高中生物选修一DNA的粗提取与鉴定

讨论讨论2 2：如何证明他们是遗传物质？：如何证明他们是遗传物质？讨论讨论3 3：怎样才能将细胞内的这些物质分离出来？：怎样才能将细胞内的这些物质分离出来？讨论讨论1 1：构成生物体的遗传物质是什么？：构成生物体的遗传物质是什么？5.1 DNA5.1 DNA的粗提取与鉴定的粗提取与鉴定一、基础知识一、基础知识（一）提取（一）提取DNADNA的方法的方法1.1.提取生物大分子的基本思路提取生物大分子的基本思路 选用一定的物理或化学方法，分离具有用一定的物理或化学方法，分离具有不同物理或化学性不同物理或化学性质的生物大分子的生物大分子2.2.提取提取DNADNA的基本思路的基本思路提取提取DNA，去除其他成分，去除其他成分利用利用DNA与与RNA、蛋白蛋白质和和脂脂质等等在物理和化学性在物理和化学性质方面的差异方面的差异 DNA DNA的溶解性的溶解性DNADNA和蛋白和蛋白质等成分等成分在不同在不同浓度的度的NaClNaCl溶液溶液中溶解度不同中溶解度不同利用利用这一特点，一特点，选择适当的适当的盐浓度度就能使就能使DNA充分溶解，充分溶解，而使而使杂质沉淀；沉淀；或者或者让其他成分溶解，其他成分溶解，DNA析出析出等大分子的理化性质等大分子的理化性质DNADNA不溶于酒精溶液，不溶于酒精溶液，但但细胞中某些蛋白胞中某些蛋白质则溶于酒精。溶于酒精。将将DNADNA与蛋白与蛋白质进一步分离。一步分离。DNA不溶于酒精溶液不溶于酒精溶液 DNA对酶、高温和洗涤剂的耐受性对酶、高温和洗涤剂的耐受性 蛋白蛋白酶水解蛋白水解蛋白质，对DNADNA没有影响没有影响 高高 温温大多数蛋白大多数蛋白质不能忍受不能忍受60608080 而而DNADNA在在8080以上才会以上才会变性性 洗洗涤剂溶解溶解细胞膜，去除脂胞膜，去除脂质和蛋白和蛋白质 但但对DNADNA没有影响没有影响试剂：（二）（二）DNADNA的鉴定的鉴定条件：条件：二苯胺二苯胺沸水浴条件下，沸水浴条件下，DNADNA遇二苯胺被染成遇二苯胺被染成蓝色色沸水浴沸水浴现象：象：二、实验设计二、实验设计（一）实验材料的选取（一）实验材料的选取从下列材料中从下列材料中选取取2 23 3种种原则：原则：菜花、香蕉、菜花、香蕉、菜花、香蕉、菜花、香蕉、猕猕猴桃、洋葱、豌豆、菠菜；猴桃、洋葱、豌豆、菠菜；猴桃、洋葱、豌豆、菠菜；猴桃、洋葱、豌豆、菠菜；鱼鱼卵、猪肝、卵、猪肝、卵、猪肝、卵、猪肝、鸡鸡血、哺乳血、哺乳血、哺乳血、哺乳动动物的物的物的物的红细红细胞；胞；胞；胞；在液体培养基中培养的大在液体培养基中培养的大在液体培养基中培养的大在液体培养基中培养的大肠肠杆菌杆菌杆菌杆菌凡是含有凡是含有DNADNA的生物材料都可以考虑的生物材料都可以考虑选用选用DNADNA含量相对较高的组织含量相对较高的组织（二）破碎细胞，获取含（二）破碎细胞，获取含DNADNA的滤液的滤液1 1、动物细胞、动物细胞2 2、植物细胞、植物细胞容易破碎容易破碎需要溶解需要溶解细胞膜胞膜鸡鸡血血血血细细胞溶液：胞溶液：胞溶液：胞溶液：加入一定量的蒸加入一定量的蒸加入一定量的蒸加入一定量的蒸馏馏水，同水，同水，同水，同时时用玻璃棒用玻璃棒用玻璃棒用玻璃棒搅搅拌，拌，拌，拌，过滤过滤后收集后收集后收集后收集滤滤液液液液想一想：想一想：为什么加入蒸什么加入蒸馏水能使水能使鸡血血细胞破裂？