高中生物选修一课题1DNA的粗提取与鉴定.ppt

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1、 专题专题5课题课题1 DNA的粗提取与鉴定的粗提取与鉴定一一、基础知识分析、基础知识分析 （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和蛋白质等其他成分在不同浓度和蛋白质等其他成分在不同浓度的的NaClNaCl溶液中溶解度不同溶液中溶解度不同问题思考与讨论问题思考与讨论：根据根据DNADNA在在NaClNaCl溶液中的溶解度曲线图，思考溶液中的溶解度曲线图，思考在什么浓度下，在什么浓度下，DNADNA的溶解度最小？的溶解度最小？DNADNA在在NaClNaCl溶液溶液中的溶解度是如何变化的？中的溶解度是如何变化的？如何通过控制如何通过控制NaC

2、lNaCl溶液的浓度使溶液的浓度使DNADNA在盐溶液中在盐溶液中溶解或析出？溶解或析出？NaClNaCl浓度为浓度为 0 014 mol14 molL L时时DNADNA的溶解度最的溶解度最低。小于或大于低。小于或大于0.14 mol0.14 molL L，溶解度就逐渐增大。，溶解度就逐渐增大。利用这一原理，可以使利用这一原理，可以使DNADNA在盐溶液中溶解或析出在盐溶液中溶解或析出DNADNA不不溶溶于于酒酒精精溶溶液液，但但是是细细胞胞中中的的某某些些蛋蛋白白质质则则可可以以溶溶于于酒酒精精。利利用用这这一一原原理理，可可以以将将DNADNA与与蛋蛋白白质进一步分离质进一步分离2 2、

3、DNADNA在在酒精溶液中的酒精溶液中的溶解性溶解性3 3、DNADNA对酶、高温和洗涤剂的耐受性对酶、高温和洗涤剂的耐受性蛋白酶能水解蛋白质，但是对蛋白酶能水解蛋白质，但是对DNADNA没有影响没有影响大多数蛋白质不能忍受大多数蛋白质不能忍受60608080C C的高温，而的高温，而DNADNA在在8080C C以上才会变性以上才会变性洗涤剂可以溶解细胞的细胞膜，去除脂质和蛋洗涤剂可以溶解细胞的细胞膜，去除脂质和蛋白质白质,但对但对DNADNA没有影响没有影响（二）、二）、DNADNA的鉴定原理的鉴定原理 DNADNA与二苯胺（沸水浴）会染成蓝色，与二苯胺（沸水浴）会染成蓝色，因此，二苯胺可

4、以作为鉴定因此，二苯胺可以作为鉴定DNADNA的试剂的试剂 甲基绿甲基绿 （绿色）（绿色）二、二、DNADNA的粗提取与鉴定的实验设计的粗提取与鉴定的实验设计（一）实验材料的选取（一）实验材料的选取原则上只要含原则上只要含DNADNA的生物材料都可以，但的生物材料都可以，但是选取是选取DNADNA含量相对较高的生物组织，成含量相对较高的生物组织，成功率更大。功率更大。n教材提供的材料中哪些不适合提取教材提供的材料中哪些不适合提取DNA？哺乳动物的红细胞和液体培养基中的大肠杆菌哺乳动物的红细胞和液体培养基中的大肠杆菌从核从核DNA数目来看，猪数目来看，猪38条，鸡血条，鸡血78条，哺条，哺乳动物

5、红细胞乳动物红细胞0条，猕猴桃条，猕猴桃58条，洋葱条，洋葱16条，条，豌豆豌豆14条，菠菜条，菠菜12条，大肠杆菌条，大肠杆菌1条。请选择条。请选择动植物材料各一种。动植物材料各一种。n最好选择？最好选择？鸡血、猕猴桃鸡血、猕猴桃（二）破碎细胞，获取含（二）破碎细胞，获取含DNADNA的滤液的滤液1 1、动物细胞、动物细胞【鸡血细胞鸡血细胞】讨论：为什么加入蒸馏水能使鸡血细胞破裂？讨论：为什么加入蒸馏水能使鸡血细胞破裂？2 2、植物细胞、植物细胞【洋葱洋葱】讨论：加入洗涤剂和食盐的作用分别是什么？讨论：加入洗涤剂和食盐的作用分别是什么？洗涤剂是一些离子去污剂，洗涤剂是一些离子去污剂，能溶解细

