高中生物《DNA的粗提取與鑒定》學案1新人教版選修

DNA的粗提取與鑒定導學誘思 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、等在物理和化學性質方面的差異，提取DNA，去除其他成分。1） DNA 的溶解性DNA 和蛋白質等其他成分在不同濃度的中溶解度不同，利用這一特點，選擇適當?shù)柠}濃度就能使充分溶解，而使雜質沉淀，或者相反，以達到分離目的。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，但是細胞中的某些蛋白質則溶于酒精。利用這一原理，可以將 DNA 與蛋白質進一步的分離。2） DNA 對酶、高溫和洗滌劑的耐受性蛋白酶能水解，但是對沒有影響。大多數(shù)蛋白質不能忍受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實驗設計1 ） 實 驗 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驗材料：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)基的大腸桿菌思考：哺乳動物的紅細胞的特點？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，同時用攪拌，過濾后收集濾液即可。如果實驗材料是植物細胞，需要先用溶解細胞膜。例如，提取洋蔥的DNA 時，在切碎的洋蔥中加入一定的和，進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，會對實驗結果產生怎樣的影響?用心愛心專心此步驟獲得的濾液中可能含有哪些細胞成分？3）去除濾液中的雜質閱讀課本的三個方案，思考：為什么反復地溶解與析出DNA，能夠去除雜質？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驗材料時，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，動作要，以免，導致 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結果分析與評價疑難點撥 1 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。2 制備雞血細胞液時，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， 生成檸檬酸鈣絡合物， 血漿中游離的 Ca2+大大減少，血液便不會凝固，因為雞血紅細胞，白細胞都有細胞核，DNA 主要存在于細胞核中，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，否則會由于實驗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，這一步是實驗成功與否的關鍵，要盡可能使細胞內的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 與雜質分開；最后一步是對 DNA 進行鑒定，這是對整個實驗的結果的檢測。4在 DNA 的析出的步驟中用到玻璃棒攪拌時，注意動作要輕緩，以免加劇DNA 分子的斷裂，導致 DNA 分子不能形成絮狀沉淀。5盛放雞血細胞液的容器，最好是塑料容器。雞血細胞破碎以后釋放出的DNA，容易被玻璃容器吸附，由于細胞內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，實驗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 本實驗中有三次過濾：過濾用蒸餾水稀釋過的雞血細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 含核物質的濾液、紗布上的粘稠物、含DNA 的濾液B 含核物質的濾液、濾液中DNA 粘稠物、含DNA 的濾液C 含核物質的濾液、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胞液，使血細胞的細胞膜、核膜破裂，釋放出核物質，此時過濾只能得到含 DNA 和其他物質如蛋白質的濾液，這種濾液必須經過實驗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胞破裂？答：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， 使血細胞脹裂，再加上攪拌的機械作用， 就加速了雞血細胞的破裂 (細胞膜和核膜的破裂 )，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，會對實驗結果產生怎樣的影響？答：研磨不充分會使細胞核內的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此步驟獲得的濾液中可能含有哪些細胞成分？答：可能含有核蛋白、多糖和RNA 等雜質。5為什么反復地溶解與析出DNA，能夠去除雜質？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；用低鹽濃度使DNA 析出，能除去溶解在低鹽溶液中的雜質。 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。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蛋白，從而使提取的DNA 與蛋白質分開；方案三利用的是 DNA 和蛋白質對高溫耐受性的不同，從而使蛋白質變性，與DNA 分離。（二）練習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，否則會由于實驗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，這一步是實驗成功與否的關鍵，要盡可能使細胞內的DNA 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 與雜質分開；最后一步是對DNA 進行鑒定，這是對整個實驗的結果的檢測。2答：提取蛋白質比提取DNA 的難度大。這是因為，與DNA 相比，蛋白質對溫度、鹽濃度、 pH 等條件要敏感得多，很容易失活；并且蛋白質的空間結構多種多樣，理化性質各不相同，使得蛋白質的提取沒有一種統(tǒng)一的方法，只能根據(jù)特定蛋白質的特性摸索提取的條件，設計特定的方法?！局R拓展 】1.二苯胺鑒定DNA 的化學原理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)藍色(溶液呈淺藍色)。鑒定時溶液藍色的深淺，與溶液中DNA 含量的多少有關。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，可以防止細胞破碎后DNA 酶降解 DNA。SDS（十二烷基磺酸鈉） ：可以使蛋白質變性，與DNA 分離?！窘虒W反思】用心愛心專心