河北省容城中學高中生物 課題5 dna的粗提取與鑒定復習教案 新人教版 【復習目標】本課題通過嘗試對植物或動物組織中的dna進行粗提取，了解dna的物理化學性質(zhì)，理解dna粗提取以及dna鑒定的原理。【復習重點與難點】復習重點：dna的粗提取和鑒定方法。復習難點：dna的粗提取和鑒定方法。【知識回顧】一、實驗原理提取生物大分子的基本思路是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(zhì)的生物大分子。對于dna的粗提取而言，就是要利用dna與rna、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)等在物理和化學性質(zhì)方面的差異，提取dna，去除其他成分。1dna的溶解性 dna和蛋白質(zhì)等其他成分在不同濃度的nacl溶液中溶解度不同，利用這一特點，選擇適當?shù)柠}濃度就能使dna充分溶解，而使雜質(zhì)沉淀，或者相反，以達到分離目的。此外，dna不溶于酒精溶液，但是細胞中的某些蛋白質(zhì)則溶于酒精。利用這一原理，可以將dna與蛋白質(zhì)進一步的分離。2dna對酶、高溫和洗滌劑的耐受性 蛋白酶能水解蛋白質(zhì)，但是對dna沒有影響。大多數(shù)蛋白質(zhì)不能忍受6080oc的高溫，而dna在80oc以上才會變性。洗滌劑能夠瓦解細胞膜，但對dna沒有影響。3dna的鑒定 在沸水浴條件下，dna遇二苯胺會被染成藍色，因此二苯胺可以作為鑒定dna的試劑。二、實驗設計1 實驗材料的選取 凡是含有dna的生物材料都可以考慮，但是使用dna含量相對較高的生物組織，成功的可能性更大。2破碎細胞，獲取含dna的濾液 動物細胞的破碎比較容易，以雞血細胞為例，在雞血細胞液中加入一定量的蒸餾水，同時用玻璃棒攪拌，過濾后收集濾液即可。如果實驗材料是植物細胞，需要先用洗滌劑溶解細胞膜。例如，提取洋蔥的dna時，在切碎的洋蔥中加入一定的洗滌劑和食鹽，進行充分的攪拌和研磨，過濾后收集研磨液。注意：為什么加入蒸餾水能使雞血細胞破裂？蒸餾水對于雞血細胞來說是一種低滲液體，水分可以大量進入血細胞內(nèi)，使血細胞脹裂，再加上攪拌的機械作用，就加速了雞血細胞的破裂(細胞膜和核膜的破裂)，從而釋放出dna。加入洗滌劑和食鹽的作用分別是什么？洗滌劑是一些離子去污劑，能溶解細胞膜，有利于dna的釋放；食鹽的主要成分是nacl，有利于dna的溶解。如果研磨不充分，會對實驗結果產(chǎn)生怎樣的影響?研磨不充分會使細胞核內(nèi)的dna釋放不完全，提取的dna量變少，影響實驗結果，導致看不到絲狀沉淀物、用二苯胺鑒定不顯示藍色等。此步驟獲得的濾液中可能含有哪些細胞成分？可能含有核蛋白、多糖和rna等雜質(zhì)。2 去除濾液中的雜質(zhì) 方案一的原理是dna在不同濃度nacl溶液中溶解度不同；方案二的原理是蛋白酶分解蛋白質(zhì)，不分解dna；方案三的原理是蛋白質(zhì)和dna的變性溫度不同。注意：為什么反復地溶解與析出dna，能夠去除雜質(zhì)？用高鹽濃度的溶液溶解dna，能除去在高鹽中不能溶解的雜質(zhì)；用低鹽濃度使dna析出，能除去溶解在低鹽溶液中的雜質(zhì)。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(zhì)。