资源简介

(共20张PPT)
高中生物选择性必修3 生物技术与工程
第3章基因工程
第1节重组DNA 技术的基本工具
第2课时探究 · 实践 DNA 的粗提取与鉴定
厂
探究 ·实践 DNA的粗提取与鉴定
一、基本思路
选用一定的物理或化学方法，分离具有不同物理或化学性质的生物大分子。
实验设计思路： DNA、RNA、 蛋白质和脂质等在物理和化学性质方面存在差异， 可以利用这些差异，选用适当的物理或化学方法去除其他成分，对DNA进行提取。
口
二、原理
1.提取原理
(1) DNA不溶于酒精，但某些蛋白质溶于酒精。
(2) DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同， 能溶于2mol/L NaCl溶液。
2.鉴定原理
在一定温度下(沸水浴) , DNA遇二苯胺试剂会呈现蓝色，
因此二苯胺试剂可以作为鉴定DNA的试剂。
NaCl浓 度 (mol/L)
a N A 溶 解 度
DNA含量相对较高的生物组织，如新鲜洋葱、香蕉、菠菜、菜花和猪肝等。
用洋葱做材料，为什么要充分研磨
充分研磨，可以破坏细胞壁，裂解细胞，释放DNA。
猪血和鸡血，哪个适合用作提取DNA的材料 操作时如何防止血液凝固
猪血(哺乳动物的成熟红细胞)无细胞核，不适合；
鸡血中红细胞有核DNA, 且核DNA的量较多，适合。
鸡血中加入柠檬酸钠，可防止血液凝固。
: 如果用鸡血动物细胞做材料，也需要研磨裂解释放细胞中的DNA 吗
加入清水，让细胞吸水胀破，释放DNA。
F 探究 · 实践 DNA的粗提取与鉴定
三、材料用具
1. 选 材 ：
体积分数为95%的酒精 析 出DNA
2mol/L 的 NaCl溶 液 溶 解DNA
二苯胺 鉴定DNA, 要现配现用
广 探究 ·实践 DNA的粗提取与鉴定
研磨液成分
SDS
EDTA
Tris-HCI缓冲液
作用
使蛋白质变性
抑 制DNA酶
稳 定DNA
2.试 剂 ：
研磨液
北京 茅德科技有限公=5ize:0
二苯胺试剂(1.5%
溶解并提取DNA
s
蒸馏水
试 剂
— 起 来 做
高中生物学实验
探究 · 实践 DNA的粗提取与鉴定
口
取材研磨
四 、实验步骤
DNA鉴 定
过 滤
DNA 析 出
F 探究 ·实践 DNA的粗提取与鉴定
四、方法步骤
取材研磨 称取洋葱 ，切碎，放入研钵，倒入 研磨液， 充分研磨。
问题：如果研磨不充分会对实验结果产生怎样的影响
研磨不充分，会使DNA分子不能从细胞核中释放出来，
从而使研磨液中的DNA含量较低，影响最终提取的DNA量。
研磨液成分
作用
SDS
使蛋白质变性
EDTA
抑制DNA酶
Tris-HCI缓冲液
稳定DNA
析 出
鉴 定
DNA
DNA
过 滤
称取 洋葱 ，切碎，放入研钵，倒入 研磨液， 充分研磨。
(1)研磨的目的：
破碎细胞，使核物质容易溶解在研磨液中
(2)研磨时间不宜太长：
防止研磨时产生的热量影响DNA的提取量
(3)有条件的可以在材料处理的过程中加入纤维素酶、果胶酶
研磨效果好(有利于充分研磨)
(4)研磨不宜太用力
F 探究 ·实践 DNA的粗提取与鉴定
四、方法步骤
取材研磨
过 滤
DNA 析 出
DNA鉴 定
在漏斗中垫上纱布过滤研磨液，4℃冰箱中静置后取上清液；
或将研磨液倒入塑料离心管中离心，取_上清液 。
问题1: 过滤能用滤纸代替吗