胞破裂？蒸蒸蒸蒸馏馏水水水水对对于于于于鸡鸡血血血血细细胞来胞来胞来胞来说说是一种低渗液体，是一种低渗液体，是一种低渗液体，是一种低渗液体，水分大量水分大量水分大量水分大量进进入血入血入血入血细细胞，使血胞，使血胞，使血胞，使血细细胞胞胞胞胀胀裂；裂；裂；裂；加上加上加上加上搅搅拌作用，加速拌作用，加速拌作用，加速拌作用，加速鸡鸡血血血血细细胞胞胞胞细细胞膜、核膜破裂，胞膜、核膜破裂，胞膜、核膜破裂，胞膜、核膜破裂，从而从而从而从而释释放出放出放出放出DNADNADNADNA 加入一定的洗加入一定的洗涤剂和食和食盐 充分的充分的搅拌和研磨，拌和研磨，过滤后收集研磨液后收集研磨液想一想：洗想一想：洗涤剂和食和食盐的作用分的作用分别是什么？是什么？洗洗洗洗涤剂涤剂离子去离子去离子去离子去污剂污剂，能溶解，能溶解，能溶解，能溶解细细胞膜，利于胞膜，利于胞膜，利于胞膜，利于DNADNADNADNA释释放放放放食食食食 盐盐NaClNaClNaClNaCl，利于，利于，利于，利于DNADNADNADNA的溶解于研磨液中的溶解于研磨液中的溶解于研磨液中的溶解于研磨液中使使使使细细胞核内的胞核内的胞核内的胞核内的DNADNADNADNA释释放不完全，提取的放不完全，提取的放不完全，提取的放不完全，提取的DNADNADNADNA量量量量变变少，少，少，少，导导致看不到致看不到致看不到致看不到丝丝状沉淀物、用二苯胺状沉淀物、用二苯胺状沉淀物、用二苯胺状沉淀物、用二苯胺鉴鉴定不定不定不定不显显示示示示蓝蓝色等色等色等色等为了纯化提取的为了纯化提取的DNADNA需要将滤液作进一步处理需要将滤液作进一步处理讨论：滤液液/研磨液中可能含有哪些成分？研磨液中可能含有哪些成分？答：可能含有核蛋白、多糖和答：可能含有核蛋白、多糖和答：可能含有核蛋白、多糖和答：可能含有核蛋白、多糖和RNARNARNARNA等等等等杂质杂质想一想：如果研磨不充分，会想一想：如果研磨不充分，会对实验结果果产生生 怎怎样的影响？的影响？1.DNA1.DNA的溶解性的溶解性的溶解性的溶解性2.DNA2.DNA对对对对酶酶酶酶、高温高温高温高温和和和和洗涤剂洗涤剂洗涤剂洗涤剂的耐受性的耐受性的耐受性的耐受性（三）除去滤液中的杂质（三）除去滤液中的杂质讨论：方案二与方案三的原理有什么不同？：方案二与方案三的原理有什么不同？方案二：利用蛋白方案二：利用蛋白方案二：利用蛋白方案二：利用蛋白酶酶分解分解分解分解杂质杂质蛋白，使提取的蛋白，使提取的蛋白，使提取的蛋白，使提取的DNADNADNADNA 与蛋白与蛋白与蛋白与蛋白质质分开；分开；分开；分开；方案三：利用方案三：利用方案三：利用方案三：利用DNADNADNADNA和蛋白和蛋白和蛋白和蛋白质对质对高温耐受性的不同，高温耐受性的不同，高温耐受性的不同，高温耐受性的不同，使蛋白使蛋白使蛋白使蛋白质变质变性，与性，与性，与性，与DNADNADNADNA分离分离分离分离（四）（四）DNADNA的析出与鉴定的析出与鉴定与与与与滤滤液液液液体体体体积积相等相等相等相等的的的的冷却冷却冷却冷却的的的的酒精溶液酒精溶液酒精溶液酒精溶液(体体体体积积分数分数分数分数95959595)，静置静置静置静置2 