菜花DNA的粗提取與鑒定

菜花DNA的粗提取與鑒定1.實驗原理（1）DNA與雜質(zhì)的溶解度不同，在不同濃度的NaCl溶液中溶解度不同，在0.14mol/L的NaCl溶液中溶解度最低。（2）在提取液中加入冷卻的95%酒精溶液中，能析出DNA，在沸水浴的條件下，DNA遇二苯胺被染成藍色。2.實驗步驟（1）實驗材料的選取：凡是含有DNA的生物材料都可以考慮，但是使用DNA含量相對較高的生物組織，成功的可能性更大。例如，菜花細胞的染色體數(shù)是2n=18，香蕉細胞的染色體數(shù)是3n＝33，染色體數(shù)還算比較多。（2）破碎細胞：動物細胞的破碎比較容易，以雞血細胞為例，在雞血細胞液中加入一定量的蒸餾水，同時用玻璃棒攪拌，過濾后收集濾液即可。植物細胞需要研磨液在研缽中充分研磨。研磨液中的十二烷基硫酸鈉（SDS），有利于核蛋白變性并與DNA分離，乙二胺四乙酸二鈉（EDTA）能抑制DNA酶活性，防止核DNA被酶解。（3）去除濾液中的雜質(zhì)：利用DNA在不同濃度NaCl溶液中溶解度不同，控制NaCl溶液的濃度去除雜質(zhì)。（4）DNA的析出：將處理后的溶液過濾，加入與濾液體積相等、冷卻的酒精溶液，靜置2～3min，溶液中會出現(xiàn)白色絲狀物，這就是粗提取的DNA。用玻璃棒沿一個方向攪拌，卷起絲狀物，并用濾紙吸取上面的水分。（5）DNA的鑒定：取兩支20ml的試管，各加入物質(zhì)的量濃度為2mol/L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的二苯胺試劑。混合均勻后，將試管置于沸水中加熱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的溶液是否變藍。3.實驗成功的關鍵（1）材料的選擇：本實驗選用菜花，是因為菜花細胞無色，容易觀察顏色變化。取表層花的部分進行研磨是因為這個部位細胞處于迅速分裂狀態(tài)，DNA含量高。（2）研磨充分與否：如果研磨不充分，細胞核內(nèi)的DNA釋放不完全，提取的DNA量偏少，會導致看不到絮狀沉淀物或沉淀物量少、用鑒定試劑鑒定不顯示藍色等。研磨充分，DNA釋放的量更多，提取和鑒定的效果則更加明顯。（3）研磨儀器的選擇：相較于傳統(tǒng)的研磨工具研缽，研磨過濾器具有研磨更快速、充分、安全、節(jié)約試劑等優(yōu)勢，提取和分離一“器”呵成。（4）移液動作輕柔：提取過程中，加入冷的95%乙醇后，需傾斜試管，吸頭接觸試管內(nèi)壁，讓溶液貼著管壁緩慢流下，切忌快速加入沖散已析出的DNA絮狀物。旋轉(zhuǎn)試管動作快速輕柔，并始終沿著一個方向，使得絮狀物析出并凝結成團，切忌劇烈振蕩，以免破壞絮狀物。（5）試劑品質(zhì)與配制規(guī)范：DNA鑒定試劑是本實驗成功的關鍵試劑，不僅要嚴格遵循A、B液的配比，更要遵循“現(xiàn)配現(xiàn)用”的基本原則，以保證最佳的實驗效果。

