高中生物 5.1 DNA的粗提取与鉴定课件 新人教版选修1.ppt

课题1dna的粗提取与鉴定 课标领航1 说出dna的物理 化学性质 2 概述dna粗提取和鉴定的原理 3 尝试对动物或植物组织的dna进行粗提取 重点 dna粗提取和鉴定的原理 难点 dna粗提取的操作过程 情境导引dna的提取是现代生物技术进行 中药鉴别的最关键步骤 总dna的有 效提取要求材料中的dna尽可能少的 降解 不同的研究目的对dna的纯度 和量的要求不尽相同 基础自主梳理 一 提取生物大分子的基本思路1 基本思路选用一定的 方法分离具有不同物理或化学性质的生物大分子 2 提取dna的方法 1 概念 利用dna与rna 和脂质等在物理和化学性质方面的差异 提取dna 去除其他成分 物理或化学 蛋白质 2 原理 分离dna和蛋白质等其他成分在不同浓度的 溶液中溶解度不同 利用这一特点选择适当的 就能使dna充分溶解 而使杂质沉淀 或者相反 以达到分离目的 提纯a dna不溶于 但是某些蛋白质则可溶于其中 b 蛋白酶能水解蛋白质 但是对 没有影响 nacl 盐浓度 酒精溶液 dna c 大多数蛋白质不能忍受60 80 的高温而发生变性 而dna在 以上才会变性 d 洗涤剂能够瓦解细胞膜 但对dna没有影响 利用以上原理可以将dna与蛋白质进一步分离 鉴定在沸水浴的条件下 dna被 染成蓝色 80 二苯胺 思考感悟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 提示 dna在物质的量浓度为0 14mol l的nacl溶液中溶解度最低 当nacl溶液物质的量浓度低于0 14mol l时 dna的溶解度随nacl溶液物质的量浓度增加而逐渐降低 当nacl溶液物质的量浓度高于0 14mol l时 dna的溶解度随nacl溶液物质的量浓度增加而逐渐升高 二 实验设计1 实验材料的选取选用dna含量相对 的生物组织 2 破碎细胞 获取含dna的滤液 1 动物细胞的破碎 以鸡血为例在鸡血细胞液中加入一定量的 同时用玻璃棒搅拌 过滤后收集滤液即可 2 植物细胞的破碎 以洋葱为例先将洋葱切碎 然后加入一定的 进行充分搅拌和研磨 过滤后收集研磨液 较高 蒸馏水 洗涤剂和食盐 3 去除滤液中的杂质 1 方案一 通过控制 的浓度去除杂质 2 方案二 直接向滤液中加入嫩肉粉 反应10 15min 嫩肉粉中的 能够分解蛋白质 3 方案三 将滤液放在60 75 的恒温水浴箱中保温10 15min 注意严格控制温度范围 使 沉淀析出而dna分子还未变性 可以将dna与蛋白质分离 nacl溶液 木瓜蛋白酶 蛋白质 4 dna的进一步提纯利用dna不溶于冷却的酒精溶液这一原理 可从滤液中析出较纯净的dna 此时dna的状态为 5 dna的鉴定将呈 溶解于5ml物质的量浓度为2mol l的nacl溶液中 再加入4ml的二苯胺试剂 加热5min 冷却后观察溶液的颜色 注意要同时设置 实验 白色丝状物 丝状物的dna 沸水浴 对照 思考感悟2 为什么选用鸡血作实验材料 用哺乳动物的血作实验材料可以吗 提示 鸡血经济且易制得 鸡血红细胞 白细胞都具有细胞核 含大量dna 哺乳动物的红细胞没有细胞核 dna含量较低 因而不宜作实验材料 三 操作提示1 以血液为实验材料时 每100ml血液中需要加入3g 防止血液凝固 2 加入洗涤剂后 动作要轻缓 柔和 否则容易产生大量的泡沫 加入酒精和用 时 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 3 二苯胺试剂要 柠檬酸钠 玻璃棒搅拌 现配现用 核心要点突破 1 dna粗提取的原理dna与蛋白质在不同浓度的nacl溶液中的溶解度不同 由上表可以看出 在nacl为2mol l时 dna溶解 而部分蛋白质发生盐析而生成沉淀 通过过滤可除去部分蛋白质 在nacl为0 14mol l时 dna析出 过滤可除去溶解的部分蛋白质 2 实验操作过程 1 材料的选择 首先选择含有dna的生物材料 选用dna含量相对较高的生物组织 成功率较大 2 材料的制备 以动物鸡血材料为例 3 方法步骤 特别提醒进一步提取dna时 可以用冷却的体积分数为95 的酒精溶液 