高中生物選修一課題 DNA的粗提取與鑒定

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1、會(huì)計(jì)學(xué)1高中生物選修一課題高中生物選修一課題 DNA的粗提取與的粗提取與鑒定鑒定一、基礎(chǔ)知識(shí)分析一、基礎(chǔ)知識(shí)分析 （一）（一）DNADNA的提取原理的提取原理1 1、DNADNA的溶解性的溶解性DNADNA和蛋白質(zhì)等其他成分在不同濃和蛋白質(zhì)等其他成分在不同濃度的度的NaClNaCl溶液中溶解度不同溶液中溶解度不同第1頁(yè)/共31頁(yè)問(wèn)題思考與討論問(wèn)題思考與討論：根據(jù)根據(jù)DNADNA在在NaClNaCl溶液中的溶解度曲線圖，思溶液中的溶解度曲線圖，思考在什么濃度下，考在什么濃度下， DNADNA的溶解度最?。康娜芙舛茸钚?？ DNADNA在在NaClNaCl溶液中的溶解度是如何變化的？溶液中的溶解度是

2、如何變化的？如何通過(guò)控制如何通過(guò)控制NaClNaCl溶液的濃度使溶液的濃度使DNADNA在鹽溶液中在鹽溶液中溶解或析出？溶解或析出？NaClNaCl濃度為濃度為 0 014 mol14 molL L時(shí)時(shí)DNADNA的溶解度的溶解度最低。小于或大于最低。小于或大于0.14 mol0.14 molL L ，溶解度就逐漸增，溶解度就逐漸增大。利用這一原理，可以使大。利用這一原理，可以使DNADNA在鹽溶液中溶解或在鹽溶液中溶解或析出析出第2頁(yè)/共31頁(yè)DNADNA不溶于酒精溶液，但是細(xì)胞中的某些蛋白不溶于酒精溶液，但是細(xì)胞中的某些蛋白質(zhì)則可以溶于酒精。利用這一原理，可以將質(zhì)則可以溶于酒精。利用這一原

3、理，可以將DNADNA與蛋與蛋白質(zhì)進(jìn)一步分離白質(zhì)進(jìn)一步分離2 2、DNADNA在酒精溶液中的溶解性在酒精溶液中的溶解性3 3、DNADNA對(duì)酶、高溫和洗滌劑的耐受性對(duì)酶、高溫和洗滌劑的耐受性蛋白酶能水解蛋白質(zhì)，但是對(duì)蛋白酶能水解蛋白質(zhì)，但是對(duì)DNADNA沒(méi)有影響沒(méi)有影響大多數(shù)蛋白質(zhì)不能忍受大多數(shù)蛋白質(zhì)不能忍受60608080C C的高溫，而的高溫，而DNADNA在在8080C C以上才會(huì)變性以上才會(huì)變性洗滌劑可以溶解細(xì)胞的細(xì)胞膜，去除脂質(zhì)和蛋洗滌劑可以溶解細(xì)胞的細(xì)胞膜，去除脂質(zhì)和蛋白質(zhì)白質(zhì), ,但對(duì)但對(duì)DNADNA沒(méi)有影響沒(méi)有影響第3頁(yè)/共31頁(yè)第4頁(yè)/共31頁(yè)（二）、二）、DNADNA的鑒定

4、原理的鑒定原理 DNADNA與二苯胺（沸水浴）會(huì)染成藍(lán)色，與二苯胺（沸水?。?huì)染成藍(lán)色，因此，二苯胺可以作為鑒定因此，二苯胺可以作為鑒定DNADNA的試劑的試劑 甲基綠甲基綠 （綠色）（綠色）第5頁(yè)/共31頁(yè)第6頁(yè)/共31頁(yè)n教材提供的材料中哪些不適合提取教材提供的材料中哪些不適合提取DNA？哺乳動(dòng)物的紅細(xì)胞和液體培養(yǎng)基中的大腸桿菌哺乳動(dòng)物的紅細(xì)胞和液體培養(yǎng)基中的大腸桿菌 從核從核DNA數(shù)目來(lái)看，豬數(shù)目來(lái)看，豬38條，雞血條，雞血78條，哺條，哺乳動(dòng)物紅細(xì)胞乳動(dòng)物紅細(xì)胞0條，獼猴桃條，獼猴桃58條，洋蔥條，洋蔥16條，條，豌豆豌豆14條，菠菜條，菠菜12條，大腸桿菌條，大腸桿菌1條。請(qǐng)選擇條。