典型試題解析

試題1：在利用菜花進行“DNA粗提取與鑒定”實驗中，相關操作正確的是（）A.將DNA絲狀物放入二苯胺試劑中沸水浴后冷卻變藍B.向菜花研磨液中加入適量的蒸餾水，以降低DNA酶活性C.向質(zhì)量濃度為2mol/L氯化鈉溶液中加入蒸餾水析出DNA時，應緩慢加入，直到出現(xiàn)黏稠物為止D.向溶有粗提物的NaCl溶液中加入冷卻的體積分數(shù)95%的酒精，可獲得較純凈的DNA解析：首先將DNA絲狀物溶解在一定濃度的氯化鈉溶液中，再滴加二苯胺試劑和水浴加熱，A錯誤；向菜花研磨液中加入適量的蒸餾水，以降低DNA的溶解度，不會降低DNA酶的活性，B錯誤；向質(zhì)量濃度為2mol/L氯化鈉溶液中加入蒸餾水析出DNA時，應緩慢加入，直到出現(xiàn)的黏稠物不再增加為止，C錯誤；DNA不溶于酒精，因此向溶有粗提物的NaCl溶液中加入冷卻的體積分數(shù)95%的酒精，可獲得較純凈的DNA，D正確。故答案為D。試題2：某同學以菜花為實驗材料，進行“DNA的粗提取與鑒定”實驗，步驟如下：步驟一：稱取30g菜花，去梗取花，切碎。步驟二：將碎菜花放入研缽中，倒入10mL研磨液，充分研磨10min。步驟三：在漏斗中墊上濾紙，將菜花研磨液過濾到燒杯中。在冰箱中放置幾分鐘，取上清液。步驟四：將一倍體積的上清液倒入兩倍體積的某溶液中，并用玻璃棒緩緩、輕輕地攪拌溶液。將絮狀物纏繞在玻璃棒上。請回答下列問題：（1）請指出并改正該同學實驗操作中的錯誤：

。（2）步驟二的目的是使菜花細胞破碎，釋放DNA，加入研磨液的主要成分有

和

等。（3）如要使步驟三所得上清液中雜質(zhì)減少，可進行

操作后再置于冰箱。（4）步驟四中所用兩倍體積的某溶液為

，需“緩緩、輕輕地”攪拌溶液的原因是

。（5）簡要說明鑒定步驟四所得絮狀物是DNA的基本實驗設計思路：

。答案：（1）濾紙應改為紗布（或尼龍布）（2）洗滌劑NaCl

（3）離心（4）體積分數(shù)為95%的冷酒精防止DNA斷裂（5）將絮狀物溶于2mol/L的NaCl溶液中，加入二苯胺試劑，沸水浴加熱，觀察顏色變化，同時用相應濃度的NaCl做對照實驗。

