資源簡介

(共20張PPT)
高中生物選擇性必修3 生物技術與工程
第3章基因工程
第1節重組DNA 技術的基本工具
第2課時探究 · 實踐 DNA 的粗提取與鑒定
廠
探究 ·實踐 DNA的粗提取與鑒定
一、基本思路
選用一定的物理或化學方法，分離具有不同物理或化學性質的生物大分子。
實驗設計思路： DNA、RNA、 蛋白質和脂質等在物理和化學性質方面存在差異， 可以利用這些差異，選用適當的物理或化學方法去除其他成分，對DNA進行提取。
口
二、原理
1.提取原理
(1) DNA不溶于酒精，但某些蛋白質溶于酒精。
(2) DNA在不同濃度的NaCl溶液中溶解度不同， 能溶于2mol/L NaCl溶液。
2.鑒定原理
在一定溫度下(沸水浴) , DNA遇二苯胺試劑會呈現藍色，
因此二苯胺試劑可以作為鑒定DNA的試劑。
NaCl濃 度 (mol/L)
a N A 溶 解 度
DNA含量相對較高的生物組織，如新鮮洋蔥、香蕉、菠菜、菜花和豬肝等。
用洋蔥做材料，為什么要充分研磨
充分研磨，可以破壞細胞壁，裂解細胞，釋放DNA。
豬血和雞血，哪個適合用作提取DNA的材料 操作時如何防止血液凝固
豬血(哺乳動物的成熟紅細胞)無細胞核，不適合；
雞血中紅細胞有核DNA, 且核DNA的量較多，適合。
雞血中加入檸檬酸鈉，可防止血液凝固。
: 如果用雞血動物細胞做材料，也需要研磨裂解釋放細胞中的DNA 嗎
加入清水，讓細胞吸水脹破，釋放DNA。
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三、材料用具
1. 選 材 ：
體積分數為95%的酒精 析 出DNA
2mol/L 的 NaCl溶 液 溶 解DNA
二苯胺 鑒定DNA, 要現配現用
廣 探究 ·實踐 DNA的粗提取與鑒定
研磨液成分
SDS
EDTA
Tris-HCI緩沖液
作用
使蛋白質變性
抑 制DNA酶
穩 定DNA
2.試 劑 ：
研磨液
北京 茅德科技有限公=5ize:0
二苯胺試劑(1.5%
溶解并提取DNA
s
蒸餾水
試 劑
— 起 來 做
高中生物學實驗
探究 · 實踐 DNA的粗提取與鑒定
口
取材研磨
四 、實驗步驟
DNA鑒 定
過 濾
DNA 析 出
F 探究 ·實踐 DNA的粗提取與鑒定
四、方法步驟
取材研磨 稱取洋蔥 ，切碎，放入研缽，倒入 研磨液， 充分研磨。
問題：如果研磨不充分會對實驗結果產生怎樣的影響
研磨不充分，會使DNA分子不能從細胞核中釋放出來，
從而使研磨液中的DNA含量較低，影響最終提取的DNA量。
研磨液成分
作用
SDS
使蛋白質變性
EDTA
抑制DNA酶
Tris-HCI緩沖液
穩定DNA
析 出
鑒 定
DNA
DNA
過 濾
稱取 洋蔥 ，切碎，放入研缽，倒入 研磨液， 充分研磨。
(1)研磨的目的：
破碎細胞，使核物質容易溶解在研磨液中
(2)研磨時間不宜太長：
防止研磨時產生的熱量影響DNA的提取量
(3)有條件的可以在材料處理的過程中加入纖維素酶、果膠酶
研磨效果好(有利于充分研磨)
(4)研磨不宜太用力
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四、方法步驟
取材研磨
過 濾
DNA 析 出
DNA鑒 定
在漏斗中墊上紗布過濾研磨液，4℃冰箱中靜置后取上清液；
或將研磨液倒入塑料離心管中離心，取_上清液 。
問題1: 過濾能用濾紙代替嗎
不可以，因為DNA會被吸附到濾紙上而大量損失。
問題2: 上清液中除DNA之外，可能含有哪些雜質