2 2 23min3min3min3min，溶液中会出，溶液中会出，溶液中会出，溶液中会出现现白色白色白色白色丝丝状物状物状物状物 粗提取粗提取粗提取粗提取DNADNADNADNA用玻璃棒沿一个方向用玻璃棒沿一个方向用玻璃棒沿一个方向用玻璃棒沿一个方向搅搅拌，拌，拌，拌，卷起卷起卷起卷起丝丝状物，并用状物，并用状物，并用状物，并用滤纸滤纸吸取上面的水吸取上面的水吸取上面的水吸取上面的水1 1、DNADNA的析出的析出的析出的析出2.DNA2.DNA的鉴定的鉴定的鉴定的鉴定 向两支向两支向两支向两支试试管中分管中分管中分管中分别别加入加入加入加入 2mol/L NaCl2mol/L NaCl2mol/L NaCl2mol/L NaCl 溶液溶液溶液溶液5ml5ml5ml5ml 其中一支其中一支其中一支其中一支试试管中加入管中加入管中加入管中加入DNADNADNADNA丝丝状物状物状物状物 各加入各加入各加入各加入二苯胺二苯胺二苯胺二苯胺试剂试剂4ml4ml4ml4ml 混匀后，置于沸水浴中加混匀后，置于沸水浴中加混匀后，置于沸水浴中加混匀后，置于沸水浴中加热热5min5min5min5min 待冷却后，比待冷却后，比待冷却后，比待冷却后，比较较两只两只两只两只试试管中溶液的管中溶液的管中溶液的管中溶液的颜颜色色色色变变化化化化 观察现象：观察现象：观察现象：观察现象：溶解丝状物的溶液变为溶解丝状物的溶液变为蓝色蓝色观察你提取的观察你提取的DNADNA颜色，颜色，如果不是白色丝状物，如果不是白色丝状物，说明说明DNADNA中的杂质较多；中的杂质较多；二苯胺鉴定出现蓝色二苯胺鉴定出现蓝色说明实验基本成功，说明实验基本成功，如果不呈现蓝色，如果不呈现蓝色，可能所提取的可能所提取的DNADNA含量低，含量低，或是实验操作中出现错误，或是实验操作中出现错误，需要重新制备需要重新制备四、课题成果评价：四、课题成果评价：是否提取出了是否提取出了DNADNA课题延伸课题延伸2 2、你认为从细胞中提取某种特定的蛋、你认为从细胞中提取某种特定的蛋白质与提取白质与提取DNADNA一样容易吗？一样容易吗？答：提取蛋白质比提取答：提取蛋白质比提取DNA的的难度大难度大。这是因为，。这是因为，与与DNA相比，相比，蛋白质对温度、盐浓度、蛋白质对温度、盐浓度、pH等条件要等条件要敏感得多敏感得多，很容易失活；并且，很容易失活；并且蛋白质的空间结构多蛋白质的空间结构多种多样，理化性质各不相同种多样，理化性质各不相同，使得蛋白质的提取没，使得蛋白质的提取没有一种统一的方法，只能根据特定蛋白质的特性摸有一种统一的方法，只能根据特定蛋白质的特性摸索提取的条件，设计特定的方法。索提取的条件，设计特定的方法。为什么反复地溶解与析出为什么反复地溶解与析出DNA，能够去除杂质？，能够去除杂质？1 1、用高盐浓度的溶液溶解、用高盐浓度的溶液溶解DNA，能除去，能除去在高盐中不能溶解的杂质在高盐中不能溶解的杂质；2 2、用低盐浓度使、用低盐浓度使DNA析出，能除去析出，能除去溶解溶解在低盐溶液中的杂质。在低盐溶液中的杂质。