DNA的粗提取與鑒定1．提取原理DNA與雜質(zhì)的溶解度不同，DNA與雜質(zhì)對酶、高溫、洗滌劑的耐受性不同。NaCl溶液0.14mol/LNaCl溶液溶解規(guī)律DNA溶解析出蛋白質(zhì)部分發(fā)生鹽析沉淀溶解NaCl溶液從2mol/L降低過程中，溶解度逐漸增大2.實驗設計(1)材料的選?。哼x用DNA含量相對較高的生物組織，如雞血、菜花、洋蔥等。(2)破碎細胞(以雞血為例)：雞血細胞，加蒸餾水，用玻璃棒攪拌，用紗布過濾，收集濾液。(3)去除雜質(zhì)：利用DNA在不同濃度的NaCl溶液中溶解度不同，通過控制NaCl溶液的濃度去除雜質(zhì)。(4)DNA析出：將處理后的溶液過濾，加人與濾液體積相等的、冷卻的酒精溶液(體積分數(shù)為95%)。3．DNA的鑒定DNA溶解在2mol/L的NaCl溶液中，加入4mL的二苯胺試劑，沸水中加熱5min，溶液變成藍色。4．操作過程①實驗材料的選取凡是含有DNA的生物材料都可以考慮，但是使用DNA含量相對較高的生物組織，成功的可能性更大，如雞血、菜花、洋蔥等。②破碎細胞，獲取含DNA的濾液動物細胞的破碎比較容易，以雞血細胞為例，在雞血細胞液中加入一定量的蒸餾水，同時用玻璃棒攪拌，用紗布過濾后收集濾液即可。如果是植物細胞，需要先用洗滌劑溶解細胞膜。例如，提取洋蔥的DNA時，在切碎的洋蔥中加入一定的洗滌劑和食鹽，進行充分地攪拌和研磨，過濾后收集研磨液③去除濾液中的雜質(zhì)方案1：利用DNA在不同濃度NaCl溶液中溶解度不同。通過調(diào)節(jié)NaCl溶液的濃度出去溶于和不溶于NaCl溶液的雜質(zhì)。方案2：利用DNA對酶的耐受性。直接在濾液中加入嫩肉粉，反應10-15min，嫩肉粉中的木瓜蛋白酶能夠分解蛋白質(zhì)，而不會破壞DNA。方案3：利用DNA對高溫的耐受性。注意嚴格控制溫度范圍，使蛋白質(zhì)變性沉淀而DNA分子還未變性，這樣可將DNA與蛋白質(zhì)分離。④DNA的析出和鑒定DNA的析出：將處理后的溶液過濾，加入與濾液體積相等、冷卻的酒精溶液(體積分數(shù)95%)，靜置2～3min，溶液中會出現(xiàn)白色絲狀物，這就是粗提取的DNA。用玻璃棒沿一個方向攪拌，卷起絲狀物，并用濾紙吸取上面的水分。DNA的鑒定：取兩支20ml的試管，各加入物質(zhì)的量濃度為2mol/L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的二苯胺試劑?；旌暇鶆蚝?，將試管置于沸水中加熱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的溶液是否變藍。DNA的粗提取與鑒定實驗是高考大綱中考點之一，但沒有出現(xiàn)在必修和選修三中，非常容易被忽略，把考試要點列出來，趕緊學習一下。提取生物大分子的基本思路是選用一定的物理或化學方法分離具有不同物理或化學性質(zhì)的生物大分子。對于DNA的粗提取而言，就是要利用DNA與RNA、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)等在物理和化學性質(zhì)方面的差異，提取DNA，去除其他成分。1.DNA的溶解性DNA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，利用這一特點，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。2.DNA對酶、高溫和洗滌劑的耐受性蛋白酶能水解蛋白質(zhì)，但是對DNA沒有影響。大多數(shù)蛋白質(zhì)不能忍受60—80oC的高溫，而DNA在80oC以上才會變性。洗滌劑能夠瓦解細胞膜，但對DNA沒有影響。3.DNA的鑒定在沸水浴條件下，DNA遇二苯胺會被染成藍色。4.實驗材料的選取凡是含有DNA的生物材料都可以考慮，但是使用DNA含量相對較高的生物組織，成功的可能性更大。5.破碎細胞，獲取含DNA的濾液在雞血細胞液中加入一定量的蒸餾水，同時用玻璃棒攪拌，過濾后收集濾液即可。如果實驗材料是植物細胞，加入一定的洗滌劑和食鹽，進行充分的攪拌和研磨，過濾后收集研磨液。6.去除濾液中的雜質(zhì)方案一的原理是DNA在不同濃度NaCl溶液中溶解度不同；方案二的原理是蛋白酶分解蛋白質(zhì)，不分解DNA；方案三的原理是蛋白質(zhì)和DNA的變性溫度不同。特別提醒：①為什么反復地溶解與析出DNA，能夠去除雜質(zhì)？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，通過反復溶解與析出DNA，就能夠除去與DNA溶解度不同的多種雜質(zhì)。②方案二與方案三的原理有什么不同？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；方案三利用的是DNA和蛋白質(zhì)對高溫耐受性的不同，從而使蛋白質(zhì)變性，與DNA分離。7.DNA的析出與鑒定將處理后的溶液過濾，加入與濾液體積相等、冷卻的酒精溶液向兩支試管中各加入4ml的二苯胺試劑。混合均勻后，將試管置于沸水中加熱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的溶液是否變藍。8.以血液為實驗材料時每100ml血液中需要加入3g檸檬酸鈉防止血液凝固。9.二苯胺試劑要現(xiàn)配現(xiàn)用，否則會影響鑒定的效果。10.DNA的溶解度與NaCl溶液濃度的關系：當NaCl溶液濃度低于0.14mol/L時，隨濃度的升高，DNA的溶解度降低；當NaCl溶液濃度高于0.14mol/L時，隨濃度升高，DNA的溶解度升高，實驗選用2mol/lNaCl和0.015mol/lNaCl做溶解試劑。

