DNA的粗提取与鉴定(使用).ppt
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1、专题专题5DNA和蛋白质技术和蛋白质技术课题课题1DNA的粗提取与鉴定的粗提取与鉴定课题目标课题目标 目标目标:1本课题通过尝试对植物或动物组织中的本课题通过尝试对植物或动物组织中的DNA进行粗提取,了解进行粗提取,了解DNA的物理化学性质,的物理化学性质,2理解理解DNA粗提取以及粗提取以及DNA鉴定的原理。鉴定的原理。课题重点:课题重点:DNA的粗提取和鉴定方法。的粗提取和鉴定方法。知识要点:知识要点:1.DNA的物理化学性质,尤其是的物理化学性质,尤其是DNA的溶解性的溶解性2.二苯胺法鉴定二苯胺法鉴定DNA的方法和原理的方法和原理。基础知识基础知识1、提取大分子的基本思路是什么?提取大
2、分子的基本思路是什么?选用一定的选用一定的物理物理、化学化学方法分离方法分离具有不同物具有不同物理或化学性质的大分子理或化学性质的大分子。2、提取提取DNA分子的基本思路又是什么?分子的基本思路又是什么?利用利用DNADNA与与RNARNA、蛋白质和脂质、蛋白质和脂质等在物理和化等在物理和化学性质上的差异,提取学性质上的差异,提取DNADNA,去除其他成分。,去除其他成分。3、提取和鉴定提取和鉴定DNA的具体的依据有哪些方面?的具体的依据有哪些方面?(原理原理)1)、)、DNA的溶解性的溶解性 DNA和蛋白质等其它成分在不同浓度的和蛋白质等其它成分在不同浓度的NaCl溶溶液中溶解度不同。液中溶
3、解度不同。1、在什么浓度下,、在什么浓度下,DNA的溶解的溶解度最小?度最小?DNA在在Nacl 溶液中的溶液中的溶解度是如何变化的?溶解度是如何变化的?在在NaCl溶液浓度低于溶液浓度低于0.14 mol/L时,时,DNA的溶解度随的溶解度随NaCl溶液溶液浓度的增加而逐渐降低;在浓度的增加而逐渐降低;在0.14 mol/L时,时,DNA溶解度最小;当溶解度最小;当NaCl溶液浓度继续增加时,溶液浓度继续增加时,DNA的溶解度又逐渐增大。的溶解度又逐渐增大。2 2、如何通过控制、如何通过控制NaClNaCl溶液的浓度使溶液的浓度使DNADNA在在盐溶液中溶解或析出?盐溶液中溶解或析出?当氯化
4、钠的物质的量浓度为当氯化钠的物质的量浓度为 2 molL时,时,DNA的溶解度最大,浓度为的溶解度最大,浓度为 014 molL时,时,DNA的溶解度最低。利用这一的溶解度最低。利用这一原理,可以使原理,可以使DNA在盐溶液中溶解或析出在盐溶液中溶解或析出3、提取和鉴定提取和鉴定DNA的具体的依据有哪些方面?的具体的依据有哪些方面?1)DNA的溶解性的溶解性 DNA和蛋白质等其它成分在不同浓度的和蛋白质等其它成分在不同浓度的NaCl溶溶液中溶解度不同。液中溶解度不同。DNA不溶于酒精溶液,但是细胞中的某些蛋不溶于酒精溶液,但是细胞中的某些蛋白质则溶于酒精白质则溶于酒精2)、)、DNA对酶、高温
5、和洗涤剂的耐受性对酶、高温和洗涤剂的耐受性蛋白酶只能使蛋白质水解蛋白酶只能使蛋白质水解大多数蛋白质不能忍受大多数蛋白质不能忍受60806080的高温而变性,但的高温而变性,但DNADNA在在80 80 以上才变性。以上才变性。洗涤剂能瓦解细胞膜,洗涤剂能瓦解细胞膜,但对但对DNADNA没有影响。没有影响。3、DNA的鉴定的鉴定沸水浴沸水浴下,下,DNADNA遇遇二苯胺二苯胺被染成被染成蓝色蓝色;二苯胺鉴定二苯胺鉴定DNA的化学原理:的化学原理:DNA中嘌呤核苷酸上的脱氧核糖遇酸生成中嘌呤核苷酸上的脱氧核糖遇酸生成-羟基羟基-酮酮基戊醛,它再和二苯胺作用而呈现蓝色基戊醛,它再和二苯胺作用而呈现蓝