5、請(qǐng)選擇動(dòng)植物材料各一種。動(dòng)植物材料各一種。n最好選擇？最好選擇？雞血、獼猴桃雞血、獼猴桃第7頁(yè)/共31頁(yè)（二）破碎細(xì)胞，獲取含（二）破碎細(xì)胞，獲取含DNADNA的濾液的濾液1 1、動(dòng)物細(xì)胞、動(dòng)物細(xì)胞【雞血細(xì)胞雞血細(xì)胞】討論：為什么加入蒸餾水能使雞血細(xì)胞破裂？討論：為什么加入蒸餾水能使雞血細(xì)胞破裂？2 2、植物細(xì)胞、植物細(xì)胞【洋蔥洋蔥】討論：加入洗滌劑和食鹽的作用分別是什么？討論：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，洗滌劑是一些離子去污劑，能溶解細(xì)胞膜，有利于能溶解細(xì)胞膜，有利于DNADNA的釋放的釋放；食鹽的主要成分是食鹽的主要成分是NaClNaCl，有利于有利于DNAD

6、NA的溶解的溶解研磨不充分會(huì)使細(xì)胞核內(nèi)的研磨不充分會(huì)使細(xì)胞核內(nèi)的DNADNA釋放不完全，提取的釋放不完全，提取的DNADNA量變少量變少，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，導(dǎo)致看不到絲狀影響實(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)色等沉淀物、用二苯胺鑒定不顯示藍(lán)色等. .討論：如果研磨不充分，會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生怎樣的影響？討論：如果研磨不充分，會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生怎樣的影響？第8頁(yè)/共31頁(yè)討論：為什么反復(fù)地溶解與析出討論：為什么反復(fù)地溶解與析出DNADNA，能夠去除雜質(zhì)？，能夠去除雜質(zhì)？ 答：用高鹽濃度的溶液溶解答：用高鹽濃度的溶液溶解DNADNA，能除去在高，能除去在高鹽中不能溶解的雜質(zhì)；用低鹽濃度使鹽

7、中不能溶解的雜質(zhì)；用低鹽濃度使DNADNA析出，析出，能除去溶解在低鹽溶液中的雜質(zhì)。因此，通過(guò)能除去溶解在低鹽溶液中的雜質(zhì)。因此，通過(guò)反復(fù)溶解與析出反復(fù)溶解與析出DNADNA，就能夠除去與，就能夠除去與DNADNA溶解度溶解度不同的多種雜質(zhì)不同的多種雜質(zhì). .（三）去除濾液中的雜質(zhì)（三）去除濾液中的雜質(zhì)【閱讀方案一閱讀方案一】第9頁(yè)/共31頁(yè)討論：方案二與方案三的原理有什么不同？討論：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，答：方案二是利用蛋白酶分解雜質(zhì)蛋白，從而使提取的從而使提取的DNADNA與蛋白質(zhì)分開(kāi)；與蛋白質(zhì)分開(kāi)； 【酶的專一性酶的專一性】方案三利用的是方

8、案三利用的是DNADNA和蛋白質(zhì)對(duì)高溫耐受性的不和蛋白質(zhì)對(duì)高溫耐受性的不同，從而使蛋白質(zhì)變性，與同，從而使蛋白質(zhì)變性，與DNADNA分離分離【DNADNA的穩(wěn)定性的穩(wěn)定性】【閱讀方案二、三閱讀方案二、三】第10頁(yè)/共31頁(yè)第11頁(yè)/共31頁(yè)2 2、 DNADNA的鑒定的鑒定DNADNA二苯胺二苯胺甲基綠甲基綠沸水浴沸水浴藍(lán)色藍(lán)色綠色綠色第12頁(yè)/共31頁(yè)第13頁(yè)/共31頁(yè)第14頁(yè)/共31頁(yè)1 1、準(zhǔn)備雞血細(xì)胞液、準(zhǔn)備雞血細(xì)胞液過(guò)程：過(guò)程：檸檬酸鈉作用檸檬酸鈉作用: : 討論：提取雞血中的討論：提取雞血中的DNADNA時(shí)，為什么時(shí)，為什么除去血除去血液中的上清液？液中的上清液？ 答：血液分為兩部

9、分，一部分是血漿，一部答：血液分為兩部分，一部分是血漿，一部分是血細(xì)胞，離心后除去的上清液是血漿分是血細(xì)胞，離心后除去的上清液是血漿. . 取檸檬酸納溶液（抗凝劑）取檸檬酸納溶液（抗凝劑）100ml100ml，注入新鮮的雞，注入新鮮的雞血（約血（約180ml180ml），同時(shí)用玻璃棒攪拌，使血液與檸檬酸），同時(shí)用玻璃棒攪拌，使血液與檸檬酸納溶液充分混合，以免凝血。納溶液充分混合，以免凝血。防止血液凝固防止血液凝固第15頁(yè)/共31頁(yè) 將制備好的雞血細(xì)胞液將制備好的雞血細(xì)胞液5 mL5 mL10mL10mL，注入到，注入到50 mL50 mL燒杯中。向燒杯中。向燒杯中加入蒸餾水燒杯中加入蒸餾水20

