2017春高中生物专题5DNA和蛋白质技术课题1DNA的粗提取与鉴定课件选修.pptx

1、目标导航,预习导引,目标导航,预习导引,一,二,一、提取DNA的方法 1.基本思路:利用DNA与RNA、蛋白质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。 2.DNA的理化性质,目标导航,预习导引,一,二,3.DNA的鉴定:在沸水浴的条件下,DNA与二苯胺反应呈现蓝色。 DNA在不同浓度的NaCl溶液中析出与溶解过程是否属于变性?为什么? 提示：不属于。析出与溶解只是DNA在不同浓度的NaCl溶液中的溶解度发生改变,使得处于溶解状态的DNA分子出现量的差异过程的体现,该过程对DNA分子的结构没有任何影响,不属于变性。,目标导航,预习导引,一,二,二、DNA粗提取与鉴定实验设计

2、 1.过程,(2)破碎细胞,获取含DNA的滤液 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蒸馏水,同时用玻璃棒搅拌,过滤后收集滤液。 植物细胞的破碎:(以洋葱为例)先将洋葱切碎,加入一定量的洗涤剂和食盐,充分搅拌和研磨,过滤后收集研磨液。,目标导航,预习导引,一,二,(3)去除滤液中的杂质 方案一:通过控制NaCl溶液的浓度去除杂质。 方案二:直接在滤液中加入嫩肉粉,反应1015 min,其中的木瓜蛋白酶能够分解蛋白质。 方案三:将滤液放在6075 的恒温水浴箱中保温1015 min。 (4)DNA的进一步提纯 利用DNA不溶于酒精溶液这一原理,可从溶液中析出较纯净的DNA,此时

3、DNA的状态为白色丝状物。 (5)DNA的鉴定 将呈白色丝状物的DNA溶解于5 mL物质的量浓度为2 mol/L的NaCl溶液中,再加入4 mL的二苯胺试剂,沸水中加热5 min,冷却后观察溶液颜色,注意要同时设置对照实验。,目标导航,预习导引,一,二,2.操作提示 (1)防止血液凝固:每100 mL血液需加入3 g柠檬酸钠。 (2)减少产生泡沫:加入洗涤剂后,动作要轻缓、柔和。 (3)避免DNA断裂:加入酒精和用玻璃棒搅拌时,动作要轻缓。 (4)二苯胺试剂要现配现用。,目标导航,预习导引,一,二,(1)你能总结一下DNA、RNA在细胞中的分布规律吗? 提示：对真核生物而言,DNA主要存在于细

4、胞核(染色质)中,线粒体、叶绿体中也有少量的DNA。RNA主要存在于细胞质(细胞质基质、核糖体、叶绿体、线粒体)中。 (2)你能列举不能用来提取DNA的细胞吗?请给出必要的解释。 提示：哺乳动物成熟的红细胞、植物的筛管细胞等,因为它们失去了细胞核,而DNA分子主要存在于细胞核中。 (3)观察DNA、RNA在细胞中分布实验的原理是什么? 提示：用吡罗红甲基绿的混合染色剂对细胞染色,然后用显微镜观察。绿色区域代表DNA的分布区域,红色区域代表RNA的分布区域。,知识精要,典题例解,迁移应用,知识架构,一,二,一、提取DNA的方法和原理 1.DNA粗提取的思路 利用DNA与RNA、蛋白质和脂质等在物

5、理和化学性质方面的差异,选用一定的物理或化学方法提取DNA,去除其他成分。,知识精要,典题例解,迁移应用,知识架构,一,二,2.DNA粗提取的原理、方法和目的,知识精要,典题例解,迁移应用,知识架构,一,二,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,知识架构,【例1】 用过滤的方法得到溶有DNA的氯化钠溶液后,还要用酒精处理,可以得到较纯净的DNA。这是因为() A.DNA易溶于酒精,而滤液中某些杂质不易溶于酒精 B.DNA不易溶于酒精,而滤液中某些杂质易溶于酒精 C.DNA和滤液中其他成分更易溶于酒精 D.DNA和滤液中其他成分都不溶于酒精 解析：在溶液中加入酒精,用玻璃棒沿一个方向搅拌,卷起的