6、胞膜，有利于能溶解细胞膜，有利于DNADNA的释放的释放；食盐的主要成分是食盐的主要成分是NaClNaCl，有利于有利于DNADNA的溶解的溶解研磨不充分会使细胞核内的研磨不充分会使细胞核内的DNADNA释放不完全，提取的释放不完全，提取的DNADNA量变少量变少，影响实验结果，导致看不到丝状影响实验结果，导致看不到丝状沉淀物、用二苯胺鉴定不显示蓝色等沉淀物、用二苯胺鉴定不显示蓝色等.讨论：如果研磨不充分，会对实验结果产生怎样的影响？讨论：如果研磨不充分，会对实验结果产生怎样的影响？讨论：为什么反复地溶解与析出讨论：为什么反复地溶解与析出DNADNA，能够去除杂质？，能够去除杂质？答：用高盐浓

7、度的溶液溶解答：用高盐浓度的溶液溶解DNADNA，能除去在高盐，能除去在高盐中不能溶解的杂质；用低盐浓度使中不能溶解的杂质；用低盐浓度使DNADNA析出，能析出，能除去溶解在低盐溶液中的杂质。因此，通过反复除去溶解在低盐溶液中的杂质。因此，通过反复溶解与析出溶解与析出DNADNA，就能够除去与，就能够除去与DNADNA溶解度不同的溶解度不同的多种杂质多种杂质.（三）去除滤液中的杂质（三）去除滤液中的杂质【阅读方案一阅读方案一】讨论：方案二与方案三的原理有什么不同？讨论：方案二与方案三的原理有什么不同？答：方案二是利用蛋白酶分解杂质蛋白，从答：方案二是利用蛋白酶分解杂质蛋白，从而使提取的而使提取

8、的DNADNA与蛋白质分开；与蛋白质分开；【酶酶的专一性的专一性】方案三利用的是方案三利用的是DNADNA和蛋白质对高温耐受性的不和蛋白质对高温耐受性的不同，从而使蛋白质变性，与同，从而使蛋白质变性，与DNADNA分离分离【DNADNA的稳定性的稳定性】【阅读方案二、三阅读方案二、三】（四）（四）DNADNA的的析出与鉴定析出与鉴定与滤液体积相等的与滤液体积相等的冷却的酒精溶液（体积分数冷却的酒精溶液（体积分数为为9595）1 1、DNADNA的析出的析出2 2、DNADNA的鉴定的鉴定DNADNA二苯胺二苯胺甲基绿甲基绿沸水浴沸水浴蓝色蓝色绿色绿色讨论：讨论：答：有丝状物的试管变成蓝色，另一

9、试答：有丝状物的试管变成蓝色，另一试管还是原来颜色管还是原来颜色（2 2 2 2）这一鉴定结果说明什么问题？）这一鉴定结果说明什么问题？）这一鉴定结果说明什么问题？）这一鉴定结果说明什么问题？（1 1 1 1）比较两个试管中溶液的颜色有什么不同？）比较两个试管中溶液的颜色有什么不同？）比较两个试管中溶液的颜色有什么不同？）比较两个试管中溶液的颜色有什么不同？答：提取出的丝状物是答：提取出的丝状物是DNADNA以鸡血为实验材料进行以鸡血为实验材料进行DNADNA的粗提取的粗提取三、实验案例三、实验案例鸡血细胞极易吸水胀破，而用动物肝脏细胞鸡血细胞极易吸水胀破，而用动物肝脏细胞作实验材料常常需要匀