5.1DNA的粗提取與鑒定基礎知識填空與背記一、DNA的提取思路提取生物大分子的基本思路是選用一定的

物理或化學

方法分離具有不同物理或化學性質(zhì)的生物大分子。對于DNA的粗提取而言，就是要利用DNA與

RNA

、

蛋白質(zhì)

和

脂質(zhì)

等在物理和化學性質(zhì)方面的差異，提取DNA，去除其他成分。

二、DNA的理化性質(zhì)1.DNA的溶解性：DNA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。利用這一特點，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。隨著NaCl溶液濃度的增大，DNA的溶解度_先減小后增大_。在__0.14mol/L_濃度下，DNA的溶解度最小，要使DNA充分溶解，一般采用_2mol/L_濃度的NaCl溶液。此外，DNA不溶于

酒精

溶液，但是細胞中的某些

蛋白質(zhì)

則溶于

酒精

溶液。利用這一原理，可以將DNA與蛋白質(zhì)進一步的分離。2.DNA對酶、高溫和洗滌劑的耐受性：

蛋白酶

能水解蛋白質(zhì)，但是對

DNA

沒有影響。大多數(shù)蛋白質(zhì)不能忍受60-80℃的高溫，而DNA在

80℃

以上才會變性。洗滌劑能夠瓦解

細胞膜，但對

DNA

沒有影響。3.DNA的鑒定：在

沸水浴

條件下，DNA遇

二苯胺

會被染成藍

色，因此

二苯胺可以作為鑒定DNA的試劑。

三、實驗設計1.實驗材料的選?。悍彩呛?/p>

DNA

的生物材料都可以考慮，但是選用DNA含量較高

的生物組織，成功的可能性更大。你認為教材提供的材料中哪些不適合提取DNA？哺乳動物的紅細胞、在液體培養(yǎng)基的大腸桿菌。(材料：魚卵、豬肝、菜花（花椰菜）、香蕉、雞血、哺乳動物的紅細胞、獼猴桃、洋蔥、豌豆、菠菜、在液體培養(yǎng)基的大腸桿菌)2.破碎細胞，獲取含DNA的濾液：動物細胞的破碎比較容易，以雞血細胞為例，在雞血細胞液中加入一定量的

蒸餾水

，同時用玻璃棒

攪拌，過濾后收集濾液即可。提取花椰菜的DNA時，在搗碎的花椰菜中加入一定的

洗滌劑

和食鹽

，進行充分的攪拌和研磨，過濾后收集研磨液。教材問題

①為什么加入蒸餾水能使雞血細胞破裂？

蒸餾水對于雞血細胞來說是一種低滲液體，水分可以大量進入血細胞內(nèi)，使血細胞脹裂。

②加入洗滌劑和食鹽的作用分別是什么？

洗滌劑是一些離子去污劑，能溶解細胞膜，有利于DNA的釋放；食鹽的主要成分是NaCl，有利于DNA的溶解。

③如果研磨不充分，會對實驗結果產(chǎn)生怎樣的影響?

研磨不充分會使細胞核內(nèi)的DNA釋放不完全，提取的DNA量變少，影響實驗結果，導致看不到絲狀沉淀物、用二苯胺鑒定不顯示藍色等。

④此步驟獲得的DNA濾液中可能含有哪些細胞成分？

可能含有核蛋白、多糖和RNA等雜質(zhì)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

溶解度

不同，通過控制NaCl溶液的濃度去除雜質(zhì)

。具體做法是：在濾液中加入NaCl，使NaCl溶液物質(zhì)的量濃度為2mol/L，過濾除去不溶的雜質(zhì)，再調(diào)節(jié)NaCl溶液物質(zhì)的量濃度為0.14mol/L,析出DNA，過濾

去除溶液中的雜質(zhì)，再用物質(zhì)的量濃度為2mol/L的NaCl溶液溶解

DNA

。方案二：直接在濾液中加入嫩肉粉，反應

10-15

min，嫩肉粉中的

木瓜蛋白酶

能夠分解蛋白質(zhì)。方案三：將濾液放在60-75℃的恒溫水浴箱中保溫10-15min，注意嚴格控制溫度范圍。目的是除去擔蛋白質(zhì)等雜質(zhì)。教材問題