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高二生物DNA的粗提取与鉴定1


DNA的粗提取与鉴定

一、基础知识 (一)提取DNA的方法 1、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不同物理 或化学性质的生物大分子 2、提取DNA的基本思路 利用DNA与RNA、蛋白质和脂质等在物理和化 学性质方面的差异,提取DNA,去除其他成分

3、DNA的溶解性 DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度的NaC

l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

5、DNA在酒精溶液中的溶解性 DNA不溶于酒精溶液,但是细胞中的某些物质 则可以溶于酒精。利用这一原理,可以将DNA 与蛋白质进一步分离 6、DNA对酶、高温和洗涤剂的耐受性

①蛋白酶能水解蛋白质,但是对DNA没有影响
②大多数蛋白质不能忍受60-80°C的高温, 而DNA在80°C以上才会变性 ③洗涤剂可以溶解细胞的细胞膜,去除脂质和 蛋白质,但对DNA没有影响

7、DNA的鉴定

① DNA与二苯胺(沸水浴)会染成蓝色,因 此,二苯胺可以作为鉴定DNA的试剂

二、DNA的粗提取与鉴定的实验设计

(一)实验材料的选取

1、材料:鱼卵、猪肝、菜花、香蕉、鸡血、 哺乳动物的红细胞、猕猴桃、洋葱、豌豆、菠菜、 在液体培养基中培养的大肠杆菌。(从中选取 2~3种实验材料)

2、原则:凡是含有DNA的生物材料都可以考 虑,但选用DNA含量相对较高的生物组织,成功 的可能性更大

(二)破碎细胞,获取含DNA的滤液
1、动物细胞 动物细胞的破碎较易,例如,在鸡血细胞液中 加入一定量的蒸馏水 ,同时用玻璃棒搅拌,过 滤后收集滤液即可 讨论:为什么加入蒸馏水能使鸡血细胞破裂? 答:蒸馏水对于鸡血细胞来说是一种低渗液体, 水分可以大量进入血细胞内,使血细胞胀裂,再 加上搅拌的机械作用,就加速了鸡血细胞的破裂 (细胞膜和核膜的破裂),从而释放出DNA

2、植物细胞 ①植物细胞需要先用一定的洗涤剂和食盐溶解 细胞膜 讨论:加入洗涤剂和食盐的作用分别是什么?

答: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
②实例:提取洋葱DNA时,在切碎的洋葱中加 入一定的洗涤剂和食盐,进行从分的搅拌和研 磨,过滤后收集研磨液

讨论:如果研磨不充分,会对实验结果产生怎样 的影响?

答:研磨不充分会使细胞核内的DNA释放不完全, 提取的DNA量变少,影响实验结果,导致看不到 丝状沉淀物、用二苯胺鉴定不显示蓝色等

(三)去除滤液中的杂质
为了纯化提取的DNA需要将滤液作进一步处理 讨论:此步骤获得的滤液中可能含有哪些细胞 成分?

答:可能含有核蛋白、多糖和RNA等杂质

讨论:方案二与方案三的原理有什么不同?
答: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

(四) 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冷却的酒 精溶液(体积分数为95 %) ,静置2-3min, 溶液中会出现白色丝状物,这就是粗提取DNA。 用玻璃棒沿一个方向搅拌,卷起丝状物,并用 滤纸吸取上面的水

2、 DNA的鉴定

鉴定DNA时在试管中先加入物质的量的浓度为 2mol/L 的NaCl溶液5ml于两只试管中,其中一 只加入DNA丝状物,各加入二苯胺4ml 试剂。 混合均匀后,将试管置于沸水中加热5min,待试 管冷却后,比较两只试管中溶液颜色的变化,看 看溶解有DNA的溶液是否有蓝色

四、课题成果评价
(一)是否提取出了DNA 观察你提取的DNA颜色,如果不是白色丝状物, 说明DNA中的杂质较多;二苯胺鉴定出现蓝色 说明实验基本成功,如果不呈现蓝色,可能所 提取的DNA含量低,或是实验操作中出现错误, 需要重新制备

练习
1、请解释提取DNA的实验操作中主要的步骤的目的。 .答: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。

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?
答: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。

1.在DNA的粗提取实验过程中,两次向烧杯 中加入蒸馏水的作用是( )。 A.稀释血液、冲洗样品 B.使血细胞破裂、降低NaCl浓度使DNA析出 C.使血细胞破裂、增大DNA溶解量 D.使血细胞破裂、提取含杂质较少的DNA 答:B 2.实验中NaCl的物质的量浓度为2 mol/L和 0.14 mol/L对DNA有何影响? 答:前者是溶解DNA,后者是使DNA析出

3.DNA遇二苯胺(沸水浴)会染成( ) A.砖红色 B.橘黄色 C.紫色 D.蓝色 答:D 4.提取鸡血中的DNA时,为什么要除去血液 中的上清液? 答:DNA的提取,关键是对杂质的去除,由于 上清液是血液中的血浆部分,不含DNA,所以 要除去上清液(含有蛋白质)。


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