可能含有核蛋白、多糖等雜質
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過 濾
DNA 析 出
DNA鑒 定
四、方法步驟
取材研磨
使蛋白質等溶解在酒精中， DNA不溶于酒精而析出。
問題2: 酒精預冷的作用
①可抑制核酸水解酶的活性，進而抑制DNA降解；
②抑制分子運動，使DNA易形成沉淀析出；
③低溫有利于增加DNA分子的柔韌性，減少其斷裂。 在上清液中加入體積相等的 預冷的酒精_溶液，靜置
2~3min, 溶液中出現的_白色絲狀物_就是粗提取的DNA。
問題3: 攪拌時應輕緩、并沿一個方向目的
減少DNA斷裂，以便獲得較完整的DNA分子
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四 、方 法 步 驟 問 題 1 : 此步驟的目的是
取材研磨
過 濾
DNA 析 出
DNA鑒 定
過 濾
評價結果： (1)DNA 純度：看提取物顏色 DNA 析 出 (2)DNA 的量：看與二苯胺反應顏色的深淺 DNA鑒 定 將絲狀物或沉淀物溶于 2 mol/L的NaCI 溶液中，加 入二 苯 胺_試劑，混合均勻后，將試管置于沸水中加熱5min。
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四、方法步驟
加入2mol/L氯化鈉溶液 加入2mol/L氯化鈉溶液
取材研磨 加入絲狀物
加入4ml二苯胺試劑 加入4ml二苯胺試劑
不加入絲狀物
水浴加熱
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五、結果分析與評價
1.你提取出白色絲狀物或沉淀物了嗎 用二苯胺試劑鑒定的結果如何
觀察提取的DNA的顏色，如果不是白色絲狀物，說明DNA中的雜質較多。
二苯胺試劑鑒定呈現藍色說明實驗基本成功；如果不呈現藍色，可能的原因有所
提取的DNA含量低，或者在實驗操作過程中出現了失誤等。
2.你能分析出粗提取的DNA中可能含有哪些雜質嗎
本實驗粗提取的DNA可能仍然含有核蛋白、多糖等雜質。
3. 與其他同學提取的DNA進行比較，看看實驗結果有何不同，分析產生差異的原因。
①材料中的核物質沒有充分釋放出來，如研磨不充分或蒸餾水的量不夠。
②加入酒精后搖動或攪拌時過猛， DNA被破壞。
③二苯胺最好現用現配，二苯胺易被空氣氧化，顏色改變變成淺藍色，影響鑒定效果。
六、進一步探究
為了提純DNA, 某同學提出以下實驗方案，請分析原因：
操作1:得到的DNA粗提取物(絲狀物或沉淀)加入2mol/L的NaCl溶液溶解，
過濾，取濾液 (DNA 提取液)。
操作2:上述得到的DNA提取液，緩緩加入蒸餾水，調節NaCl溶液的濃度為
0.14mol/L, 玻璃棒攪拌，析出DNA。
加2mol/L的NaCl溶液的目的：
溶解DNA, 除掉高鹽溶液中不能溶解的雜質，提純DNA液。
加蒸餾水的目的：降 低NaCl溶液濃度，從而降低DNA分子在NaCl溶液中的
溶解度，使DNA析出，除掉溶解在低鹽溶液中的雜質。
探究 ·實踐 DNA的粗提取與鑒定
探究 ·實踐 DNA的粗提取與鑒定
六、進一步探究
方法一 ：
用高鹽濃度的溶液溶解DNA, 能除去在高鹽溶液中不能溶解的雜質； 用低鹽溶液使DNA析出， 能除去溶解在低鹽溶液中的雜質。因此，通過反 復溶解與析出DNA, 就能夠除去與DNA溶解度不同的多種雜質。
方法二：
可以先添加質量分數為25%的SDS溶液，使蛋白質變性后與DNA分開；