10、 mL20 mL，同時(shí)，同時(shí)用玻璃棒充分?jǐn)嚢栌貌ＡО舫浞謹(jǐn)嚢? min5 min，使血，使血細(xì)胞加速破裂。然后，用放有紗細(xì)胞加速破裂。然后，用放有紗布的漏斗將血細(xì)胞液過(guò)濾至布的漏斗將血細(xì)胞液過(guò)濾至500mL500mL燒杯中。取其濾液。燒杯中。取其濾液。2 2、提取雞血細(xì)胞的細(xì)胞核物質(zhì)、提取雞血細(xì)胞的細(xì)胞核物質(zhì)第16頁(yè)/共31頁(yè)討論：討論：答：讓細(xì)胞內(nèi)濃度大于周圍溶液的濃度，細(xì)胞會(huì)答：讓細(xì)胞內(nèi)濃度大于周圍溶液的濃度，細(xì)胞會(huì)吸水以至漲破吸水以至漲破（1 1）為什么要加入蒸餾水？加入蒸餾水后細(xì)胞會(huì)有什么）為什么要加入蒸餾水？加入蒸餾水后細(xì)胞會(huì)有什么變化？變化？（2 2）用玻璃棒攪拌有什么意義？）用玻

11、璃棒攪拌有什么意義？答：用玻璃棒攪拌可以加速血細(xì)胞和細(xì)胞核的破答：用玻璃棒攪拌可以加速血細(xì)胞和細(xì)胞核的破裂。注意應(yīng)沿一個(gè)方向快速攪拌，但也不能太快裂。注意應(yīng)沿一個(gè)方向快速攪拌，但也不能太快太猛，防止打碎太猛，防止打碎DNADNA（3 3）濾去的是什么物質(zhì)？）濾去的是什么物質(zhì)？得到的是什么？得到的是什么？答：過(guò)濾將濾去的是細(xì)胞膜和核膜等物質(zhì)；答：過(guò)濾將濾去的是細(xì)胞膜和核膜等物質(zhì)；得到的是與蛋白質(zhì)等物質(zhì)結(jié)合在一起的得到的是與蛋白質(zhì)等物質(zhì)結(jié)合在一起的DNADNA第17頁(yè)/共31頁(yè)3 3、溶解細(xì)胞核內(nèi)的、溶解細(xì)胞核內(nèi)的DNADNA 將氯化鈉的物質(zhì)的量濃度為 2 mol/L的溶液40mL加入到濾液中，并

12、用玻璃棒沿一個(gè)方向攪拌1min，使其混合均勻，這時(shí)DNA溶解在溶液中。然后，用放有紗布的漏斗過(guò)濾，取其濾液。 加入蒸餾水，同時(shí)用玻璃棒不停地輕輕攪拌，這時(shí)燒杯中有絲狀物出現(xiàn)，注意觀察絲狀物呈什么顏色。繼續(xù)加入蒸餾水，溶液中出現(xiàn)的粘稠物會(huì)越來(lái)越多。當(dāng)粘稠物不再增加時(shí)停止加入蒸餾水（這時(shí)氯化鈉為0.14 molL）4 4、析出含、析出含DNADNA的粘稠物的粘稠物第18頁(yè)/共31頁(yè)討論：加入蒸餾水的目的？討論：加入蒸餾水的目的？ 降低降低NaClNaCl溶液濃度到使溶液濃度到使DNADNA溶解度最溶解度最低點(diǎn)，使低點(diǎn)，使DNADNA從從NaClNaCl溶液中析出溶液中析出. .5 5、濾取含濾取含

13、DNADNA的粘稠物的粘稠物 用放有多層紗布的漏斗，過(guò)濾步驟用放有多層紗布的漏斗，過(guò)濾步驟4 4中的溶液至中的溶液至 500mL500mL的燒杯中，含的燒杯中，含 DNADNA的的粘稠物被留在紗布上粘稠物被留在紗布上第19頁(yè)/共31頁(yè)6 6、將、將DNADNA的粘稠物再溶解的粘稠物再溶解 取取 1 1個(gè)個(gè) 50 mL50 mL燒杯，向燒杯內(nèi)注入氯化鈉燒杯，向燒杯內(nèi)注入氯化鈉的物質(zhì)的量濃度為的物質(zhì)的量濃度為 2 mol2 molL L的溶液的溶液 20mL20mL。用鈍。用鈍頭鑷子將紗布上的粘稠物夾至氯化鈉溶液中，用頭鑷子將紗布上的粘稠物夾至氯化鈉溶液中，用玻璃擇不停地?cái)嚢?，使粘稠物盡可能多地溶

