高中生物人教版 (新课标)选修1《生物技术实践》课题1 DNA的粗提取与鉴定图文课件ppt
展开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尽可能少地降解。但用于生药真实性鉴别的药材在干燥、加工、贮藏等过程中均造成了DNA不同程度的降解,一般DNA的含量也比较低。药材中次生代谢产物含量较高,会干扰提取。另外也可能有微生物引起的外源DNA的污染。DNA的质量将直接关系到实验的成败。不同的研究目的对DNA的纯度和量的要求不尽相同。
请思考:1.DNA是怎样提取的?2.DNA是怎样进行鉴定的?
1.DNA的粗提取(1)基本思路:利用DNA与______、________和______等在物理和化学性质方面的______,提取DNA,去除其他成分。(2)方法和原理:①DNA和________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______沉淀,或者相反,以达到分离目的。
一、DNA的粗提取和鉴定
②DNA不溶于______,但是某些______则可溶于其中。③______能水解蛋白质,但是对______没有影响。④大多数蛋白质不能忍受________的高温而发生变性,而DNA在________以上才会变性。⑤________能瓦解细胞膜,但对DNA无影响。
2.DNA的鉴定在沸水浴的条件下,DNA遇________会被染成蓝色。
1.选取实验材料选用______________的生物组织,成功的可能性更大。2.破碎细胞,获取含DNA的滤液动物细胞的破碎比较容易,例如,在鸡血细胞液中加入一定量的________,同时________________,过滤后收集滤液即可。如果是植物细胞,需要先用________溶解________。
3.去除滤液中杂质(1)方案一:通过控制________的浓度去除______。(2)方案二:直接向滤液中加入____________,反应10~15 min,________中的____________能够分解蛋白质。(3)方案三:将滤液放在__________的恒温水浴箱中保温10~15 min,注意严格控制温度范围,使________沉淀析出而________分子还未变性,可以将DNA与蛋白质分离。
4.DNA的进一步提纯利用DNA不溶于冷却的________这一原理,可从______中析出较纯净的DNA,此时DNA的状态为____________。5.DNA的析出与鉴定(1)DNA的析出:DNA的析出用的是与滤液体积相等的、______的______溶液。
(2)DNA鉴定:鉴定DNA时在试管中先加入物质的量浓度为________的NaCl溶液5 mL。两支试管中其中一支加入DNA丝状物,各加入二苯胺________。在沸水浴的条件下,DNA遇__________会被染成蓝色,因此__________可以作为鉴定DNA的试剂。
(1)以血液为实验材料时,每100 mL血液中需要加入3 g________,防止________。(2)加入洗涤剂后,动作要________________、________,否则容易产生大量的________,不利于后续步骤的操作。加入酒精和用玻璃棒搅拌时,动作要轻缓,以免______________________,导致DNA分子不能形成____________。(3)鉴定DNA用的染色剂________试剂要现配现用,否则会影响鉴定的效果。
加剧DNA分子的断裂
一、DNA粗提取的原理1.DNA溶解度
2.DNA与蛋白质对蛋白酶、高温、洗涤剂的耐受性的区别
盐析和高温对DNA活性的影响不同①盐析过程DNA的空间结构不变,没有变性,只是溶解度降低。②高温使DNA和蛋白质变性时破坏的键不同。DNA变性时,氢键被破坏,而蛋白质变性时往往破坏二硫键,因此降温时DNA能复性,而蛋白质不能。
例1 DNA在NaCl溶液中的溶解度有两重性,随NaCl溶液浓度的变化而变化,则下图所示能反映DNA的溶解度与NaCl溶液浓度之间关系的是( )
解析:DNA在0.14 ml/L NaCl溶液中溶解度最低。答案:C
1.蛋白酶能将蛋白质水解而使染色质中的DNA分离出来,下列药品可达到上述同一目的的是( )A.蒸馏水 B.NaCl溶液C.NaOH溶液 D.盐酸
解析:DNA在0.14 ml/L的NaCl溶液中溶解度最低,蛋白质可溶,从而把DNA和蛋白质分开。答案:B
二、DNA的粗提取和鉴定的实验过程的分析
2.实验过程中的几点注意事项(1)实验中两次加入蒸馏水的目的不同:①第一次的目的是使鸡血细胞吸水涨破,加水后必须充分搅拌,不应少于5 min,使血细胞充分吸水涨破。②第二次的目的是为了稀释NaCl溶液,使DNA逐渐析出。(2)实验中三次加NaCl溶液的目的:①第一次加入NaCl溶液后必须充分搅拌,加速染色质中DNA与蛋白质分离,使DNA充分游离并溶解在NaCl溶液中。
②第二次加入NaCl溶液的目的是使DNA溶解。③第三次(即DNA鉴定环节)中加NaCl溶液的目的是溶解DNA。(3)实验中六次搅拌的目的:
①哺乳动物成熟的红细胞不含细胞核,无DNA分子,不能作为提取DNA的实验材料②若选取肝脏细胞或植物细胞,由于肝组织含较多蛋白质纤维,植物组织有胞间连丝和细胞壁,则必须充分研磨。③过滤时不能用滤纸代替纱布,否则会因DNA被吸附到滤纸上,而导致DNA大量损失。
④相关试剂的作用辨析:a.柠檬酸钠:作为抗凝剂,防止血液凝固。b.洗涤剂:能够瓦解细胞膜,释放内含物DNA。c.食盐:可以加速核蛋白解体,游离出DNA分子。
例2 (双选)下表是关于DNA粗提取与鉴定实验中所使用的材料、操作及其作用的表述,正确的是( )
解析:在DNA粗提取与鉴定实验中,柠檬酸钠可以防止血液凝固;鸡血中加入蒸馏水可以使细胞膜和核膜破裂;DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同,在0.14 ml/L NaCl溶液中的溶解度最低,有利于DNA析出;DNA不溶于酒精,可以获得较纯的DNA;DNA遇二苯胺(水浴加热)产生蓝色反应。答案:AC
2.下列关于DNA的粗提取和鉴定的有关说法,正确的是( )A.DNA在NaCl溶液中的溶解度随NaCl溶液浓度的增大而增大B.溶有DNA的NaCl溶液中加入4 mL二苯胺试剂即变蓝色
C.DNA粗提取和鉴定时,选材最好用鸡血而不用猪血D.提取洋葱的DNA时,在切碎的洋葱中加入一定的洗涤剂和食盐,食盐有利于DNA从细胞中释放出来
解析:从DNA在NaCl溶液中的溶解度曲线可知,NaCl溶液在低于0.14 ml/L时,DNA的溶解度随NaCl溶液浓度的增加而逐渐下降,0.14 ml/L时溶解度最低,当NaCl溶液浓度继续增加时,DNA的溶解度逐渐增加。A项只注重一段范围内的变化,不够全面。二苯胺试剂使用时需要水浴加热才能出现实验现象。猪的成熟红细胞没有细胞核,无DNA,故
不能用于本实验。而提取洋葱的DNA时,食盐的作用是溶解释放出的DNA,洗涤剂的作用才是使DNA从细胞中释放出来。答案:C
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