6、丝状物就是析出的DNA。因此,利用的原理是DNA不易溶于酒精,而滤液中某些杂质易溶于酒精。 答案：B,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,知识架构,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,知识架构,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,知识架构,用蛋白酶对细胞核中能被碱性染料染色的物质进行处理,得到了一些细丝,这些细丝状物可能是() A.蛋白质B.DNA和蛋白质 C.RNAD.DNA 解析：细胞核中能被碱性染料染色的物质是染色质,其主要成分是DNA和蛋白质,用蛋白酶处理后蛋白质被水解,剩余的物质是DNA。 答案：D,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,知识架构,DNA和蛋白质在不同的物质的量

7、浓度的NaCl溶液中的溶解度,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,知识架构,二、DNA的粗提取与鉴定的实验操作 1.方法步骤(以鸡血细胞为例),溶解核内DNA:上述滤液加入物质的量浓度为2 mol/L 的NaCl溶液,玻璃棒沿同一个方向搅拌 过滤除去不溶杂质,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,知识架构,析出含DNA的丝状物:向上述滤液缓缓加入蒸馏水,并轻轻地沿一个方向搅拌,出现丝状物,当丝状物不再增加时,停止加水(此时NaCl溶液浓度相当于物质的量浓度为0.14 mol/L) 过滤含DNA的丝状物:用多层纱布过滤,含DNA的丝状物留在纱布上 DNA的丝状物再溶解:再次用物质的量浓度为2

8、mol/L 的NaCl溶液溶解DNA的丝状物 提取含杂质较少的DNA:向上述滤液中加入等体积的体积分数为95%的冷却酒精溶液,静置23 min,溶液中出现白色丝状物,用玻璃棒沿一个方向搅拌,卷起丝状物,并用滤纸吸去上面的水分,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,知识架构,2.DNA的鉴定 实验原理,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,知识架构,【例2】 下列关于“DNA粗提取与鉴定实验”的叙述,正确的是() A.洗涤剂能瓦解细胞膜并增加DNA在NaCl溶液中的溶解度 B.将DNA丝状物放入二苯胺试剂中沸水浴后冷却变蓝 C.常温下菜花匀浆中有些酶类会影响DNA的提取 D.用玻璃棒缓慢搅拌滤液

9、会导致DNA获得量减少 解析：洗涤剂能瓦解细胞膜,使DNA从细胞中释放出来,但是不能增加DNA在NaCl溶液中的溶解度。将DNA丝状物溶解在物质的量浓度为2 mol/L的NaCl溶液中,然后放入二苯胺试剂,沸水浴后冷却可观察到蓝色出现。“DNA析出”的步骤中,必须用玻璃棒缓缓搅拌使DNA聚集,防止DNA在搅拌的过程中断裂而使DNA获得量减少。 答案：C,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,知识架构,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,知识架构,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,知识架构,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,知识架构,在破碎鸡血细胞时,要先加入20 mL的蒸馏水,其作用

10、是() A.使DNA溶解于水中 B.使血细胞破裂,释放DNA C.稀释血液,防止凝固 D.有利于搅拌 解析：实验中首先要将细胞中的DNA释放出来,一般用低渗溶液如蒸馏水使细胞过度吸水而破裂,而不是采取机械破碎。 答案：B,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,知识架构,1.DNA粗提取实验的关键步骤 (1)制备鸡血细胞液时,要在新鲜鸡血中加入抗凝剂如柠檬酸钠,使血液分层,取下层血细胞沉淀。 (2)获取较多DNA的关键是向鸡血细胞液中加入足量的蒸馏水,以便使细胞破裂。 (3)实验中有两次使用蒸馏水。第一次加蒸馏水是在获取DNA滤液时,是为了使血细胞吸水膨胀破裂,加水后必须充分搅拌,应不少于5 m