因此，通过反复溶解与析出因此，通过反复溶解与析出DNA，就能，就能够除去与够除去与DNA溶解度不同的多种杂质。溶解度不同的多种杂质。过滤用蒸馏水稀释过的鸡血细胞液过滤用蒸馏水稀释过的鸡血细胞液 目的目的:获得含核物质的滤液获得含核物质的滤液 过滤含粘稠物的过滤含粘稠物的mol/LNaCl溶液溶液 目的目的:获取纱布上的粘稠物获取纱布上的粘稠物 过滤溶解有过滤溶解有DNA的的2 2mol/LNaCl溶液溶液 目的目的:得到含得到含DNA的滤液的滤液 本实验中有三次过滤本实验中有三次过滤 ,分别有什么作用分别有什么作用?第一次搅拌加蒸馏水的鸡血细胞液第一次搅拌加蒸馏水的鸡血细胞液 加速细胞的破裂加速细胞的破裂第二次搅拌加第二次搅拌加2 2mol/LNaCl溶液的滤液溶液的滤液 使使DNA与溶液混合均匀与溶液混合均匀第三次搅拌加蒸馏水至第三次搅拌加蒸馏水至mol/LNaCl溶液溶液 稀释稀释NaCl溶液溶液,析出析出DNA第四次搅拌放入第四次搅拌放入2 2mol/LNaCl溶液中纱布上的粘稠物溶液中纱布上的粘稠物 使使DNADNA尽可能多的溶于溶液中尽可能多的溶于溶液中第五次搅拌体积分数为第五次搅拌体积分数为95%95%的酒精的酒精 提取含杂质较少的提取含杂质较少的DNA实验中有五次用玻璃棒搅拌实验中有五次用玻璃棒搅拌?分别有什么作用分别有什么作用?方法步骤方法步骤 加入物质加入物质 目的目的 1 1.制备鸡血细胞液制备鸡血细胞液 柠檬酸钠溶液柠檬酸钠溶液 2 2.提取鸡血细胞细胞核物质提取鸡血细胞细胞核物质 20 m120 m1蒸馏水蒸馏水 幻灯片 18 3 3.溶解细胞核内的溶解细胞核内的DNADNA 2 m12 m1L L 的的NaCINaCI溶液溶液4040mLmL 幻灯片 18 4 4.析出含析出含DNADNA的黏稠物的黏稠物 蒸馏水蒸馏水 5 5.滤取含滤取含DNADNA的黏稠物的黏稠物 6 6.将将DNADNA的黏稠物再溶解的黏稠物再溶解 2 mol2 molL L 的的NaClNaCl溶液溶液20 mL20 mL 7 7.过滤含过滤含DNADNA的的NaCNaCl l 溶液溶液 8 8.提取含有杂质较少的提取含有杂质较少的 DNADNA 冷却的冷却的9595的酒精的酒精50 mL50 mL 幻灯片 18 A A:(1)1)向试管中加入向试管中加入0 0.015 mol015 molL L 的的NaClNaCl溶液溶液5 5mLmL(2)2)加入加入DNADNA(3)43)4 mLmL二苯胺试剂二苯胺试剂 9 9.DNADNA的鉴定的鉴定 B B:(1)(1)向试管中加入向试管中加入0 0.015mol015molL L 的的NaClNaCl溶液溶液5 5mLmL(2)4 m2)4 mL 二苯胺试剂二苯胺试剂 加入柠檬酸钠溶液的目的是防止血凝固加入柠檬酸钠溶液的目的是防止血凝固加速血细胞破裂加速血细胞破裂 溶解溶解DNA 使使2mol/L的的NaCl溶液稀释至使得溶液稀释至使得DNA最大限度地最大限度地释出释出 使含使含DNA的黏稠物被留在纱布上的黏稠物被留在纱布上使含使含DNA的黏稠物尽可能多的溶解于溶液中的黏稠物尽可能多的溶解于溶液中除去含除去含DNA的滤液中的杂质的滤液中的杂质提取提取DNA A出现蓝色出现蓝色 B无变化无变化