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文本内容:
DNA的粗提取与鉴定学习目标
1.尝试对植物或动物组织中的DNA进行粗提取
2.了解DNA的物理化学性质
3.理解DNA粗提取以及DNA鉴定的原理学习重点与难点DNA的粗提取和鉴定方法自主学习一基础知识1.提取DNA的方法提取生物大分子的基本思路是对于DNA的粗提取而言,就是要利用DNA与、和等在物理和化学性质方面的差异,提取DNA,去除其他成分1)DNA的溶解性DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度的中溶解度不同,利用这一特点,选择适当的盐浓度就能使充分溶解,而使杂质沉淀,或者相反,以达到分离目的课本图5—1是DNA在NaCl溶液中的溶解度曲线,请根据曲线图,【思考】
①在什么浓度下,DNA的溶解度最小?DNA在NaCl溶液中的溶解度是如何变化的?
②如何通过控制NaCl溶液的浓度使DNA在盐溶液中溶解或析出?此外,DNA不溶于溶液,但是细胞中的某些蛋白质则溶于酒精利用这一原理,可以将DNA与蛋白质进一步的分离2)DNA对酶、高温和洗涤剂的耐受性蛋白酶能水解,但是对没有影响大多数蛋白质不能忍受60—80oC的高温,而DNA在以上才会变性洗涤剂能够瓦解,但对DNA没有影响3)DNA的鉴定在条件下,DNA遇会被染成色,因此二苯胺可以作为鉴定DNA的试剂2.实验设计1)实验材料的选取凡是含有的生物材料都可以考虑,但是选用的生物组织,成功的可能性更大在下面的生物材料中选取适合的实验材料鱼卵、猪肝、菜花(花椰菜)、香蕉、鸡血、哺乳动物的红细胞、猕猴桃、洋葱、豌豆、菠菜、在液体培养基的大肠杆菌【思考】哺乳动物的红细胞的特点?2)破碎细胞,获取含DNA的滤液动物细胞的破碎比较容易,以鸡血细胞为例,在鸡血细胞液中加入一定量的,同时用搅拌,过滤后收集滤液即可如果实验材料是植物细胞,需要先用溶解细胞膜例如,提取洋葱的DNA时,在切碎的洋葱中加入一定的和,进行充分的搅拌和研磨,过滤后收集研磨液【思考】
①为什么加入蒸馏水能使鸡血细胞破裂?
②加入洗涤剂和食盐的作用分别是什么?
③如果研磨不充分,会对实验结果产生怎样的影响
④此步骤获得的滤液中可能含有哪些细胞成分?3)去除滤液中的杂质阅读课本的三个方案,【思考】为什么反复地溶解与析出DNA,能够去除杂质?方案二与方案三的原理有什么不同?4)DNA的析出与鉴定将处理后的溶液过滤,加入与滤液体积、冷却的,静置,溶液中会出现,这就是粗提取的DNA用玻璃棒搅拌,卷起丝状物,并用滤纸吸取上面的水分取两支20ml的试管,各加入物质的量浓度为的NaCl溶液5ml,将丝状物放入其中一支试管中,用玻璃棒搅拌,使丝状物溶解然后,向两支试管中各加入4ml的混合均匀后,将试管置于中加热5min,待试管冷却后,比较两支试管溶液颜色的变化,看看溶解有DNA的溶液是否变3.操作提示以血液为实验材料时,每100ml血液中需要加入3g,防止加入洗涤剂后,动作要、,否则容易产生大量的泡沫,不利于后续步骤地操作加入酒精和用玻璃棒搅拌时,动作要,以免,导致DNA分子不能形成絮状沉淀二苯胺试剂要,否则会影响鉴定的效果4.结果分析与评价[疑难点拨]1.DNA的溶解度与NaCl溶液浓度的关系当NaCl溶液浓度低于
0.14mol/L时,随浓度的升高,DNA的溶解度降低;当NaCl溶液浓度高于
0.14mol/L时,随浓度升高,DNA的溶解度升高2.制备鸡血细胞液时,要在新鲜的鸡血中加入柠檬酸钠的原因制备鸡血细胞液时,要在新鲜的鸡血中加入抗凝剂——柠檬酸钠,防止血液凝固其原理是柠檬酸钠能与血浆中Ca2+发生反应,生成柠檬酸钙络合物,血浆中游离的Ca2+大大减少,血液便不会凝固,因为鸡血红细胞,白细胞都有细胞核,DNA主要存在于细胞核中,所以在离心或静置沉淀后,要弃出上层清液——血浆3.提取DNA的第一步是材料的选取,其目的是一定要选取DNA含量较高的生物材料,否则会由于实验过程中或多或少的损失而造成检测的困难;第二步是DNA的释放和溶解,这一步是实验成功与否的关键,要尽可能使细胞内的DNA全部溶解;第三步是DNA的纯化,即根据DNA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DNA与杂质分开;最后一步是对DNA进行鉴定,这是对整个实验的结果的检测4.在DNA的析出的步骤中用到玻璃棒搅拌时,注意动作要轻缓,以免加剧DNA分子的断裂,导致DNA分子不能形成絮状沉淀5.盛放鸡血细胞液的容器,最好是塑料容器鸡血细胞破碎以后释放出的DNA,容易被玻璃容器吸附,由于细胞内DNA的含量本来就比较少,再被玻璃容器吸附去一部分,提取到的DNA就会更少因此,实验过程中最好使用塑料的烧杯和试管,这样可以减少提取过程的DNA的损失[典例解析]本实验中有三次过滤⑴过滤用蒸馏水稀释过的鸡血细胞液⑵过滤含粘稠物的