6、色(溶液呈浅蓝色溶液呈浅蓝色)。鉴定时溶液蓝色的深浅,与溶液中鉴定时溶液蓝色的深浅,与溶液中DNA含量的多少含量的多少有关。有关。紫外灯照射法:紫外灯照射法:紫外灯照射法用蒸馏水配制质量分数为紫外灯照射法用蒸馏水配制质量分数为0.05%的的溴化溴化乙锭乙锭(EB)溶液,溶液,将玻璃棒上缠绕的白色絮状物抹到蜡将玻璃棒上缠绕的白色絮状物抹到蜡纸上,再滴纸上,再滴1滴滴EB溶液染色。将蜡纸放在紫外灯溶液染色。将蜡纸放在紫外灯(260nm)下照射下照射(暗室中暗室中),可呈现,可呈现橙红色的萤光橙红色的萤光(DNA的紫的紫外吸收高峰在外吸收高峰在260nm处处)。甲基绿甲基绿 (蓝绿色)(蓝绿色)实验
7、设计实验设计(一)实验材料的选取(一)实验材料的选取(二)破碎细胞,获取含(二)破碎细胞,获取含DNA的滤液的滤液(三)去除滤液中的杂质(三)去除滤液中的杂质(四)(四)DNA的析出与鉴定的析出与鉴定实验设计实验设计(一)实验材料的选取(一)实验材料的选取含有含有DNA的组织且的组织且DNA含量较多的组织。含量较多的组织。比较下列材料哪些比较下列材料哪些DNA含量高、适于提取含量高、适于提取DNA?为什么?为什么?。较好的实验材料应该满足以下几个条件较好的实验材料应该满足以下几个条件:1组织中组织中DNA的含量比较丰富的含量比较丰富,能够适合大量提取。能够适合大量提取。2该组织中所含化合物种类
8、应比较单纯该组织中所含化合物种类应比较单纯,避免由于其他避免由于其他物质化学性质与物质化学性质与DNA相近,从而对实验现象产生某相近,从而对实验现象产生某些干扰。些干扰。3实验材料的价格适宜,从而能相对的降低实验成本。实验材料的价格适宜,从而能相对的降低实验成本。4实验材料在实验过程中的可操作性较强,在相对简单实验材料在实验过程中的可操作性较强,在相对简单的条件下能大量提取出的条件下能大量提取出DNA,便于学生实验操作,便于学生实验操作(二)破碎细胞,获取含(二)破碎细胞,获取含DNA的滤液的滤液1、动物细胞:蒸馏水、动物细胞:蒸馏水搅拌搅拌1、为什么加入蒸馏水能使鸡血细胞破裂?、为什么加入蒸
9、馏水能使鸡血细胞破裂?蒸馏水对于鸡血细胞来说是一种低渗液蒸馏水对于鸡血细胞来说是一种低渗液体,水分可以大量进入血细胞内,使血体,水分可以大量进入血细胞内,使血细胞胀裂,再加上搅拌的机械作用,就细胞胀裂,再加上搅拌的机械作用,就加速了鸡血细胞的破裂加速了鸡血细胞的破裂(细胞膜和核膜的细胞膜和核膜的破裂破裂),从而释放出,从而释放出DNA。旁栏问题旁栏问题(二)破碎细胞,获取含(二)破碎细胞,获取含DNA的滤液的滤液1、动物细胞:蒸馏水、动物细胞:蒸馏水搅拌搅拌2、植物细胞:洗涤剂和食盐、植物细胞:洗涤剂和食盐搅拌和研磨搅拌和研磨若探究提取效果,可设置对照实验若探究提取效果,可设置对照实验。2、加
10、入洗涤剂和食盐的作用分别是什么?、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,能溶解细胞膜,能溶解细胞膜,有利于有利于DNA的释放;食盐的主要成分是的释放;食盐的主要成分是NaCl,有利于,有利于DNA的溶解。的溶解。旁栏问题旁栏问题3如果研磨不充分,会对实验结果产生如果研磨不充分,会对实验结果产生怎样的影响?怎样的影响?研磨不充分会使细胞核内的研磨不充分会使细胞核内的DNA释放不完释放不完全,提取的全,提取的DNA量变少,影响实验结果,量变少,影响实验结果,导致看不到丝状沉淀物、用二苯胺鉴定不导致看不到丝状沉淀物、用二苯胺鉴定不显示蓝色等。显示蓝色等。旁