不可以，因为DNA会被吸附到滤纸上而大量损失。
问题2: 上清液中除DNA之外，可能含有哪些杂质
可能含有核蛋白、多糖等杂质
F 探究 · 实践 DNA的粗提取与鉴定
过 滤
DNA 析 出
DNA鉴 定
四、方法步骤
取材研磨
使蛋白质等溶解在酒精中， DNA不溶于酒精而析出。
问题2: 酒精预冷的作用
①可抑制核酸水解酶的活性，进而抑制DNA降解；
②抑制分子运动，使DNA易形成沉淀析出；
③低温有利于增加DNA分子的柔韧性，减少其断裂。 在上清液中加入体积相等的 预冷的酒精_溶液，静置
2~3min, 溶液中出现的_白色丝状物_就是粗提取的DNA。
问题3: 搅拌时应轻缓、并沿一个方向目的
减少DNA断裂，以便获得较完整的DNA分子
F 探究 ·实践 DNA的粗提取与鉴定
四 、方 法 步 骤 问 题 1 : 此步骤的目的是
取材研磨
过 滤
DNA 析 出
DNA鉴 定
过 滤
评价结果： (1)DNA 纯度：看提取物颜色 DNA 析 出 (2)DNA 的量：看与二苯胺反应颜色的深浅 DNA鉴 定 将丝状物或沉淀物溶于 2 mol/L的NaCI 溶液中，加 入二 苯 胺_试剂，混合均匀后，将试管置于沸水中加热5min。
厂 探究 · 实践 DNA的粗提取与鉴定
四、方法步骤
加入2mol/L氯化钠溶液 加入2mol/L氯化钠溶液
取材研磨 加入丝状物
加入4ml二苯胺试剂 加入4ml二苯胺试剂
不加入丝状物
水浴加热
F 探究 ·实践 DNA的粗提取与鉴定
五、结果分析与评价
1.你提取出白色丝状物或沉淀物了吗 用二苯胺试剂鉴定的结果如何
观察提取的DNA的颜色，如果不是白色丝状物，说明DNA中的杂质较多。
二苯胺试剂鉴定呈现蓝色说明实验基本成功；如果不呈现蓝色，可能的原因有所
提取的DNA含量低，或者在实验操作过程中出现了失误等。
2.你能分析出粗提取的DNA中可能含有哪些杂质吗
本实验粗提取的DNA可能仍然含有核蛋白、多糖等杂质。
3. 与其他同学提取的DNA进行比较，看看实验结果有何不同，分析产生差异的原因。
①材料中的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。
③二苯胺最好现用现配，二苯胺易被空气氧化，颜色改变变成浅蓝色，影响鉴定效果。
六、进一步探究
为了提纯DNA, 某同学提出以下实验方案，请分析原因：
操作1:得到的DNA粗提取物(丝状物或沉淀)加入2mol/L的NaCl溶液溶解，
过滤，取滤液 (DNA 提取液)。
操作2:上述得到的DNA提取液，缓缓加入蒸馏水，调节NaCl溶液的浓度为
0.14mol/L, 玻璃棒搅拌，析出DNA。
加2mol/L的NaCl溶液的目的：
溶解DNA, 除掉高盐溶液中不能溶解的杂质，提纯DNA液。
加蒸馏水的目的：降 低NaCl溶液浓度，从而降低DNA分子在NaCl溶液中的
溶解度，使DNA析出，除掉溶解在低盐溶液中的杂质。
探究 ·实践 DNA的粗提取与鉴定
探究 ·实践 DNA的粗提取与鉴定
六、进一步探究
方法一 ：
用高盐浓度的溶液溶解DNA, 能除去在高盐溶液中不能溶解的杂质； 用低盐溶液使DNA析出， 能除去溶解在低盐溶液中的杂质。因此，通过反 复溶解与析出DNA, 就能够除去与DNA溶解度不同的多种杂质。
方法二：
可以先添加质量分数为25%的SDS溶液，使蛋白质变性后与DNA分开；
