6080oC的高溫，而DNA在 以上才會變性。洗滌劑能夠瓦解 ，但對DNA沒有影響。（三）DNA的鑒定 在 條件下，DNA與 反應(yīng)呈現(xiàn) 色，因此二苯胺可以作為鑒定DNA的試劑。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)計（一）實(shí)驗(yàn)材料的選取 凡是含有 的生物材料都可以考慮，但是使用 的生物組織，成功的可能性更大。（二）破碎細(xì)胞，獲取含DNA的濾液 動物細(xì)胞的破碎比較容易，以雞血細(xì)胞為例，在雞血細(xì)胞液中加入一定量的 ，同時用 攪拌，過濾后收集濾液即可。如果實(shí)驗(yàn)材料是植物細(xì)胞，需要先用 溶解細(xì)胞膜。例如，提取洋蔥的DNA時，在切碎的洋蔥中加

3、入一定的 和 ，進(jìn)行充分的攪拌和研磨，過濾后收集研磨液。（三）去除濾液中的雜質(zhì) 方案一：利用DNA ，通過控制NaCl溶液的濃度 去雜質(zhì)。方案二：直接在濾液中加入 ，反應(yīng) 。方案三：將濾液放入在 恒溫水浴箱中保溫 。注意嚴(yán)格控制溫度范圍。（四）DNA的析出與鑒定 1.DNA的析出：將處理后的溶液過濾，加入與濾液體積 、冷卻的 ，靜置 ，溶液中會出現(xiàn) ，這就是粗提取的DNA。用玻璃棒 攪拌，卷起絲狀物，并用濾紙吸取上面的水分。2.DNA的鑒定：取兩支20ml的試管，各加入物質(zhì)的量濃度為 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

4、 ?；旌暇鶆蚝螅瑢⒃嚬苤糜?中加熱5min，待試管冷卻后，比較兩支試管溶液顏色的變化，看看溶解有DNA的溶液是否變 。三、操作提示1.以血液為實(shí)驗(yàn)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)生大量的泡沫，不利于后續(xù)步驟地操作。加入酒精和用玻璃棒攪拌時，動作要 ，以免 ，導(dǎo)致DNA分子不能形成絮狀沉淀。3.二苯胺試劑要 ，否則會影響鑒定的效果。課堂總結(jié)_KDNA的粗提取與鑒定實(shí)驗(yàn)原理DNA在不同濃度NaCl溶液中溶解度不同DNA與其他細(xì)胞成分在酒精中溶解度不同DNA和蛋白質(zhì)對酶、高溫和洗滌劑耐受性不同DNA與二苯胺呈現(xiàn)藍(lán)色反應(yīng)DNA粗提取選擇適宜材

5、料破碎細(xì)胞DNA的溶解和析出DNA的純化鑒定DNA與二苯胺混合，沸水浴，呈現(xiàn)藍(lán)色反應(yīng)【思考探究】1. 根據(jù)課本圖51是DNA在NaCl溶液中的溶解度曲線圖，請思考：在什么濃度下，DNA的溶解度最小？DNA在NaCl溶液中的溶解度是如何變化的？如何通過控制NaCl溶液的濃度使DNA在鹽溶液中溶解或析出？2.能否選擇哺乳動物的紅細(xì)胞作為實(shí)驗(yàn)材料？為什么？能否選擇哺乳動物的其他體細(xì)胞作為實(shí)驗(yàn)材料？3.為什么加入蒸餾水能使雞血細(xì)胞破裂？4.加入洗滌劑和食鹽的作用分別是什么？ 5.提取洋蔥的DNA時，如果研磨不充分，會對實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生怎樣的影響?6.為什么反復(fù)地溶解與析出DNA，能夠去除雜質(zhì)？7.方案二與

6、方案三的原理有什么不同？【當(dāng)堂訓(xùn)練】1下列各項中不宜選作DNA提取材料的是( )A洋蔥表皮細(xì)胞 B鮮豌豆種子 C人的紅細(xì)胞 D豬肝2DNA粗提取的實(shí)驗(yàn)中在破碎血細(xì)胞時，要先加入20 mL的蒸餾水，其作用是( )ADNA溶解水中 B使血細(xì)胞破裂，DNA釋放C稀釋血液，防止凝固 D有利于攪拌3玻璃棒攪拌出的較純凈的DNA的顏色以及DNA遇二苯胺(沸水浴)染上的顏色分別是( )A黃色、紫色 B白色、磚紅色 C白色、藍(lán)色 D藍(lán)色、磚紅色4在“DNA的粗提取與鑒定”的實(shí)驗(yàn)中分別使用2molL、014molL、2molL、0.015molL的氯化鈉溶液，其作用分別是（ ）A溶解、析出、溶解、溶解 

7、;              C溶解、溶解、析出、溶解B析出、溶解、析出、溶解               D溶解、析出、溶解、析出5在采用雞血材料對DNA進(jìn)行粗提取的實(shí)驗(yàn)中，若需進(jìn)一步提取雜質(zhì)較少的DNA，可依據(jù)的原理是( )A在物質(zhì)的量濃度為0.14 mol/L的NaCl溶液中DNA的溶解度最小BDNA遇二苯胺在沸水浴的條件

