DNA的粗提取与鉴定

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1、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实行粗提取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自主学习一基础知识提取生物大分子的基本思路是 。对于DNA的粗提取来说，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，利用这个特点，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51是DNA在NaCl溶液中的溶解度曲线，请根据曲线图，【思考】在什么浓度下，DNA的溶解度最小？DNA在NaCl溶液中

2、的溶解度是如何变化的？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。利用这个原理，能够将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。绝大部分蛋白质不能忍受6080oC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，所以二苯胺能够作为鉴定DNA的试剂。2实验设计1）实验材料的选择 凡是含有 的生物材料都能够考虑，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择适合的实验材料：鱼

3、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 ，实行充分的搅拌和研磨，过滤后收集研磨液。【思考】为什么加入蒸馏水能使鸡血细胞破裂？加入洗涤剂和食盐的作用分别是什么？如果研磨不充分，会对实验结果产生怎样的影响?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

4、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

5、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

6、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主要存有于细胞核中，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

7、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：过滤用蒸馏水稀释过的鸡血细胞液过滤含粘稠物的0.14mol/LNaCl溶液过滤溶解有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

8、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DNA。DNA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

9、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

10、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7DNA的粗提取中，将与滤液体积相等的、冷却的（ ），静置23min，溶液中会出现白色丝状物。A.09%的NaCl B.0.14mol/L的NaCl溶液 C.质量分数15%的HCl D.体积分数为95%的酒精溶液8.以血液为实验

11、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。提取鸡血细胞中核物质 溶解核内DNA： 析出2mol/LNa

12、Cl溶液中的DNA DNA粘稠物的再溶解 提取杂质较少的DNA白色乳状丝状物 DNA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：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 。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 。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 。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。