1、课题1 DNA的粗提取与鉴定,课程标准 本课题在课标中没有明确要求，但本部分内容与PCR技术和蛋白质的提取有一定联系。 课标解读 1.了解DNA分子的理化性质。 2.理解DNA粗提取与鉴定的原理。 3.掌握DNA粗提取技术。,1提取生物大分子的基本思路选用一定的 或 方法分离具有不同 的生物大分子。 2提取DNA的思路：利用DNA与 、 和 等在 和 性质方面的差异，提取DNA，去除其他成分。,提取DNA的方法,物理,化学,物理或化学性质,RNA,蛋白质,脂质,物理,化学,3原理(1)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
2、质沉淀，或者相反，以达到分离的目的。(2)DNA不溶于 ，但是细胞中的某些蛋白质则溶于此溶液。(3) 能水解蛋白质，但对DNA没有影响。大多数蛋白质不能忍受 的高温，而DNA在 以上才会变性。洗涤剂能瓦解 ，但对DNA没有影响。,NaCl,盐浓度,酒精,蛋白酶,6080,80,细胞膜,4DNA的鉴定在 的条件下，DNA遇二苯胺会染成 。注意二苯胺试剂要 。思维激活1 为提取到DNA，曾先后使用不同浓度的NaCl溶液，则在质量浓度为2 mol/L NaCl溶液及0.14 mol/L NaCl溶液中应取滤液，还是滤得的固体物？提示 在质量浓度为2 mol/L NaCl溶液中DNA呈溶解状态，应取滤
3、液，在质量浓度为0.14 mol/L NaCl溶液中DNA溶解度极低，易析出，应取固体物。,沸水浴,蓝色,现配现用,1利用DNA的溶解特性粗提取DNADNA与蛋白质在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同。,DNA不溶于酒精溶液，但是细胞中的某些蛋白质则溶于酒精。利用这一原理，可将DNA与蛋白质进一步分离。,2.利用DNA对酶、高温及洗涤剂的耐受性提取DNA(见下表),特别提醒 (1)甲基绿可将DNA染成绿色，且不需水浴加热。二苯胺鉴定DNA属于颜色反应，需要水浴加热5 min，可使DNA呈蓝色。 (2)二苯胺试剂要现配现用，否则二苯胺会变成浅蓝色，影响鉴定效果。,【巩固1】 蛋白酶能将蛋白质水解
4、而使染色质中的DNA分离出来。下列药品可达到上述同一目的的是 ( )。A蒸馏水 BNaCl溶液CNaOH溶液 D盐酸解析 蛋白酶是利用酶的专一性将DNA和蛋白质分离，而NaCl溶液则是利用DNA和蛋白质在该溶液中的溶解度不同将其分离。答案 B,1实验材料的选取选用 含量相对较高的生物组织。 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 即可。,DNA粗提取实验流程,DNA,蒸馏水,滤液,(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 和 ，进行充分 和 ，过滤后收集研磨液。 3去除滤液中的杂质(1)方案一：通
5、过控制 的浓度去除 。(2)方案二：直接向滤液中加入 ，反应10 15 min，添加物中的 能够分解蛋白质。(3)方案三：将滤液放在 的恒温水浴箱中保温1015 min，注意严格控制温度范围，使 沉淀析出而 分子还未变性，可以将DNA与蛋白质分离。,洗涤剂,食盐,搅拌,研磨,NaCl溶液,杂质,嫩肉粉,木瓜蛋白酶,6075,蛋白质,DNA,4DNA的进一步提纯利用DNA不溶于冷却的 这一原理，可从溶液中析出较纯净的DNA，此时DNA的状态为 。 5DNA的鉴定将呈丝状物的DNA溶解于5 mL质量浓度为 溶液中，再加入4 mL的 试剂， 加热5 min，冷却后观察溶液的颜色。注意要同时设置 实验
6、。,酒精溶液,白色丝状物,2mol/L的NaCl,二苯胺,沸水,对照,思维激活2 用猪的血液与鸡的血液提取DNA哪个效果更好？ 提示 用鸡的血液；因为鸡血细胞核DNA含量丰富，材料易得，而猪的红细胞无细胞核DNA含量少。,1实验材料的选取本实验用鸡血细胞作实验材料有两个原因：一是因为鸡血细胞的核DNA含量丰富，材料易得；二是鸡血细胞极易吸水涨破，而用动物肝脏细胞等作实验材料常常需要匀浆和离心，对设备要求较高，操作繁琐，历时较长。,2提取DNA的具体步骤, (2)溶解核内DNA：滤液质量浓度为2 mol/L NaCl溶液 (3)过滤：除去不溶的杂质，得滤液 (4)析出含DNA的黏稠物：向滤液中缓
7、缓加入蒸馏水，并用玻璃棒轻轻沿一个方向不停地搅拌，直到丝状物不再增加时，停止加水(此时NaCl质量浓度约为0.14 mol/L) (5)过滤：用多层纱布过滤，含DNA的黏稠物被留在纱布上 ,(6)DNA的黏稠物再溶解：将其溶解在质量浓度为2 mol/L的NaCl溶液中 (7)过滤：用两层纱布滤得含DNA的滤液 (8)对DNA进一步提纯：向滤液中加入与滤液体积相等的、冷却的体积分数为95%的酒精，静置23 min，溶液中会出现白色丝状物，即粗提取的DNA (9)DNA的鉴定,特别提醒 (1)动、植物细胞在获取DNA滤液方面的比较(见下表)(2)制备鸡血细胞液时，要在取鸡血的同时加入柠檬酸钠，静置
8、后上层是血浆，下层为所需要的血细胞。,【巩固2】 下图为“DNA粗提取和鉴定”实验的相关操作。这些操作目的正确的是 ( )。,A是洗涤红细胞，去除血细胞表面的杂质 B是溶解DNA，去除不溶于酒精的杂质 C是溶解DNA，去除不溶于质量浓度为2 mol/L NaCl溶液的杂质 D是稀释NaCl溶液，去除不溶于低浓度NaCl溶液的杂质,解析 是使鸡血细胞吸水胀破释放出核物质；是析出DNA，去除溶于酒精的杂质；是稀释NaCl溶液使其浓度接近0.14 mol/L，去除溶于低浓度NaCl溶液的杂质。 答案 C,【例1】 (2011江苏)在利用鸡血进行“DNA的粗提取与鉴定”的实验中，下列相关叙述正确的是