10、浆和离心，对设备要求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，历时较长较高，操作繁琐，历时较长鸡血细胞做实验材料的原因鸡血细胞做实验材料的原因鸡血细胞核的鸡血细胞核的DNADNA含量丰富，材料易得含量丰富，材料易得1 1、准备鸡血细胞液、准备鸡血细胞液过程：过程：柠檬酸钠作用柠檬酸钠作用:讨论：提取鸡血中的讨论：提取鸡血中的DNADNA时，为什么时，为什么除去血除去血液中的上清液？液中的上清液？答：血液分为两部分，一部分是血浆，一部答：血液分为两部分，一部分是血浆，一部分是血细胞，离心后除去的上清液是血浆分是血细胞，离心后除去的上清液是血浆.取柠檬酸纳溶液（抗凝剂）取柠檬酸纳溶液

11、（抗凝剂）100ml100ml，注入新鲜的鸡，注入新鲜的鸡血（约血（约180ml180ml），同时用玻璃棒搅拌，使血液与柠檬酸纳），同时用玻璃棒搅拌，使血液与柠檬酸纳溶液充分混合，以免凝血。溶液充分混合，以免凝血。防止血液凝固防止血液凝固 将制备好的鸡血细胞液将制备好的鸡血细胞液5 5 mLmL10mL10mL，注入到，注入到50 50 mLmL烧杯中。向烧烧杯中。向烧杯中加入蒸馏水杯中加入蒸馏水20 20 mLmL，同时用玻，同时用玻璃棒充分搅拌璃棒充分搅拌5 min5 min，使血细胞加，使血细胞加速破裂。然后，用放有纱布的漏速破裂。然后，用放有纱布的漏斗将血细胞液过滤至斗将血细胞液过滤至

12、500mL500mL烧杯中。烧杯中。取其滤液。取其滤液。2 2、提取鸡血细胞的细胞核物质、提取鸡血细胞的细胞核物质讨论：讨论：答：让细胞内浓度大于周围溶液的浓度，细胞会答：让细胞内浓度大于周围溶液的浓度，细胞会吸水以至涨破吸水以至涨破（1 1）为什么要加入蒸馏水？加入蒸馏水后细胞会有什么）为什么要加入蒸馏水？加入蒸馏水后细胞会有什么变化？变化？（2 2）用玻璃棒搅拌有什么意义？）用玻璃棒搅拌有什么意义？答：用玻璃棒搅拌可以加速血细胞和细胞核的破答：用玻璃棒搅拌可以加速血细胞和细胞核的破裂。注意应沿一个方向快速搅拌，但也不能太快裂。注意应沿一个方向快速搅拌，但也不能太快太猛，防止打碎太猛，防止打

13、碎DNADNA（3 3）滤去的是什么物质？）滤去的是什么物质？得到的是什么？得到的是什么？答：过滤将滤去的是细胞膜和核膜等物质；答：过滤将滤去的是细胞膜和核膜等物质；得到的是与蛋白质等物质结合在一起的得到的是与蛋白质等物质结合在一起的DNADNA3 3、溶解细胞核内的、溶解细胞核内的DNADNA 将氯化钠的物质的量浓度为 2 mol/L的溶液40mL加入到滤液中，并用玻璃棒沿一个方向搅拌1min，使其混合均匀，这时DNA溶解在溶液中。然后，用放有纱布的漏斗过滤，取其滤液。加入蒸馏水，同时用玻璃棒不停地轻轻搅拌，这时烧杯中有丝状物出现，注意观察丝状物呈什么颜色。继续加入蒸馏水，溶液中出现的粘稠物

14、会越来越多。当粘稠物不再增加时停止加入蒸馏水（这时氯化钠为0.14 molL）4 4、析出含、析出含DNADNA的粘稠物的粘稠物讨论：加入蒸馏水的目的？讨论：加入蒸馏水的目的？降低降低NaClNaCl溶液浓度到使溶液浓度到使DNADNA溶解度最溶解度最低点，使低点，使DNADNA从从NaClNaCl溶液中析出溶液中析出.5 5、滤取含滤取含DNADNA的粘稠物的粘稠物 用放有多层纱布的漏斗，过滤步骤用放有多层纱布的漏斗，过滤步骤4 4中的溶液至中的溶液至 500mL500mL的烧杯中，含的烧杯中，含 DNADNA的粘的粘稠物被留在纱布上稠物被留在纱布上6 6、将、将DNADNA的粘稠物再溶解的