11、in,使血细胞充分破裂;第二次加蒸馏水是在去除滤液中杂质时,加水是为了稀释氯化钠溶液,使DNA逐渐析出。 (4)在DNA的析出与鉴定中,必须使用冷酒精(至少在5 以下存放24 h),并且将一份含DNA的氯化钠溶液加入到两份冷酒精中,如果悬浮在溶液中的DNA丝状物较少,可将混合液放入冰箱中再冷冻几分钟。,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,知识架构,2.实验现象不明显的原因分析 (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的量不够。 (2)加入酒精后摇动或搅拌时过猛,DNA被破坏。 (3)二苯胺试剂配制时间过长,变成浅蓝色,影响鉴定效果。 (4)析出含DNA的黏稠物时,蒸馏水一次快

12、速加入,影响实验结果。 (5)实验中有多次搅拌,但是其目的及操作方法是不同的,操作时应注意区分,否则会影响实验结果。,知识架构,一,二,1.混淆实验中 “三次过滤”和“三次加氯化钠溶液”的操作目的。 (1)DNA粗提取中共有三次过滤。过滤时使用的纱布层数与过滤的目的(是得到其滤液还是黏稠物)有关。破碎细胞,获取DNA的滤液和析出DNA并鉴定时,要用其滤液,使用12层纱布。去除滤液中杂质时,要用其滤出黏稠物,使用多层纱布。 (2)实验中有三次加氯化钠溶液。第一次是在破碎细胞获取DNA滤液时,加入氯化钠溶液是为了提高DNA的溶解度。第二次和第三次都是在去除滤液中的杂质的步骤中。第二次加入氯化钠溶液

13、,是为了调节氯化钠溶液物质的量浓度为2 mol/L,过滤除去不溶的杂质。第三次加入氯化钠溶液是为了将析出的DNA丝状物溶解。,【例1】 在“DNA粗提取与鉴定”实验中,将获得的含有DNA的黏稠物(含较多物质)分别处理如下: (1)放入物质的量浓度为2 mol/L的氯化钠溶液中,搅拌后过滤,得到黏稠物A和滤液a; (2)放入物质的量浓度为0.14 mol/L的氯化钠溶液中,搅拌后过滤,得到黏稠物B和滤液b; (3)放入冷却的体积分数为95%的酒精溶液中,搅拌后过滤,得到黏稠物C和滤液c。 以上过程获得的滤液和黏稠物中,因为只含有少量DNA而可以丢弃的是() A.AbCB.ABc C.AbcD.a

14、bc,解析：(1)由于DNA可以溶于氯化钠溶液中,在物质的量浓度为2 mol/L的氯化钠溶液中DNA的溶解度较高,搅拌过滤后,DNA存在于得到的滤液a,而黏稠物A只含有少量DNA而可以丢弃;(2)DNA在物质的量浓度为0.14 mol/L的氯化钠溶液中溶解度最低,此时DNA会从溶液中析出,搅拌过滤后,得到黏稠物B主要就是DNA,因此滤液b可以丢弃;(3)由于DNA不溶于酒精,而其他杂质可以溶于酒精,因此放入冷却的体积分数为95%的酒精溶液中,搅拌过滤后,DNA存在于黏稠物C中,滤液c可以丢弃。 答案：C,2.误以为鉴定DNA时既可以用二苯胺也可以用甲基绿。甲基绿本身是蓝绿色的碱性染料,它易与聚合程度高的DNA结合呈现绿色。因为甲基绿本身有颜色,就算没有DNA,它也会是蓝绿色,所以用甲基绿不是很准确。而二苯胺和DNA反应呈现蓝色。鉴定时溶液蓝色的深浅,与溶液中DNA含量的多少有关。因此用二苯胺鉴定DNA更准确。 【例2】 下列有关实验的叙述,正确的是() A.在DNA粗提取和鉴定实验中,可以用甲基绿代替二苯胺检测 B.用斐林试剂检测还原性糖时,可以用西瓜汁代替苹果或梨匀浆 C.在观察洋葱根尖细胞有丝分裂时,可用表皮细胞代替根尖细胞 D.平板划线法和稀释涂布平板法是微生物接种的常用方法,