9、( )。A用蒸馏水将NaCl溶液质量浓度调至0.14 mol/L，滤去析出物B调节NaCl溶液质量浓度或加入木瓜蛋白酶，都可以去除部分杂质C将丝状物溶解在质量浓度为2 mol/L NaCl溶液中，加入二苯胺试剂即呈蓝色D用菜花替代鸡血作为实验材料，其实验操作步骤相同,DNA粗提取的原理,思维导图：,深度剖析 当NaCl质量浓度为0.14 moL/L时，DNA溶解度最小，析出物中含有大量的DNA。将丝状DNA溶解在质量浓度为2 mol/L的NaCl溶液中，加入二苯胺沸水浴加热后呈蓝色。菜花替代鸡血作实验材料，实验操作步骤不完全相同，处理菜花时，先用洗涤剂处理细胞膜。 答案 B,归纳提升DNA的粗
10、提取原理及目的归纳,【例2】 下图为“DNA的粗提取与鉴定”的实验装置，请回答下列相关的问题。,DNA粗提取实验操作,(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，再在溶液中加入质量浓度为2 mol/L的NaCl溶液的目的是_ (3)图C所示实验步骤中加蒸馏水的目的是_。 思维导图：,深度剖析 题图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低渗的环境之中，细胞因大量吸水而最终破裂，并释放出胞内物。图B通过纱布过滤使血细胞释放出的DN
11、A滤入收集的滤液中(将大量胶状物滤出)，再在滤液中加入质量浓度为2 mol/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，如在质量浓度为0.14 mol/L的NaCl溶液中溶解度只有水中的1%，而在质量浓度为1 mol/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)，可使溶液的NaCl浓度降至较低，由于DNA在较低浓度的NaCl溶液中溶解度很低(在质量浓度为0.14 mol/L的NaCl溶液中溶解度最低，浓度再变小则DNA溶解度将增大)，使DNA低渗析出，经过滤等手段可以收集到DNA。,答案 (1)DNA (2)使血细胞破裂
12、 使滤液中的DNA溶于浓NaCl溶液 (3)使DNA析出 易错提醒 DNA粗提取操作中两次加入蒸馏水及三次过滤的目的分析： (1)实验过程中两次加入蒸馏水，操作目的各不相同：第一次加蒸馏水，目的是使血细胞通过吸水涨破，释放出核内的DNA；第二次加蒸馏水，目的是稀释氯化钠溶液，使其浓度降至质量浓度为0.14 mol/L，最终使大量DNA析出。,(2)在DNA粗提取中三次过滤时，DNA存在的部分及所用的纱布层数不同： 第一次过滤用蒸馏水稀释过的鸡血细胞液，是为了得到含DNA的滤液，使用的纱布为12层。 第二次过滤含有黏稠物的NaCl溶液，是为了得到从低浓度的NaCl溶液中析出的附着在纱布上的含DN
13、A的黏稠物，所用的纱布为多层。 第三次过滤溶解有DNA的NaCl溶液，目的是为了使DNA再溶解，所以只要用两层纱布即可。,单击此处进入 随堂达标检测,旁栏思考题 1为什么加入蒸馏水能使鸡血细胞破裂？ 解析 鸡血细胞与外界溶液相当于一个渗透系统，在蒸馏水中会发生渗透吸水，使细胞胀裂。 答案 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？ 答案 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
14、解。 3如果研磨不充分，会对实验结果产生怎样的影响？ 答案 研磨不充分会使细胞核内的DNA释放不完全，提取的DNA量少，影响实验结果，导致看不到丝状沉淀物、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？ 解析 破碎的细胞通过过滤后，只能将体积较大的杂质除去，而与DNA体积相近的蛋白质、多糖和RNA等大分子物质都还存在。 答案 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？ 答案 用高浓度的盐溶液溶解DNA，能除去在高盐中不能溶解的杂质；用低盐溶液使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
15、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？ 解析 分离蛋白质和DNA的方法无非是利用物理或化学方法将二者分离。 答案 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。,练习 1答案 提取DNA的第一步是材料的选取，其目的是一定要选取DNA含量较高的生物材料，否则会由于实验过程中或多或少的损失而造成检测的困难；第二步是DNA的释放和溶解，这一步是实验成功与否的关键，要尽可能使细胞内的DNA全部溶解；第三步是DNA的纯化，即根据DNA的溶解特性、对酶及高温的耐受性的不同等特性，最大限度地将DNA与杂质分开；最后一步是对DNA进行鉴定，这是对整个实验的结果的检测。,2解析 生物大分子的分离方法较多，但是对不同的生物大分子，应该选择不同的提取方法进行提取，一般地说，被提取的物质性质越稳定，分离的方法就越简单。 答案 提取蛋白质比提取DNA的难度大。这是因为与DNA相比，蛋白质对温度、盐浓度、pH等条件要敏感得多，很容易失活；并且蛋白质的空间结构多种多样，理化性质各不相同，使得蛋白质的提取没有一种统一的方法，只能根据特定蛋白质的特性摸索提取的条件，设计特定的方法。,单击此处进入 活页规范训练,