11、栏问题旁栏问题4此步骤获得的滤液中可能含有哪些细此步骤获得的滤液中可能含有哪些细胞成分?胞成分?可能含有核蛋白、多糖和可能含有核蛋白、多糖和RNA等杂质。等杂质。(三)去除滤液中的杂质(三)去除滤液中的杂质方案一:方案一:DNA在不同浓度在不同浓度NaCl中溶解度不同中溶解度不同;实验设计实验设计旁栏问题旁栏问题5为什么反复地溶解与析出为什么反复地溶解与析出DNA,能够去除杂质?,能够去除杂质?用高盐浓度的溶液溶解用高盐浓度的溶液溶解DNA,能除去在高盐中不能,能除去在高盐中不能溶解的杂质;用低盐浓度使溶解的杂质;用低盐浓度使DNA析出,能除去溶解析出,能除去溶解在低盐溶液中的杂质。因此,通过
12、反复溶解与析出在低盐溶液中的杂质。因此,通过反复溶解与析出DNA,就能够除去与,就能够除去与DNA溶解度不同的多种杂质。溶解度不同的多种杂质。(三)去除滤液中的杂质(三)去除滤液中的杂质方案一:方案一:DNA在不同浓度在不同浓度NaCl中溶解度不同中溶解度不同;方案二:方案二:加入嫩肉粉(含木瓜蛋白酶)加入嫩肉粉(含木瓜蛋白酶)方案三:方案三:6075恒温水浴保温恒温水浴保温1015min实验设计实验设计旁栏问题旁栏问题6方案二与方案三的原理有什么不同?方案二与方案三的原理有什么不同?方案二是利用蛋白酶分解杂质蛋白,从而使提取的方案二是利用蛋白酶分解杂质蛋白,从而使提取的DNA与蛋白质分开;与
13、蛋白质分开;方案三利用的是方案三利用的是DNA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DNA分离。分离。(四)(四)DNA的析出与鉴定:的析出与鉴定:95%的冷酒精的冷酒精静置静置23min,出现白色丝状物,出现白色丝状物玻璃棒卷起玻璃棒卷起加入加入2mol/L氯化钠溶解,氯化钠溶解,加入加入4mL二苯胺试剂,摇匀,二苯胺试剂,摇匀,沸水沸水浴浴5min,观察颜色变化。,观察颜色变化。(注意设置空白对照)(注意设置空白对照)实验设计实验设计使用使用冷的乙醇溶液具哪些优点?冷的乙醇溶液具哪些优点?一、抑制核酸水解酶活性,防止一、抑制核酸水解
14、酶活性,防止DNA降解;降解;二、降低分子运动,易于形成沉淀析出;二、降低分子运动,易于形成沉淀析出;三、低温有利于增加三、低温有利于增加DNA分子柔韧性,减少分子柔韧性,减少断裂。断裂。P56操作提示操作提示1、血液应加入柠檬酸钠(抗凝剂)防止血、血液应加入柠檬酸钠(抗凝剂)防止血液凝固;液凝固;2、加洗涤剂,动作要轻缓,防止产生大量、加洗涤剂,动作要轻缓,防止产生大量气泡;气泡;加酒精、玻棒搅拌,动作要轻缓,以免加酒精、玻棒搅拌,动作要轻缓,以免加剧加剧DNA分子的断裂。分子的断裂。3、二苯胺试剂现配现用。、二苯胺试剂现配现用。结果分析与评价结果分析与评价(一)是否提取出了(一)是否提取出