方案二與方案三的原理有什么不同？方案二是利用蛋白酶分解雜質(zhì)蛋白，從而使提取的dna與蛋白質(zhì)分開；方案三利用的是dna和蛋白質(zhì)對高溫耐受性的不同，從而使蛋白質(zhì)變性，與dna分離。3dna的析出與鑒定 將處理后的溶液過濾，加入與濾液體積相等、冷卻的酒精溶液，靜置23min，溶液中會出現(xiàn)白色絲狀物，這就是粗提取的dna。用玻璃棒沿一個方向攪拌，卷起絲狀物，并用濾紙吸取上面的水分。取兩支20ml的試管，各加入物質(zhì)的量濃度為2mol/l的nacl溶液5ml，將絲狀物放入其中一支試管中，用玻璃棒攪拌，使絲狀物溶解。然后，向兩支試管中各加入4ml的二苯胺試劑。混合均勻后，將試管置于沸水中加熱5min，待試管冷卻后，比較兩支試管溶液顏色的變化，看看溶解有dna的溶液是否變藍。三、實驗步驟以洋蔥為實驗材料1稱取30克已切碎的洋蔥，放入研缽中，加入少量石英砂助研，倒入10ml 2mol/l的氯化鈉溶液，充分研磨。洋蔥含有揮發(fā)性刺激物，有效減少刺激，才能使實驗順利進行。上課前，教師可先將洋蔥放入冰箱冷凍一會兒，使其涼透但又不能結冰；或?qū)⒀笫[切成幾大塊，放入清水泡一會兒，讓其揮發(fā)性刺激物溶于水，可以減輕刺激。然后將洋蔥切碎備用。研磨的目的主要是使洋蔥細胞破裂，使dna溶于2mol/l的氯化鈉溶液，沒必要將洋蔥研成粥糊狀，后者既浪費時間又影響實驗效果。研磨時，切忌使用攪拌器（榨汁機）。使用攪拌器雖可以提高研磨效率，但攪拌器將洋蔥切成極細小的顆粒，無法通過過濾將洋蔥顆粒剔除。只能將酒精直接倒入濾液中，許多洋蔥小顆粒因為輕會漂浮起來，dna藏在其中，無法分辨。學生看不到白色纖維狀粘稠物的dna。2研磨后，用漏斗和紗布將汁液過濾到小燒杯中，得到濾液。3向濾液中加入95%的酒精溶液20ml，沿燒杯壁緩緩倒入，不要震動或攪拌。此時，燒杯中的液體分為上、下兩層，下層較渾濁，上層澄清，很快上層溶液中就會有白色纖維狀粘稠物析出，用玻璃棒可將其輕輕卷起。這就是記錄生命遺傳信息的重要物質(zhì)dna。dna析出的過程中，切忌震動和攪拌（不震動易于分層，我們就能很容易觀察到上清液中的絲狀物；攪拌會使非常柔軟的dna斷裂成小段，不易取出）。如果用玻璃棒dna不易卷起，可改用表面打毛的牙簽，dna提取物就纏繞在牙簽上了。4鑒定：取兩支試管，編為1、2號，各加入2mol/l的氯化鈉溶液2ml，向1號試管中加入一些白色纖維狀物，振蕩使其溶解，然后向兩支試管中各加入2ml二苯胺試劑，沸水浴加熱5分鐘。四、注意事項1以血液為實驗材料時，每100ml血液中需要加入3g檸檬酸鈉防止血液凝固。2加入洗滌劑后，動作要輕緩、柔和，否則容易產(chǎn)生大量的泡沫，不利于后續(xù)步驟地操作。加入酒精和用玻璃棒攪拌時，動作要輕緩，以免dna分子的斷裂，導致dna分子不能形成絮狀沉淀。3二苯胺試劑要現(xiàn)配現(xiàn)用，否則會影響鑒定的效果。4dna的溶解度與nacl溶液濃度的關系：當nacl溶液濃度低于0.14mol/l時，隨濃度的升高，dna的溶解度降低；當nacl溶液濃度高于0.14mol/l時，隨濃度升高，dna的溶解度升高。5盛放雞血細胞液的容器，最好是塑料容器。雞血細胞破碎以后釋放出的dna，容易被玻璃容器吸附，由于細胞內(nèi)dna的含量本來就比較少，再被玻璃容器吸附去一部分，提取到的dna就會更少。因此，實驗過程中最好使用塑料的燒杯和試管，這樣可以減少提取過程的dna的損失。