DNA粗提取與鑒定導(dǎo)學(xué)案5頁

1、高二理 制作老師：楊景【課題5】： 課題1 DNA的粗提取與鑒定【知識(shí)回顧】一、實(shí)驗(yàn)原理1、提取DNA的方法提取生物大分子的基本思路是 。對于DNA的粗提取而言，就是要利用 、 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。1） DNA的溶解性 思考題1：DNA在氯化鈉溶液中的溶解度有什么特點(diǎn)？對此有什么應(yīng)用？ 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(huì)變性。洗滌劑能夠瓦解 ，但對DNA沒有影響。3）DNA的鑒定 思考題2：依據(jù)什么原理來鑒定DNA？ 在 條件下，DNA遇 會(huì)被染成 色，因此二苯

2、胺可以作為鑒定DNA的試劑。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)1、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。2、 破碎細(xì)胞，獲取含DNA的濾液 1） 制備和提取細(xì)胞核物質(zhì)：動(dòng)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(shí)用 攪拌，得到雞血細(xì)胞液。過濾后收集研磨液；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(shí)，在切碎的洋蔥中加入一定的 和 ，進(jìn)行充分的攪拌和研磨。過濾后收集研磨液。2）溶解細(xì)胞核的DNA：向收集的濾液中加入 的溶液，攪拌使DNA呈溶解狀態(tài)。3、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

3、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。4、DNA的析出與鑒定 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(huì)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。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 ?；旌暇鶆蚝?，將試管置于 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、實(shí)驗(yàn)案例：以雞血細(xì)胞DNA的提取和鑒定為例：1制備雞

4、血細(xì)胞液：在雞血中加入質(zhì)量濃度為01g/mL的檸檬酸鈉溶液，離心處理；加入檸檬酸鈉的目的： 2提取雞血細(xì)胞的細(xì)胞核物質(zhì)：向雞血細(xì)胞液中加入蒸餾水，攪拌、過濾；思考1：加入蒸餾水的目的是什么？為什么能達(dá)到此目的？ 3溶解細(xì)胞核內(nèi)的DNA：加入2mol/L的氯化鈉溶液，攪拌，使DNA呈溶解狀態(tài)；4析出含DNA的黏稠物：加入蒸餾水，用玻璃棒攪拌；思考題2：此時(shí)加入蒸餾水的目的是什么？ 5濾取含DNA的黏稠物：過濾；思考題3：這次過濾與上次過濾的目的一樣嗎？為什么？ 6將DNA的黏稠物再溶解：加入2mol/L的氯化鈉溶液，攪拌，使DNA呈溶解狀態(tài)；7過濾含有DNA的氯化鈉溶液：思考題4：這一步驟過濾的

5、目的是什么？ 思考題5：為什么反復(fù)地溶解與析出DNA，能夠去除雜質(zhì)？ 8提取含雜質(zhì)較少的DNA：加入冷卻的95%的酒精，攪拌；思考題6：這一步驟的目的是什么？ 9DNA的鑒定：取兩支試管，各加入0015mol/L的氯化鈉溶液5mL，一支加入提取的DNA，兩支各加入4mL的二苯胺試劑?；旌暇鶆蚝笾糜诜兴屑訜?。四、操作提示1、以血液為實(shí)驗(yàn)材料時(shí)，每100ml血液中需要加入3g ，防止 。2、加入洗滌劑后，動(dòng)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(shí)，動(dòng)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(huì)影響鑒定的效果。4DNA的溶解度

6、與NaCl溶液濃度的關(guān)系：當(dāng)NaCl溶液濃度低于0.14mol/L時(shí)，隨濃度的升高，DNA的溶解度降低；當(dāng)NaCl溶液濃度高于0.14mol/L時(shí)，隨濃度升高，DNA的溶解度升高。5盛放雞血細(xì)胞液的容器，最好是塑料容器。雞血細(xì)胞破碎以后釋放出的DNA，容易被玻璃容器吸附，由于細(xì)胞內(nèi)DNA的含量本來就比較少，再被玻璃容器吸附去一部分，提取到的DNA就會(huì)更少。因此，實(shí)驗(yàn)過程中最好使用塑料的燒杯和試管，這樣可以減少提取過程的DNA的損失。典例解析本實(shí)驗(yàn)中有三次過濾：過濾用蒸餾水稀釋過的雞血細(xì)胞液過濾含粘稠物的0.14mol/LNaCl溶液過濾溶解有DNA的2mol/LNaCl溶液 以上三次過濾分別為

7、了獲得（ ）A含核物質(zhì)的濾液、紗布上的粘稠物、含DNA的濾液B含核物質(zhì)的濾液、濾液中DNA粘稠物、含DNA的濾液C含核物質(zhì)的濾液、濾液中DNA粘稠物、紗布上的DNAD含較純的DNA濾液、紗布上的粘稠物、含DNA的濾液答案：A解析:用蒸餾水稀釋雞血細(xì)胞液，使血細(xì)胞的細(xì)胞膜、核膜破裂，釋放出核物質(zhì)，此時(shí)過濾只能得到含DNA和其他物質(zhì)如蛋白質(zhì)的濾液，這種濾液必須經(jīng)過實(shí)驗(yàn)中其他步驟得相繼處理，方能得到較純的DNA。DNA在0.13mol/LNaCl溶液中溶解度最低，成絲狀粘稠物，可經(jīng)過濾留在紗布上。 【習(xí)題鞏固】一、選擇題（10個(gè)）1.在研究DNA的基因樣本前，采集來的血樣需要蛋白水解酶處理，然后用有