15、了DNA观察你提取的观察你提取的DNADNA颜色,如果不是白色颜色,如果不是白色丝状物,说明丝状物,说明DNADNA中的杂质较多;二苯胺鉴中的杂质较多;二苯胺鉴定出现蓝色说明实验基本成功,如果不呈定出现蓝色说明实验基本成功,如果不呈现蓝色,可能所提取的现蓝色,可能所提取的DNADNA含量低,或是实含量低,或是实验操作中出现错误,需要重新制备。验操作中出现错误,需要重新制备。结果分析与评价结果分析与评价(二)分析二)分析DNA中的杂质中的杂质本实验提取的本实验提取的DNA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。(三)不同实验方法的比较(三)不同实验方法的比
16、较对于不同的实验方法,本课题可以采用分组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,其的方法进行研究。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,从多方面比较次同种材料还可以采用不同方法,从多方面比较实验结果,如实验结果,如DNA的纯度、的纯度、DNA的颜色、二苯胺的颜色、二苯胺显色的深浅等,看看哪种实验材料、哪种提取方显色的深浅等,看看哪种实验材料、哪种提取方法的效果更好。法的效果更好。练习练习提取提取DNA的第一步是材料的选取的第一步是材料的选取,其目的是一,其目的是一定要选取定要选取DNA含量较高的生物材料,否则会由含量较高的生物材料,否则会
17、由于实验过程中或多或少的损失而造成检测的困于实验过程中或多或少的损失而造成检测的困难;难;第二步是第二步是DNA的释放和溶解的释放和溶解,这一步是实,这一步是实验成功与否的关键,要尽可能使细胞内的验成功与否的关键,要尽可能使细胞内的DNA全部溶解;全部溶解;第三步是第三步是DNA的纯化,的纯化,即根据即根据DNA的溶解特性、对酶及高温的耐受性的不同等特的溶解特性、对酶及高温的耐受性的不同等特性,最大限度地将性,最大限度地将DNA与杂质分开;与杂质分开;最后一步最后一步是对是对DNA进行鉴定进行鉴定,这是对整个实验的结果的,这是对整个实验的结果的检测。检测。1、请解释提取、请解释提取DNA的实验
18、操作中主要的实验操作中主要 步骤的目的。步骤的目的。练习练习提取蛋白质比提取提取蛋白质比提取DNA的难度大的难度大。这是。这是因为,与因为,与DNA相比,蛋白质对温度、盐相比,蛋白质对温度、盐浓度、浓度、pH等条件要敏感得多,很容易失等条件要敏感得多,很容易失活;并且蛋白质的空间结构多种多样,活;并且蛋白质的空间结构多种多样,理化性质各不相同,使得蛋白质的提取理化性质各不相同,使得蛋白质的提取没有一种统一的方法,只能根据特定蛋没有一种统一的方法,只能根据特定蛋白质的特性摸索提取的条件,设计特定白质的特性摸索提取的条件,设计特定的方法。的方法。2、你认为从细胞中提取某种特定的蛋白质与、你认为从细
19、胞中提取某种特定的蛋白质与提取提取DNA一样容易吗?为什么?一样容易吗?为什么?案例一:以鸡血为实验材料进行案例一:以鸡血为实验材料进行DNADNA的粗提取的粗提取实验案例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1 1、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2 2、实验原理、实验原理 DNA DNA在在NaClNaCl溶液中的溶解度,是随着溶
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- DNA 提取 鉴定 使用
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