15、粘稠物再溶解 取取 1 1个个 50 50 mLmL烧杯，向烧杯内注入氯化钠烧杯，向烧杯内注入氯化钠的物质的量浓度为的物质的量浓度为 2 mol2 molL L的溶液的溶液 20mL20mL。用钝。用钝头镊子将纱布上的粘稠物夹至氯化钠溶液中，用头镊子将纱布上的粘稠物夹至氯化钠溶液中，用玻璃择不停地搅拌，使粘稠物尽可能多地溶解于玻璃择不停地搅拌，使粘稠物尽可能多地溶解于溶液中溶液中.7 7、过滤含有、过滤含有DNADNA的氯化钠溶液的氯化钠溶液 取取1 1个个100 100 mLmL烧杯，用放有两层纱布的漏斗烧杯，用放有两层纱布的漏斗过滤步骤过滤步骤6 6中的溶液。取其滤液，中的溶液。取其滤液，

16、DNADNA溶于滤液中溶于滤液中.8 8、提取含杂质较少的、提取含杂质较少的DNADNA 在上述滤过的溶液中，加入在上述滤过的溶液中，加入冷却的、酒冷却的、酒精的体积分数为精的体积分数为 9595的溶液的溶液 50mL50mL（使用冷却的（使用冷却的酒精，对酒精，对DNADNA的凝集效果较佳），的凝集效果较佳），并用玻璃棒搅并用玻璃棒搅拌，溶液中会拌，溶液中会出现含杂质较少的丝状物出现含杂质较少的丝状物。用玻璃用玻璃棒将丝状物卷起，并用滤纸吸取上面的水分。这棒将丝状物卷起，并用滤纸吸取上面的水分。这种种丝状物的丝状物的主要成分就是主要成分就是DNADNA9 9、DNADNA的鉴定的鉴定二苯胺二

17、苯胺【水浴加热水浴加热】答：因为答：因为DNADNA不溶于冷酒精，而其他物质不溶于冷酒精，而其他物质可以溶解在酒精中，使含杂质较少的可以溶解在酒精中，使含杂质较少的DNADNA丝状丝状物可以析出物可以析出,悬浮于溶液中悬浮于溶液中讨论：讨论：（2 2）观察丝状物呈什么颜色？）观察丝状物呈什么颜色？答：白色答：白色（1 1）为什么要加）为什么要加50mL50mL的冷酒精？的冷酒精？答答：整整个个实实验验共共“两两次次蒸蒸馏馏水水，三三次次过过滤滤，两两次析出，六次搅拌次析出，六次搅拌”讨论：讨论：两次两次蒸馏水蒸馏水第一次：第一次：细胞吸水胀破细胞吸水胀破第二次：使第二次：使 DNADNA黏稠物

18、析出黏稠物析出（1 1）此实验过程中有几次使用蒸馏水？几次过）此实验过程中有几次使用蒸馏水？几次过滤，几次析出，几次搅拌？分别在哪一步？滤，几次析出，几次搅拌？分别在哪一步？过过滤滤时时使使用用的的纱纱布布层层数数与与需需用用滤滤液液或或黏黏稠稠物物有有关关，第第二二次次要要用用其其滤滤出出的的黏黏稠稠物物有有关关，所所以以要要使使用用多多层层纱纱布布，第第一一次次、第第三三次次均均要要用用其其滤滤液液，使用的纱布为使用的纱布为1 12 2层层三次过滤三次过滤第一次：第一次：DNADNA存在于滤液里存在于滤液里第二次：第二次：DNADNA被留在纱布上被留在纱布上 第第三次：三次：DNADNA存