它主要有三个优点 抑制核酸水解酶的活性 防止dna降解 降低分子运动 易于形成沉淀析出 低温可以增加dna分子的柔韧性 减少断裂 2011年威海市高二检测 下图为 dna的粗提取与鉴定 实验装置 请据图回答 1 实验材料选用鸡血细胞液 而不用鸡全血 主要原因是鸡血细胞液中有较高含量的 2 在图a所示的实验步骤中加蒸馏水的目的是 通过图b所示的步骤取得滤液 再在溶液中加入2mol l的nacl溶液的目的是 图c所示实验步骤中加蒸馏水的目的是 3 为鉴定实验所得丝状物的主要成分是dna 可滴加 溶液 结果丝状物被染成浅绿色 尝试解答 1 dna 2 使血细胞破裂使滤液中的dna溶于浓盐溶液使dna析出 3 甲基绿 解析 dna的粗提取与鉴定 实验材料选用鸡血细胞液 而不用鸡全血 主要原因是dna主要储存于细胞核内 而不在血浆内 使用鸡血细胞液提高材料中的细胞数量和dna含量 从而可以保证实验能提取到足够量的dna 图a b c所示为本实验的三个关键步骤 图a通过添加蒸馏水 血细胞与蒸馏水相混合而使血细胞处于极度低渗的环境之中 细胞因大量吸水而导致最终破裂 并释放出胞内物 图b通过纱布过滤使血细胞释放出的dna滤入收集的滤液中 将大量胶状物滤出 再在滤液中加入2mol l的nacl溶液使dna的溶解度增加 dna在不同浓度的nacl溶液中溶解度不同 如在0 14mol l的nacl溶液中溶解度只有水中的1 而在1mol l的nacl溶液中的溶解度为水中的2倍 图c在dna浓盐溶液中加入蒸馏水 大量 可使nacl溶液的浓度降低 由于dna在较低浓度的nacl溶液中溶解度很低 在0 14mol l的nacl溶液中溶解度最低 浓度再变小则dna溶解度将增大 dna析出 经过滤等手段可以收集到dna 甲基绿为比较常用的碱性染料 它可以使dna呈绿色 故可以用来鉴定dna 互动探究 1 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是什么 2 析出dna时为什么要用冷却的酒精溶液 提示 1 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 2 dna溶于一定浓度的nacl溶液 但不溶于酒精 而冷却的酒精可以降低分子运动 有利于dna的聚合 析出 同时低温有利于增加dna分子的柔韧性以减少断裂 便于用玻璃棒卷起 此外冷却的酒精还可以降低并抑制核酸水解酶的活性 防止dna降解 从而提取到较多的dna物质 探规寻律 1 实验中三次过滤操作的比较 2 提取dna过程中 三次使用玻璃棒的方法不同 沿着同一方向快速搅拌 加速血细胞破裂 释放dna 搅拌含有悬浮物的溶液时 沿着同一方向缓慢搅拌 不能直插烧杯底部 防止打碎dna分子 沿着同一方向缓慢搅拌并轻轻旋转 以利于絮状物缠绕在玻璃棒上 3 第一次用到蒸馏水的目的是使鸡血细胞吸水涨破 提取核dna 第二次用到蒸馏水的目的是稀释nacl溶液 使dna析出 特别提醒实验现象不明显的原因 1 材料中核物质没有充分释放出来 如研磨不充分或蒸馏水用量不够 2 加入酒精后摇动或搅拌时过猛 dna被破坏 3 析出含dna黏稠物时 蒸馏水沿着烧杯壁加入 可能一次加入太快 4 实验中多次使用玻璃棒搅拌 操作不当也会影响实验结果 实验中对dna进行鉴定时 做如下操作 1 根据上图 完成表格空白处的实验内容 2 对b试管 完成1 2 3的操作后溶液颜色如何 3 在沸水中加热的目的是 同时说明dna对高温有较强的 4 a试管在实验中的作用是 5 b试管中溶液颜色的变化程度主要与 有关 尝试解答 1 实验现象 a 溶液不变蓝色b 溶液逐渐变蓝色实验结论 dna在沸水浴的条件下遇二苯胺会被染成蓝色 2 溶液颜色基本不变 不呈浅蓝色 3 加快颜色反应速度耐受性 4 对照 5 dna 丝状物 的多少 解析 本题主要考查dna分子的鉴定 a b两试管形成对照 b试管中含dna丝状物 a试管中不含 起对照作用 其他条件均完全相同 本实验强调反应条件是沸水浴加热5min 加快颜色反应的速度 观察对比两试管的颜色时要等到冷却以后 易误警示 1 二苯胺要现配现用 刚配好的试剂为无色 存放一段时间后二苯胺自身会变成浅蓝色 影响鉴