【典例解析】本實驗中有三次過濾：過濾用蒸餾水稀釋過的雞血細胞液過濾含粘稠物的0.14mol/lnacl溶液過濾溶解有dna的2mol/lnacl溶液以上三次過濾分別為了獲得（ ）a含核物質(zhì)的濾液、紗布上的粘稠物、含dna的濾液b含核物質(zhì)的濾液、濾液中dna粘稠物、含dna的濾液c含核物質(zhì)的濾液、濾液中dna粘稠物、紗布上的dnad含較純的dna濾液、紗布上的粘稠物、含dna的濾液 【習題鞏固】一、選擇題（10個）1.在研究dna的基因樣本前，采集來的血樣需要蛋白水解酶處理，然后用有機溶劑除去蛋白質(zhì)。用蛋白水解酶處理血樣的目的是（ ）a.除去血漿中的蛋白質(zhì) b.除去染色體上的蛋白質(zhì) c.除去血細胞表面的蛋白質(zhì)d.除去血細胞中的所有的蛋白質(zhì)，使dna釋放，便于進一步提純2與析出dna粘稠物有關的敘述，不正確的是（ ）a.操作時緩緩滴加蒸餾水，降低dna的溶解度 b.在操作a時，用玻璃棒輕緩攪拌，以保證dna分子完整 c.加蒸餾水可同時降低dna和蛋白質(zhì)的溶解度，兩者均可析出d.當絲狀粘稠物不再增加時，此時nacl的濃度相當于0.14mol/l3洗滌劑能夠瓦解（ ），但對dna沒有影響。a.細胞壁 b.細胞膜 c.細胞核 d.細胞質(zhì)4在沸水浴的條件下，dna遇（ ）會被染成藍色。a.斐林試劑 b.蘇丹染液 c.雙縮脲試劑 d.二苯胺5在dna提取過程中，最好使用塑料試管和燒杯，目的是（ ）a.不易破碎 b.減少提取過程中dna的損失 c.增加dna的含量 d.容易洗刷6下列操作中，對dna的提取量影響最小的是（ ）a.使雞血細胞在蒸餾水中充分破裂，放出dna等核物質(zhì)b.攪拌時，要使用玻璃棒沿一個方向輕緩攪拌c.在“析出dna粘稠物”時，要緩緩加蒸餾水，直至溶液中粘稠物不再增加d.在用酒精沉淀dna時，要使用冷酒精，甚至再將混合液放入冰箱中冷卻e在dna的溶解和再溶解時，要充分攪拌7dna的粗提取中，將與濾液體積相等的、冷卻的（ ），靜置23min，溶液中會出現(xiàn)白色絲狀物。a.09%的nacl b.0.14mol/l的nacl溶液 c.質(zhì)量分數(shù)15%的hcl d.體積分數(shù)為95%的酒精溶液8.以血液為實驗材料時，需要向血液中加入（ ），防止血液凝固。a.醋酸鈉 b.龍膽紫 c.檸檬酸鈉 d.醋酸洋紅9.在向溶解dna的nacl溶液中，不斷加入蒸餾水的目的是（ ）a.加快溶解dna的速度 b.加快溶解雜質(zhì)的速度 c.減少dna的溶解度，加快dna析出 d.減小雜質(zhì)的溶解度，加快雜質(zhì)的析出10.去除濾液中的雜質(zhì)時，直接在濾液中加入嫩肉粉，利用嫩肉粉中的（ ）分解蛋白質(zhì)。a.胃蛋白酶 b.胰蛋白酶 c.木瓜蛋白酶 d.腸肽酶二、非選擇題（3個）1提取雞血中dna時，要除去血液中的上清液，這是因為什么？2填寫本實驗完成下列實驗操作時所用試劑。提取雞血細胞中核物質(zhì) 溶解核內(nèi)dna： 析出2mol/lnacl溶液中的dna dna粘稠物的再溶解 提取雜質(zhì)較少的dna白色乳狀絲狀物 dna的鑒定 3.關于dna粗提取的實驗材料的選擇，也經(jīng)過了多次實驗效果的比較，最終選擇雞血做實驗材料的原因是什么？請回答下列問題：雞血細胞