隨后，加入氯仿一異丙醇混合液(體積比為24:1),通過離心將蛋白質及 其他雜質除去，取上清液； 可重復上述操作幾次，直至上清液變成透明的 黏稠液體。
口
方法三 ：
由于苯酚可以迅速使蛋白質變性，抑制核酸酶的活性，因此還可以 先用苯酚處理，然后離心分層， 這時DNA溶于上層水相，蛋白質變性后 存在于酚層中，用吸管、微量移液器等實驗用具就可以將兩者分開。
DNA 提取的應用：
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受害者
從受害者體內分 離的精液樣品
1
2 懷疑對象
3
理 請 道 意 限 裂 阻 耐
睢
D
L 臨 I
刑偵破案
基因工程
DNA指紋圖
拓展探究：
1.如果選用雞血細胞進行實驗，如何快速破碎細胞
將雞血細胞置于蒸餾水中，待細胞漲破后 ，收集濾液。
以血液(如雞血細胞)為實驗材料時，每100 mL血液中需要加入3g檸檬酸鈉，
防止血液凝固。
2.有時會在DNA濾液中添加嫩肉粉(木瓜蛋白酶),這樣有什么好處
利用蛋白酶分解雜質蛋白，不分解DNA, 有利于DNA與蛋白質分開。
3.有時還會反復利用不同濃度的NaCl溶液來溶解、析出DNA, 試猜想該操作的目的
進一步純化DNA——用高鹽濃度的溶液溶解DNA, 能除去在高鹽溶液中不能溶解
的雜質；用低鹽溶液使DNA析出，能除去溶解在低鹽溶液中的雜質。因此，通過反復
溶解與析出DNA, 就能夠除去與DNA溶解度不同的多種雜質。
探究 · 實踐 DNA的粗提取與鑒定
探究 · 實踐 DNA的粗提取與鑒定 核心歸納
DNA粗提取與鑒定實驗成功的關鍵
(1)破碎細胞應徹底充分。
(2)對提取的含雜質較多的DNA進行提純時，所用的酒精必須經過充分 預冷后才能使用。
(3)實驗過程中攪拌時玻璃棒不能直插燒杯底部，并且攪拌要輕緩，并 沿一個方向攪拌以便獲得較完整的DNA分子。
(4)由于玻璃表面帶電荷， DNA易被吸附于玻璃表面，故實驗中應盡量 不使用或少使用玻璃器皿，這樣可以提取到較多的DNA。
(5)二苯胺試劑要現配現用，否則會影響鑒定的效果。
據圖分析，回答下列問題：
(1)右述圖示中，該實驗的正確 操作順序是 ③→②→①→④→⑤ (用序號與箭頭表示)。
(2)步驟④中使用2 mol/L NaCl 溶液的目的是 溶 解DNA _。
P 習題鞏固
如圖為雞血細胞中DNA的粗提取和鑒定實驗過程中的部分操作示意圖，請
體積分數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)步驟①的目的是析出并獲得DNA 其依據的原理是 DNA不溶于酒精
(4)步驟①中所得到的絲狀物
為 白 色，若要鑒定其主要成分 為DNA, 可滴加 二苯胺 試 劑， 沸水浴冷卻 _ 后 ， 如 果出現_ 藍色 則證明該絲狀 物的主要成分為DNA。
體積分數95%的酒精
。
含DNA
的溶液
黏稠物
2 mol/L 的
NaCl 溶液
□ 習題鞏固
④
②
③
⑤
①
體積分數95%的酒精 含DNA 的溶液 ① 黏稠物 2 mol/L的 NaCl 溶液 ④
紗布
過濾
DNA
濾液
③
②
⑤
F 習題鞏固
(5)由于雞血較難找到，某學生
試圖用豬血代替，結果沒有成功，
其原因最可能是_
豬是哺乳動物，哺乳動物血液
中成熟的紅細胞沒有細胞核
未來 可期
Class dismissed
Thanks

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