0.14mol/LNaCl溶液⑶过滤溶解有DNA的2mol/LNaCl溶液以上三次过滤分别为了获得()A含核物质的滤液、纱布上的粘稠物、含DNA的滤液B含核物质的滤液、滤液中DNA粘稠物、含DNA的滤液C含核物质的滤液、滤液中DNA粘稠物、纱布上的DNAD含较纯的DNA滤液、纱布上的粘稠物、含DNA的滤液答案A解析:用蒸馏水稀释鸡血细胞液,使血细胞的细胞膜、核膜破裂,释放出核物质,此时过滤只能得到含DNA和其他物质如蛋白质的滤液,这种滤液必须经过实验中其他步骤得相继处理,方能得到较纯的DNADNA在
0.13mol/LNaCl溶液中溶解度最低,成丝状粘稠物,可经过滤留在纱布上随堂练习
1.在研究DNA的基因样本前,采集来的血样需要蛋白水解酶处理,然后用有机溶剂除去蛋白质用蛋白水解酶处理血样的目的是()A.除去血浆中的蛋白质B.除去染色体上的蛋白质C.除去血细胞表面的蛋白质D.除去血细胞中的所有的蛋白质,使DNA释放,便于进一步提纯2.与析出DNA粘稠物有关的叙述,不正确的是()A.操作时缓缓滴加蒸馏水,降低DNA的溶解度B.在操作A时,用玻璃棒轻缓搅拌,以保证DNA分子完整C.加蒸馏水可同时降低DNA和蛋白质的溶解度,两者均可析出D.当丝状粘稠物不再增加时,此时NaCl的浓度相当于
0.14mol/L3.洗涤剂能够瓦解(),但对DNA没有影响A.细胞壁B.细胞膜C.细胞核D.细胞质4.在沸水浴的条件下,DNA遇()会被染成蓝色A.斐林试剂B.苏丹Ⅲ染液C.双缩脲试剂D.二苯胺5.在DNA提取过程中,最好使用塑料试管和烧杯,目的是()A.不易破碎B.减少提取过程中DNA的损失C.增加DNA的含量D.容易洗刷6.下列操作中,对DNA的提取量影响最小的是()A.使鸡血细胞在蒸馏水中充分破裂,放出DNA等核物质B.搅拌时,要使用玻璃棒沿一个方向轻缓搅拌C.在“析出DNA粘稠物”时,要缓缓加蒸馏水,直至溶液中粘稠物不再增加D.在用酒精沉淀DNA时,要使用冷酒精,甚至再将混合液放入冰箱中冷却E在DNA的溶解和再溶解时,要充分搅拌7.DNA的粗提取中,将与滤液体积相等的、冷却的(),静置2—3min,溶液中会出现白色丝状物A.0.9%的NaClB.
0.14mol/L的NaCl溶液C.质量分数15%的HClD.体积分数为95%的酒精溶液
8.以血液为实验材料时,需要向血液中加入(),防止血液凝固A.醋酸钠B.龙胆紫C.柠檬酸钠D.醋酸洋红
9.在向溶解DNA的NaCl溶液中,不断加入蒸馏水的目的是()A.加快溶解DNA的速度B.加快溶解杂质的速度C.减少DNA的溶解度,加快DNA析出D.减小杂质的溶解度,加快杂质的析出
10.去除滤液中的杂质时,直接在滤液中加入嫩肉粉,利用嫩肉粉中的()分解蛋白质A.胃蛋白酶B.胰蛋白酶C.木瓜蛋白酶D.肠肽酶
二、非选择题(3个)1.提取鸡血中DNA时,要除去血液中的上清液,这是因为什么?2.填写本实验完成下列实验操作时所用试剂⑴提取鸡血细胞中核物质⑵溶解核内DNA⑶析出2mol/LNaCl溶液中的DNA⑷DNA粘稠物的再溶解⑸提取杂质较少的DNA白色乳状丝状物⑹DNA的鉴定
3.关于DNA粗提取的实验材料的选择,也经过了多次实验效果的比较,最终选择鸡血做实验材料的原因是什么?请回答下列问题⑴鸡血细胞中红细胞,家鸡属于鸟类,新陈代谢旺盛,因而血液中细胞数目较多,可以提供丰富的⑵实验前由老师制备血细胞液供同学们做实验材料,而不用鸡全血,主要原因是⑶生活在牧区的人们,采集牛、羊和马血比较方便,若他们按实验要求完成实验步骤后,结果是,这是因为这些动物和人一样,成熟的红细胞中,但若改用动物肝脏做实验材料,实验能顺利进行这是因为⑷若选用动物肝脏做实验材料,在提取之前,最好增加程序,使组织细胞更易分离。