8、機(jī)溶劑除去蛋白質(zhì)。用蛋白水解酶處理血樣的目的是（ ）A.除去血漿中的蛋白質(zhì) B.除去染色體上的蛋白質(zhì) C.除去血細(xì)胞表面的蛋白質(zhì)D.除去血細(xì)胞中的所有的蛋白質(zhì)，使DNA釋放，便于進(jìn)一步提純2與析出DNA粘稠物有關(guān)的敘述，不正確的是（ ）A.操作時(shí)緩緩滴加蒸餾水，降低DNA的溶解度 B.在操作A時(shí)，用玻璃棒輕緩攪拌，以保證DNA分子完整 C.加蒸餾水可同時(shí)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(shí)，此時(shí)NaCl的濃度相當(dāng)于0.14mol/L3洗滌劑能夠瓦解（ ），但對DNA沒有影響。A.細(xì)胞壁 B.細(xì)胞膜 C.細(xì)胞核 D.細(xì)胞質(zhì)4在沸水浴的條件下，DNA遇（ ）會(huì)被染成藍(lán)

9、色。A.斐林試劑 B.蘇丹染液 C.雙縮脲試劑 D.二苯胺5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6下列操作中，對DNA的提取量影響最小的是（ ）A.使雞血細(xì)胞在蒸餾水中充分破裂，放出DNA等核物質(zhì)B.攪拌時(shí)，要使用玻璃棒沿一個(gè)方向輕緩攪拌C.在“析出DNA粘稠物”時(shí)，要緩緩加蒸餾水，直至溶液中粘稠物不再增加D.在用酒精沉淀DNA時(shí)，要使用冷酒精，甚至再將混合液放入冰箱中冷卻E在DNA的溶解和再溶解時(shí)，要充分?jǐn)嚢?DNA的粗提取中，將與濾液體積相等的、冷卻的（ ），靜置23min，溶液中會(huì)出現(xiàn)白色

10、絲狀物。A.09%的NaCl B.0.14mol/L的NaCl溶液 C.質(zhì)量分?jǐn)?shù)15%的HCl D.體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精溶液8.以血液為實(shí)驗(yàn)材料時(shí)，需要向血液中加入（ ），防止血液凝固。A.醋酸鈉 B.龍膽紫 C.檸檬酸鈉 D.醋酸洋紅9.在向溶解DNA的NaCl溶液中，不斷加入蒸餾水的目的是（ ）A.加快溶解DNA的速度 B.加快溶解雜質(zhì)的速度 C.減少DNA的溶解度，加快DNA析出 D.減小雜質(zhì)的溶解度，加快雜質(zhì)的析出10.去除濾液中的雜質(zhì)時(shí)，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.腸肽酶二、非選擇題（3個(gè)）1提取雞血中DN

11、A時(shí)，要除去血液中的上清液，這是因?yàn)槭裁矗?填寫本實(shí)驗(yàn)完成下列實(shí)驗(yàn)操作時(shí)所用試劑。提取雞血細(xì)胞中核物質(zhì) 溶解核內(nèi)DNA： 析出2mol/LNaCl溶液中的DNA DNA粘稠物的再溶解 提取雜質(zhì)較少的DNA白色乳狀絲狀物 DNA的鑒定 3.關(guān)于DNA粗提取的實(shí)驗(yàn)材料的選擇，也經(jīng)過了多次實(shí)驗(yàn)效果的比較，最終選擇雞血做實(shí)驗(yàn)材料的原因是什么？請回答下列問題：雞血細(xì)胞中紅細(xì)胞 ，家雞屬于鳥類，新陳代謝旺盛，因而血液中 細(xì)胞數(shù)目較多，可以提供豐富的 。生活在牧區(qū)的人們，采集牛、羊和馬血比較方便，若他們按實(shí)驗(yàn)要求完成實(shí)驗(yàn)步驟后，結(jié)果是 ，這是因?yàn)檫@些動(dòng)物和人一樣，成熟的紅細(xì)胞中 ，但若改用動(dòng)物肝臟做實(shí)驗(yàn)材料

12、，實(shí)驗(yàn)?zāi)茼樌M(jìn)行。這是因?yàn)?。若選用動(dòng)物肝臟做實(shí)驗(yàn)材料，在提取之前，最好增加 程序，使組織細(xì)胞更易分離?！疽呻y點(diǎn)撥】1為什么加入蒸餾水能使雞血細(xì)胞破裂？答：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。2加入洗滌劑和食鹽的作用分別是什么？答：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。3如果研磨不充分，會(huì)對實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生怎樣的影響？答：研磨不充分會(huì)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

13、絲狀沉淀物、用二苯胺鑒定不顯示藍(lán)色等。4此步驟獲得的濾液中可能含有哪些細(xì)胞成分？答：可能含有核蛋白、多糖和RNA等雜質(zhì)。5為什么反復(fù)地溶解與析出DNA，能夠去除雜質(zhì)？答：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)。6方案二與方案三的原理有什么不同？答：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的溶解度與NaCl溶液濃度的關(guān)系：當(dāng)NaCl溶液濃度

14、低于0.14mol/L時(shí)，隨濃度的升高，DNA的溶解度降低；當(dāng)NaCl溶液濃度高于0.14mol/L時(shí)，隨濃度升高，DNA的溶解度升高。思考題5、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；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。思考題6、使氯化鈉溶液濃度接近014mol/L，使DNA最大限度地析出。思考題7、不一樣；這次過濾是為了去除不溶于氯化鈉溶液的雜質(zhì)，而上次過濾是為了去除破裂的細(xì)胞膜等物質(zhì)。思考題8、除去含有DNA濾液中的雜質(zhì)；思考題9、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)。思考題10、去除溶于酒精的雜質(zhì)；思考題11、可抑制核酸水解酶的活性，防止降解DNA；降低分子的運(yùn)動(dòng)，易于形成沉淀析出；低溫有利于增加DNA分子柔韌性