19、在于滤液里存在于滤液里两次析出两次析出第一次：用第一次：用0.14 mol0.14 molL L 的的NaCINaCI溶液含杂质多溶液含杂质多第二次：用冷却的第二次：用冷却的9595的酒精含杂质少的酒精含杂质少六次搅拌六次搅拌其中除第一步外，其余均要朝一个方向搅拌，其中除第一步外，其余均要朝一个方向搅拌，搅动还要轻缓，玻璃棒不要直插烧杯底部，搅动还要轻缓，玻璃棒不要直插烧杯底部，这样才能保证得到完整的这样才能保证得到完整的DNADNA观察你提取的观察你提取的DNADNA颜色，如果不是白色丝状物，颜色，如果不是白色丝状物，说明说明DNADNA中的杂质较多；二苯胺鉴定出现蓝色中的杂质较多；二苯胺鉴

20、定出现蓝色说明实验基本成功，如果不呈现蓝色，可能所说明实验基本成功，如果不呈现蓝色，可能所提取的提取的DNADNA含量低，或是实验操作中出现错误，含量低，或是实验操作中出现错误，需要重新制备需要重新制备四、课题成果评价四、课题成果评价（一）是否提取出了（一）是否提取出了DNADNA本实验提取的本实验提取的DNADNA粗制品有可能仍然含有核粗制品有可能仍然含有核蛋白、多糖等杂质蛋白、多糖等杂质（二）分析（二）分析（二）分析（二）分析DNADNADNADNA中的杂质中的杂质中的杂质中的杂质（三）不同实验方法的比较（三）不同实验方法的比较（三）不同实验方法的比较（三）不同实验方法的比较对于不同的实验

21、方法，本课题可以采用分组的方对于不同的实验方法，本课题可以采用分组的方法进行研究。首先选取不同的实验材料，其次同法进行研究。首先选取不同的实验材料，其次同种材料还可以采用不同方法，从多方面比较实验种材料还可以采用不同方法，从多方面比较实验结果，如结果，如DNADNA的纯度、的纯度、DNADNA的颜色、二苯胺显的颜色、二苯胺显色的深浅等，看看哪种实验材料、哪种提色的深浅等，看看哪种实验材料、哪种提取方法的效果更好取方法的效果更好.（7分）下列是分）下列是DNA粗提取与鉴定的实验粗提取与鉴定的实验（1）实验原理：）实验原理：DNA在不同浓度在不同浓度NaCl溶液中的溶解度溶液中的溶解度不同。在不同

22、。在2mol/LNaCl溶液中，溶液中，DNA溶解，部分蛋白质盐析溶解，部分蛋白质盐析生成沉淀；在生成沉淀；在 mol/LNaCl溶液中时，溶液中时，DNA析出。析出。DNA不溶于不溶于 溶液，利用这一原理可将溶液，利用这一原理可将DNA与蛋白质进一与蛋白质进一步分离。在沸水浴的条件下，步分离。在沸水浴的条件下，DNA溶液遇溶液遇 试剂会试剂会被变成蓝色的特性，可以鉴定提取的被变成蓝色的特性，可以鉴定提取的DNA。（2）制备鸡血细胞液时，要在取新鲜鸡血的同时加入）制备鸡血细胞液时，要在取新鲜鸡血的同时加入 ，使血液分层，取下层血细胞沉淀。，使血液分层，取下层血细胞沉淀。（3）在鸡血细胞液中加入一定量的蒸馏水，其目的是）在鸡血细胞液中加入一定量的蒸馏水，其目的是为了为了 。0.14酒精酒精二苯胺二苯胺柠檬酸钠柠檬酸钠使血细胞吸水膨胀破裂使血细胞吸水膨胀破裂（4）提取洋葱的）提取洋葱的DNA时，在切碎的洋葱中加入时，在切碎的洋葱中加入一定量的一定量的 和食盐，进行充分地搅拌和和食盐，进行充分地搅拌和研磨，过滤后收集研磨，过滤后收集 。洗涤剂洗涤剂研磨液研磨液Thanks