《高中生物《DNA的粗提取與鑒定》學(xué)案1新人教版選修》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《高中生物《DNA的粗提取與鑒定》學(xué)案1新人教版選修(5頁珍藏版)》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、DNA的粗提取與鑒定導(dǎo)學(xué)誘思 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。圖 5 1 是 DNA 在 NaCl 溶液中的溶解度曲線,請根據(jù)曲線圖,思考:在什么濃度下, DNA 的溶解度最??? 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?此外, DNA 不溶于溶液,
2、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。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60 80oC 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。3) DNA 的鑒定在條件下, DNA 遇會被染成色,因此二苯胺可以作為鑒定DNA 的試劑。2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。在下面的生物材料中選取適合的實(shí)驗(yàn)材料:魚卵、豬肝、菜花(花椰菜) 、香蕉、雞血、哺乳動物的紅細(xì)
3、胞、獼猴桃、洋蔥、豌豆、菠菜、在液體培養(yǎng)基的大腸桿菌思考:哺乳動物的紅細(xì)胞的特點(diǎn)?2)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,在切碎的洋蔥中加入一定的和,進(jìn)行充分的攪拌和研磨,過濾后收集研磨液。思考:為什么加入蒸餾水能使雞血細(xì)胞破裂?加入洗滌劑和食鹽的作用分別是什么?如果研磨不充分,會對實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生怎樣的影響?用心愛心專心此步驟獲得的濾液中可能含有哪些細(xì)胞成分?3)去除濾液中的雜質(zhì)閱讀課本的三個方案,思考:為什么反復(fù)地溶解與析出DNA
4、,能夠去除雜質(zhì)?方案二與方案三的原理有什么不同?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。3操作提示以血液為實(shí)驗(yàn)材料時,每100ml 血液中需要加入3g,防止。加入洗滌劑后,動作要、,否則容易產(chǎn)生大
5、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。二苯胺試劑要,否則會影響鑒定的效果。4結(jié)果分析與評價疑難點(diǎn)撥 1 DNA 的溶解度與 NaCl 溶液濃度的關(guān)系:當(dāng) 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(dāng) NaCl 溶液濃度高于 0.14mol/L 時,隨濃度升高, DNA 的溶解度升高。2 制備雞血細(xì)胞液時,要在新鮮的雞血中加入檸檬酸鈉的原因制備雞血細(xì)胞液時, 要在新鮮的雞血中加入抗凝劑檸檬酸鈉,防止血液凝固。 其原理是檸檬酸鈉能與血漿中Ca2+發(fā)生反應(yīng), 生成檸檬酸鈣絡(luò)合物, 血漿中游離
6、的 Ca2+大大減少,血液便不會凝固,因?yàn)殡u血紅細(xì)胞,白細(xì)胞都有細(xì)胞核,DNA 主要存在于細(xì)胞核中,所以在離心或靜置沉淀后,要棄出上層清液血漿。3提取 DNA 的第一步是材料的選取,其目的是一定要選取DNA 含量較高的生物材料,否則會由于實(shí)驗(yàn)過程中或多或少的損失而造成檢測的困難;第二步是DNA 的釋放和溶解,這一步是實(shí)驗(yàn)成功與否的關(guān)鍵,要盡可能使細(xì)胞內(nèi)的DNA 全部溶解;第三步是 DNA 的純化,即根據(jù) DNA 的溶解特性、對酶及高溫的耐受性的不同等特性,最大限度地將DNA 與雜質(zhì)分開;最后一步是對 DNA 進(jìn)行鑒定,這是對整個實(shí)驗(yàn)的結(jié)果的檢測。4在 DNA 的析出的步驟中用到玻璃棒攪拌時,注
7、意動作要輕緩,以免加劇DNA 分子的斷裂,導(dǎo)致 DNA 分子不能形成絮狀沉淀。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用心愛心專心的 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
8、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?!菊n本問題答案和提示】(一)旁欄思考題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
9、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,會對實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生怎樣的影響?答: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。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
10、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。(二)練習(xí)1答:提取DNA 的第一步是材料的選取,其目的是一定要選取DNA 含量較高的生物材料,否則會由于實(shí)驗(yàn)過程中或多或少的損失而造成檢測的困難;第二步是DNA 的釋放和溶解,這一步是實(shí)驗(yàn)成功與否的關(guān)鍵,要盡可能使細(xì)胞內(nèi)的DNA
11、 全部溶解; 第三步是DNA 的純化,用心愛心專心即根據(jù) DNA 的溶解特性、對酶及高溫的耐受性的不同等特性,最大限度地將DNA 與雜質(zhì)分開;最后一步是對DNA 進(jìn)行鑒定,這是對整個實(shí)驗(yàn)的結(jié)果的檢測。2答:提取蛋白質(zhì)比提取DNA 的難度大。這是因?yàn)?,與DNA 相比,蛋白質(zhì)對溫度、鹽濃度、 pH 等條件要敏感得多,很容易失活;并且蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)多種多樣,理化性質(zhì)各不相同,使得蛋白質(zhì)的提取沒有一種統(tǒng)一的方法,只能根據(jù)特定蛋白質(zhì)的特性摸索提取的條件,設(shè)計(jì)特定的方法?!局R拓展 】1.二苯胺鑒定DNA 的化學(xué)原理DNA 中嘌呤核苷酸上的脫氧核糖遇酸生成-羥基 - 酮基戊醛, 它再和二苯胺作用而呈現(xiàn)藍(lán)色(溶液呈淺藍(lán)色)。鑒定時溶液藍(lán)色的深淺,與溶液中DNA 含量的多少有關(guān)。2.研磨液中幾種藥品的作用Tris/HCl:提供緩沖體系,DNA 在這一體系中呈穩(wěn)定態(tài)(Tris 為三羥甲基氨基甲烷) 。EDTA(乙二胺四乙酸二鈉) :是 DNA 酶的抑制劑,可以防止細(xì)胞破碎后DNA 酶降解 DNA。SDS(十二烷基磺酸鈉) :可以使蛋白質(zhì)變性,與DNA 分離?!窘虒W(xué)反思】用心愛心專心