DNA的粗提取与鉴定实验

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,课题1 DNA的粗提取和鉴定,普通高中课程标准实验教科书,生物选修1 生物技术实践,专题5 DNA和蛋白质技术,课题背景,通过制作DNA的双螺旋结构模型，模拟DNA 的复制，绘制DNA指导蛋白质的合成过程。同学们对DNA有了不少的了解。,请回答：DNA的基本组成单位和空间结构特点是什么？,请设想：如果你要对DNA进行粗提取和鉴定，应该考虑哪些问题？,1.提取：原理（提取的依据是什么？）-操作（如何设计正确的实验步骤？）-提纯（如何提高DNA的纯度？）,2.鉴定：原理（鉴定的依据是什么？）-操作（如何设计正确的实验步骤？）-现象（通过什么现象能够说明问题？）,一、提取DNA的方法,阅读教材P54，思考以下问题：,1.结合教材图5-1回答，DNA在NaCL溶液中的溶解度是如何变化的？如何利用这一特点控制DNA在盐溶液中的溶解或者析出？,2.DNA对其它物质的溶解性和耐受性有什么特点？这些特点对DNA的提取和鉴定有何作用？,DNA在0.14mol/L的NaCL溶液中的溶解度最小；高于或者低于0.14mol/L时，DNA的溶解度 又逐渐加大。,DNA不溶于酒精溶液，某些蛋白能溶于其中，可以将DNA与蛋白质进一步分离。,蛋白酶能水解蛋白质，但对DNA没影响，大多数蛋白质不能忍受60-80的高温，而DNA在80 以上才变性。洗涤剂能够瓦解细胞膜，但对DNA没有影响。,1.利用DNA的溶解性,DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同，利用这一特点，选择适当的盐浓度就能使DNA充分溶解，而使杂质沉淀，或者相反，以达到分离目的。,小结提取DNA的方法,利用DNA不溶于酒精溶液，某些蛋白能溶于其中的原理，可以将DNA与蛋白质进一步分离。,2.利用DNA对酶、高温和洗涤剂的耐受性,蛋白酶能水解蛋白质，但对DNA没影响，大多数蛋白质不能忍受60-80的高温，而DNA在80 以上才变性。洗涤剂能够瓦解细胞膜，但对DNA没有影响。,二、实验设计,选材,应选用,DNA,含量相对较高的生物组织，以便于降低实验难度，使得实验成功的可能性更大。,一般选用鸡血细胞做实验材料有两个原因。一是因为鸡血细胞核的,DNA,含量丰富，材料易得；二是鸡血细胞极易吸水胀破，而用动物肝脏细胞作实验材料常常需要匀浆和离心，对设备要求较高，操作繁琐，历时较长。,思路：选材-提取-提纯-析出-鉴定,2.提取,破碎细胞，获取含DNA的滤液,思考：为什么在提取洋葱的DNA时在切碎的洋葱中要加入一定的洗涤剂和食盐？,洗涤剂是一些离子去污剂，能溶解细胞膜，有利于DNA的释放；食盐的主要成分是NaCl，有利于DNA的溶解。,3.提纯,去除滤液中的杂质,认真研究教材P55去除杂质的三个方案，对比三个方案的设计原理有什么不同？,方案一是利用DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度的不同，通过控制NaCl溶液的浓度去除杂质；方案二是利用蛋白酶分解杂质蛋白，从而使提取的DNA与蛋白质分开；方案三利用的是DNA和蛋白质对高温耐受性的不同，从而使蛋白质变性，与DNA分离。,嫩肉粉，又称松肉粉。这是一种能使动物性原料软嫩滑润，同时又不损伤肌纤维弹性的佐助料。嫩肉粉呈白色粉末状，为纯天然制品，它的主要成分是从番木瓜中提取的疏松剂木瓜蛋白酶，它能将动物类原料结缔组织、肌纤维中的胶原蛋白及弹性蛋白适当分解，使部分氨基酸之间的连接键发生断裂，从而破坏它们的分子结构，大大提高原料肉的嫩度，并使其风味得到改善。,小资料,4.析出,析出DNA,将处理后的溶液过滤，加入与滤液等体积、冷却的酒精溶液（体积分数为95%），静置23min，溶液中会出现白色丝状物，即粗提到的DNA。用玻璃棒,沿一个方向,搅拌，卷起丝状物，用滤纸吸去上面的水分。,5.,鉴定,鉴定DNA,取两支20mL的试管，各加入物质的量浓度为2mol/L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的二苯胺试剂。混合均匀后，将试管置于沸水中加热5min，待试管冷却后，比较两支试管的溶液颜色的变化，看看溶解有DNA的溶液是否变蓝。,思考：1.DNA鉴定采用了什么实验方法？,2.鉴定DNA的方法，除了用二苯胺试剂外，还有什么方法？,操作提示,以血液为实验材料时，每100mL血液中需要加入g柠檬酸钠，防止血液凝固。,采用植物材料时加入洗涤剂后，动作要轻缓、柔和，否则容易产生大量的泡沫，不利于后续步骤的操作。,二苯胺试剂要现配现用，否则会影响鉴定的效果。,结果分析与评价,1.你能分析出粗提取的DNA中可能含有哪些杂质吗？,2.你认为从细胞中提取某种特定的蛋白质与提取DNA一样容易吗？,提取蛋白质比提取DNA的难度大。这是因为，与DNA相比，蛋白质对温度、盐浓度、pH等条件要敏感得多，很容易失活；并且蛋白质的空间结构多种多样，理化性质各不相同，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索提取的条件，设计特定的方法。,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。,3.请解释提取DNA的实验操作中主要步骤的目的。,