随后，加入氯仿一异丙醇混合液(体积比为24:1),通过离心将蛋白质及 其他杂质除去，取上清液； 可重复上述操作几次，直至上清液变成透明的 黏稠液体。
口
方法三 ：
由于苯酚可以迅速使蛋白质变性，抑制核酸酶的活性，因此还可以 先用苯酚处理，然后离心分层， 这时DNA溶于上层水相，蛋白质变性后 存在于酚层中，用吸管、微量移液器等实验用具就可以将两者分开。
DNA 提取的应用：
探究 ·实践 DNA的粗提取与鉴定
受害者
从受害者体内分 离的精液样品
1
2 怀疑对象
3
理 请 道 意 限 裂 阻 耐
睢
D
L 临 I
刑侦破案
基因工程
DNA指纹图
拓展探究：
1.如果选用鸡血细胞进行实验，如何快速破碎细胞
将鸡血细胞置于蒸馏水中，待细胞涨破后 ，收集滤液。
以血液(如鸡血细胞)为实验材料时，每100 mL血液中需要加入3g柠檬酸钠，
防止血液凝固。
2.有时会在DNA滤液中添加嫩肉粉(木瓜蛋白酶),这样有什么好处
利用蛋白酶分解杂质蛋白，不分解DNA, 有利于DNA与蛋白质分开。
3.有时还会反复利用不同浓度的NaCl溶液来溶解、析出DNA, 试猜想该操作的目的
进一步纯化DNA——用高盐浓度的溶液溶解DNA, 能除去在高盐溶液中不能溶解
的杂质；用低盐溶液使DNA析出，能除去溶解在低盐溶液中的杂质。因此，通过反复
溶解与析出DNA, 就能够除去与DNA溶解度不同的多种杂质。
探究 · 实践 DNA的粗提取与鉴定
探究 · 实践 DNA的粗提取与鉴定 核心归纳
DNA粗提取与鉴定实验成功的关键
(1)破碎细胞应彻底充分。
(2)对提取的含杂质较多的DNA进行提纯时，所用的酒精必须经过充分 预冷后才能使用。
(3)实验过程中搅拌时玻璃棒不能直插烧杯底部，并且搅拌要轻缓，并 沿一个方向搅拌以便获得较完整的DNA分子。
(4)由于玻璃表面带电荷， DNA易被吸附于玻璃表面，故实验中应尽量 不使用或少使用玻璃器皿，这样可以提取到较多的DNA。
(5)二苯胺试剂要现配现用，否则会影响鉴定的效果。
据图分析，回答下列问题：
(1)右述图示中，该实验的正确 操作顺序是 ③→②→①→④→⑤ (用序号与箭头表示)。
(2)步骤④中使用2 mol/L NaCl 溶液的目的是 溶 解DNA _。
P 习题巩固
如图为鸡血细胞中DNA的粗提取和鉴定实验过程中的部分操作示意图，请
体积分数95%的酒精
含DNA
的溶液
④ ⑤
2 mol/L 的 NaC1溶 液
① ②
黏稠物
③
(3)步骤①的目的是析出并获得DNA 其依据的原理是 DNA不溶于酒精
(4)步骤①中所得到的丝状物
为 白 色，若要鉴定其主要成分 为DNA, 可滴加 二苯胺 试 剂， 沸水浴冷却 _ 后 ， 如 果出现_ 蓝色 则证明该丝状 物的主要成分为DNA。
体积分数95%的酒精
。
含DNA
的溶液
黏稠物
2 mol/L 的
NaCl 溶液
□ 习题巩固
④
②
③
⑤
①
体积分数95%的酒精 含DNA 的溶液 ① 黏稠物 2 mol/L的 NaCl 溶液 ④
纱布
过滤
DNA
滤液
③
②
⑤
F 习题巩固
(5)由于鸡血较难找到，某学生
试图用猪血代替，结果没有成功，
其原因最可能是_
猪是哺乳动物，哺乳动物血液
中成熟的红细胞没有细胞核
未来 可期
Class dismissed
Thanks

展开更多......

收起↑