14、解于玻璃擇不停地?cái)嚢?，使粘稠物盡可能多地溶解于溶液中溶液中. .7 7、過(guò)濾含有、過(guò)濾含有DNADNA的氯化鈉溶液的氯化鈉溶液 取取1 1個(gè)個(gè)100 mL100 mL燒杯，用放有兩層紗布的漏燒杯，用放有兩層紗布的漏斗過(guò)濾步驟斗過(guò)濾步驟6 6中的溶液。取其濾液，中的溶液。取其濾液，DNADNA溶于濾液溶于濾液中中. .第20頁(yè)/共31頁(yè)8 8、提取含雜質(zhì)較少的、提取含雜質(zhì)較少的DNADNA 在上述濾過(guò)的溶液中，加入在上述濾過(guò)的溶液中，加入冷卻的、酒冷卻的、酒精的體積分?jǐn)?shù)為精的體積分?jǐn)?shù)為 9595的溶液的溶液 50mL50mL（使用冷卻（使用冷卻的酒精，對(duì)的酒精，對(duì)DNADNA的凝集效果較佳），的

15、凝集效果較佳），并用玻璃棒并用玻璃棒攪拌，溶液中會(huì)攪拌，溶液中會(huì)出現(xiàn)含雜質(zhì)較少的絲狀物出現(xiàn)含雜質(zhì)較少的絲狀物。用用玻璃棒將絲狀物卷起，并用濾紙吸取上面的水玻璃棒將絲狀物卷起，并用濾紙吸取上面的水分。這種分。這種絲狀物的絲狀物的主要成分就是主要成分就是DNADNA9 9、 DNADNA的鑒定的鑒定二苯胺二苯胺【水浴加熱水浴加熱】第21頁(yè)/共31頁(yè) 答：因?yàn)榇穑阂驗(yàn)镈NADNA不溶于冷酒精，而其他物質(zhì)不溶于冷酒精，而其他物質(zhì)可以溶解在酒精中，使含雜質(zhì)較少的可以溶解在酒精中，使含雜質(zhì)較少的DNADNA絲絲狀物可以析出狀物可以析出, ,懸浮于溶液中懸浮于溶液中討論：討論：（2 2）觀察絲狀物呈什么顏色

16、？）觀察絲狀物呈什么顏色？答：白色答：白色（1 1）為什么要加）為什么要加50mL50mL的冷酒精？的冷酒精？第22頁(yè)/共31頁(yè)第23頁(yè)/共31頁(yè)第24頁(yè)/共31頁(yè)第25頁(yè)/共31頁(yè)第26頁(yè)/共31頁(yè)第27頁(yè)/共31頁(yè).（7分）下列是分）下列是DNA粗提取與鑒定的實(shí)驗(yàn)粗提取與鑒定的實(shí)驗(yàn)（1）實(shí)驗(yàn)原理：）實(shí)驗(yàn)原理：DNA在不同濃度在不同濃度NaCl溶液中的溶解溶液中的溶解度不同。在度不同。在2mol/LNaCl溶液中，溶液中，DNA溶解，部分蛋白溶解，部分蛋白質(zhì)鹽析生成沉淀；在質(zhì)鹽析生成沉淀；在 mol/LNaCl溶液中時(shí)，溶液中時(shí)，DNA析析出。出。DNA不溶于不溶于 溶液，利用這一原理可將溶

17、液，利用這一原理可將DNA與與蛋白質(zhì)進(jìn)一步分離。在沸水浴的條件下，蛋白質(zhì)進(jìn)一步分離。在沸水浴的條件下，DNA溶液遇溶液遇 試劑會(huì)被變成藍(lán)色的特性，可以鑒定提取的試劑會(huì)被變成藍(lán)色的特性，可以鑒定提取的DNA。（2）制備雞血細(xì)胞液時(shí)，要在取新鮮雞血的同時(shí)加入）制備雞血細(xì)胞液時(shí)，要在取新鮮雞血的同時(shí)加入 ，使血液分層，取下層血細(xì)胞沉淀。，使血液分層，取下層血細(xì)胞沉淀。（3）在雞血細(xì)胞液中加入一定量的蒸餾水，其目的是）在雞血細(xì)胞液中加入一定量的蒸餾水，其目的是為了為了 。0.14酒精酒精二苯胺二苯胺檸檬酸鈉檸檬酸鈉使血細(xì)胞吸水膨脹破裂使血細(xì)胞吸水膨脹破裂第28頁(yè)/共31頁(yè)（4）提取洋蔥的）提取洋蔥的DNA時(shí)，在切碎的洋蔥中加時(shí)，在切碎的洋蔥中加入一定量的入一定量的 和食鹽，進(jìn)行充分地和食鹽，進(jìn)行充分地?cái)嚢韬脱心ィ^(guò)濾后收集攪拌和研磨，過(guò)濾后收集 。洗滌劑洗滌劑研磨液研磨液第29頁(yè)/共31頁(yè)Thanks第30頁(yè)/共31頁(yè)