8、下會染成藍(lán)色CDNA不溶于酒精而細(xì)胞中的一些物質(zhì)易溶于酒精D質(zhì)量濃度為0.1 g/mL的檸檬酸鈉溶液具有抗凝血作用6洗滌劑對DNA沒有影響，但能夠溶解( )A細(xì)胞壁 B細(xì)胞膜 C細(xì)胞核 D細(xì)胞質(zhì)7.在制備雞血細(xì)胞液的過程中，加入檸檬酸鈉的目的是（ ）A.防止凝血 B. 加快DNA析出 C. 加快DNA溶解 D. 加速凝血8與析出DNA粘稠物有關(guān)的敘述，不正確的是（ ）A.操作時緩緩滴加蒸餾水，降低DNA的溶解度 B.在操作時，用玻璃棒輕緩攪拌，以保證DNA分子完整 C.加蒸餾水可同時降低DNA和蛋白質(zhì)的溶解度，兩者均可析出D.當(dāng)絲狀粘稠物不再增加時，此時NaCl的濃度相當(dāng)于0.14mol/L9

9、在DNA提取過程中，最好使用塑料試管和燒杯，目的是（ ）A.不易破碎 B.減少提取過程中DNA的損失 C.增加DNA的含量 D.容易洗刷10.去除濾液中的雜質(zhì)時，直接在濾液中加入嫩肉粉，利用嫩肉粉中的（ ）分解蛋白質(zhì)。A.胃蛋白酶 B.胰蛋白酶 C.木瓜蛋白酶 D.腸肽酶題號12345678910答案11DNA在氯化鈉溶液中溶解度有二重性，隨著氯化鈉溶液的變化而變化。（1）請在下列氯化鈉溶液中選出溶解度能使DNA析出最徹底的一種（ ）和溶解度最高的一種（ ）A. 0.14mol/l B. 2mol/l C. 0.15mol/l D. 0.3mol/l（2）DNA不溶于酒精溶液，但細(xì)胞中的某些物

10、質(zhì)卻可以溶于酒精溶液，利用這一原理可以_，可以推測溶于酒精中的物質(zhì)可能有 。（3）利用DNA與 變藍(lán)色的特性，將該物質(zhì)作為鑒定_的試劑。其實(shí)驗(yàn)過程要點(diǎn)是向放有_的試管中加入4ml的 。混合均勻后，將試管置于 5min，待試管 ，觀察試管中溶液顏色的變化，這個實(shí)驗(yàn)也說明DNA耐 溫。12關(guān)于“DNA的粗提取和物理性狀觀察”實(shí)驗(yàn)：（題中的圖等略作修改）（1）實(shí)驗(yàn)材料選用雞血細(xì)胞液，而不用雞的全血，主要原因是雞血細(xì)胞液中 的相對含量高。（2）在圖C所示的實(shí)驗(yàn)步驟中加蒸餾水的目的是 ，通過圖B所示的步驟取得的濾液，再在溶液中加入2mol/LNaCl溶液的目的是 ；圖中E所示的實(shí)驗(yàn)步驟中加蒸餾水的目的是

11、 。(3)圖中A步驟中所用酒精必須是經(jīng)過_才能使用，該步驟的目的是 _ 。5.1 DNA的粗提取與鑒定 參考答案【預(yù)習(xí)案】一、基礎(chǔ)知識不同物理或化學(xué)性質(zhì) DNA RNA、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)（一） 1. NaCl溶液 DNA 2. 酒精 （二）蛋白質(zhì) DNA 80oC 細(xì)胞膜（三）沸水浴的 二苯胺 藍(lán) 二、（一）DNA DNA含量相對較高的（二）蒸餾水 玻璃棒 洗滌劑 洗滌劑和食鹽（三）在不同濃度的NaCl溶液中的溶解度不同 嫩肉粉 10 15min 6075oC 10 15min（四）DNA的析出與鑒定 1.相等的 酒精溶液 （體積分?jǐn)?shù)95%） 2 3min 白色絲狀物 沿一個方向2. 2mol/L

12、  二苯胺 沸水浴 藍(lán)三、1. 檸檬酸鈉 血液凝固 2.輕緩、柔和 輕緩 加劇DNA分子的斷裂 3. 現(xiàn)配現(xiàn)用【思考探究】1. 在0.14mol/L的NaCl溶液中DNA的溶解度最小。DNA在NaCl溶液中的溶解度是先隨NaCl溶液濃度的增大而不斷減小，當(dāng)NaCl溶液濃度達(dá)0.14mol/L后，DNA在NaCl溶液中的溶解度是又隨NaCl溶液濃度的增大而不斷增大。先讓DNA溶解于2mol/L  NaCl溶液中，然后加水使NaCl溶液濃度降低到0.14mol/L，此時，DNA就會析出。2.不能。哺乳動物的紅細(xì)胞沒有細(xì)胞核，也沒有DNA。能選擇哺乳動物的其他體細(xì)胞作為實(shí)驗(yàn)材料。

13、3.蒸餾水對于雞血細(xì)胞來說是一種低滲液體，水分可以大量進(jìn)入血細(xì)胞內(nèi)，使血細(xì)胞脹裂，再加上攪拌的機(jī)械作用，就加速了雞血細(xì)胞的破裂(細(xì)胞膜和核膜的破裂)，從而釋放出DNA。4.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。5.研磨不充分會使細(xì)胞核內(nèi)的DNA釋放不完全，提取的DNA量變少，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，導(dǎo)致看不到絲狀沉淀物、用二苯胺鑒定不顯示藍(lán)色等。6.用高鹽濃度的溶液溶解DNA，能除去在高鹽中不能溶解的雜質(zhì)；用低鹽濃度使DNA析出，能除去溶解在低鹽溶液中的雜質(zhì)。因此，通過反復(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)7.方案二是利用蛋白酶分解雜質(zhì)蛋白，從而使提取的DNA與蛋白質(zhì)分開；