3.1.2 DNA的粗提取与鉴定 高中生物人教版(2019)选择性必修3课件(共24张PPT)

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名称 3.1.2 DNA的粗提取与鉴定 高中生物人教版(2019)选择性必修3课件(共24张PPT)
格式 pptx
文件大小 70.2MB
资源类型 试卷
版本资源 人教版(2019)
科目 生物学
更新时间 2025-07-14 18:39:13

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文档简介

(共24张PPT)
第三章 基因工程
第1节 重组DNA技术的基本工具
(第二课时)
学习目标:
1.简述重组DNA技术所需的三种基本工具及其作用。
2.认同基因工程的诞生和发展离不开理论研究和技术创新。
3.进行DNA的粗提取与鉴定。
DNA、RNA、蛋白质和脂质等在 方面存在差异,
可以利用这些差异,选用适当的 对它们进行提取。
物理和化学性质
物理和化学方法
1.提取DNA的原理:
① 不溶于酒精,但 溶于酒精。
②DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同,能溶于 mol/L NaCl溶液。
2.鉴定DNA的原理:
在一定温度下,DNA遇 试剂会呈现 。
→可初步分离DNA和蛋白质
DNA
某些蛋白质
2
二苯胺
蓝色
注:二苯胺有毒,需现配现用并用棕色瓶存放。
1.实验思路:
2.实验原理:
P74探究·实践 DNA的粗提取与鉴定
扩展
DNA在NaCl溶液中的溶解度具有显著的浓度依赖性。
①DNA在 mol/L的NaCl溶液中溶解度最小,
此时DNA (填“溶解”或“析出”)
②DNA在 mol/L的NaCl溶液中溶解度最大,
此时DNA (填“溶解”或“析出”)
0.14
溶解
析出
2
P74探究·实践 DNA的粗提取与鉴定
的生物组织,如新鲜洋葱、香蕉、菠菜、菜花和猪肝等;
DNA含量相对较高
注意:
①不能用哺乳动物的血液作为材料,原因:

②以血液为实验材料时,每100mL血液中需要加入3g (抗凝剂),原因: 。
③利用动物细胞提取DNA破碎细胞的方法:

成熟的红细胞中无细胞核和线粒体,几乎不含DNA
柠檬酸钠
防止血液凝固
直接吸水涨破(原因:动物细胞无细胞壁)
3.材料用具(材料):
P74探究·实践 DNA的粗提取与鉴定
①研磨液
②体积分数为95%的酒精
③2mol/L的NaCl溶液
④二苯胺试剂
⑤蒸馏水
→保护DNA,破坏膜结构;
→析出DNA;
→溶解DNA;
→鉴定DNA;
烧杯、量筒、玻璃棒、研钵、纱布、漏斗、试管、试管架、试管夹、酒精灯、陶土网、三脚架、火柴、刀片和天平等
3.材料用具(试剂):
3.材料用具(用具):
P74探究·实践 DNA的粗提取与鉴定
P74探究·实践 DNA的粗提取与鉴定
取材研磨
DNA析出
DNA鉴定
称取 ,切碎,放入研钵,倒入 , 研磨。
洋葱
研磨液
充分
破碎细胞,使核物质容易溶解在研磨液中
防止研磨时产生的热量影响DNA的提取量
研磨效果好(有利于充分研磨)
(4)研磨不宜太用力
(1)研磨的目的:
(2)研磨时间不宜太长:
(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
过 滤
4.方法步骤:
P74探究·实践 DNA的粗提取与鉴定
取材研磨
过 滤
DNA析出
DNA鉴定
称取 ,切碎,放入研钵,倒入 , 研磨。
洋葱
研磨液
充分
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-HCl缓冲液 稳定DNA
4.方法步骤:
P74探究·实践 DNA的粗提取与鉴定
取材研磨
过 滤
DNA析出
DNA鉴定
在漏斗中垫上 过滤研磨液,4℃冰箱中静置后取 ;或将研磨液倒入塑料离心管中离心,取 。
纱布
上清液
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
4.方法步骤:
P74探究·实践 DNA的粗提取与鉴定
在1500 r/min的转速下离心5 min
取材研磨
过 滤
DNA析出
DNA鉴定
在漏斗中垫上 过滤研磨液,4℃冰箱中静置后取 ;或将研磨液倒入塑料离心管中离心,取 。
纱布
上清液
上清液
问题3:低温放置几分钟的作用?
①抑制DNA水解酶的活性,进而抑制DNA降解;
②低温有利于增加DNA分子的柔韧性,减少其断裂;
4.方法步骤:
P74探究·实践 DNA的粗提取与鉴定
在1500 r/min的转速下离心5 min
DNA析出
DNA鉴定
取材研磨
过 滤
在上清液中加入体积相等的 溶液,静置2~3min,溶液中出现的 就是粗提取的DNA 。
预冷的酒精
白色丝状物
问题1:此步骤的目的是?
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。
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
4.方法步骤:
P74探究·实践 DNA的粗提取与鉴定
或者在10000 r/min的转速下离心5 min
DNA析出
DNA鉴定
取材研磨
过 滤
将丝状物或沉淀物溶于 溶液中,加
入 试剂,混合均匀后,将试管置于沸水中加热5min。
二苯胺
2mol/L的NaCl
加入2mol/L氯化钠溶液
不加入丝状物
加入4ml二苯胺试剂
加入2mol/L氯化钠溶液
加入丝状物
加入4ml二苯胺试剂
实验组
对照组
水浴加热
4.方法步骤:
评价结果:
(1)DNA纯度:看提取物颜色
(2)DNA的量:看与二苯胺反应颜色的深浅
P74探究·实践 DNA的粗提取与鉴定
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。
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。
本实验粗提取的DNA可能仍然含有核蛋白、多糖等杂质。
2.你能分析出粗提取的DNA中可能含有哪些杂质吗?
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。
5.结果分析与评价:
P74探究·实践 DNA的粗提取与鉴定
本实验只是对DNA进行了粗提取,请查阅资料,了解实验室提取纯度较高的DNA的一种方法,并与本实验中所使用的方法进行比较,总结两种方法的异同。
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,得到纯度较高的DNA 。
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—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。
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。
P74探究·实践 DNA的粗提取与鉴定
1.如图为DNA的粗提取与鉴定实验的部分操作流程。
下列相关叙述正确的是(  )
A.将图1中的研磨液过滤后保留沉淀
B.图2过程中,用玻璃棒进行交叉搅拌会使DNA析出更快
C.图2析出得到的白色丝状物只能溶于2 mol/L的NaCl溶液中
D.图3对提取后的DNA进行鉴定,两支试管中均要加入二苯胺试剂
上清液,×;
用玻璃棒搅拌要轻轻搅拌且沿同一方向进行,以免加剧DNA分子的断裂,×;
DNA在NaCl溶液中的溶解度是随着NaCl的浓度变化而改变的,×;
D
针 对 训 练
2.如表关于DNA粗提取与鉴定实验的叙述,不正确的是(  )
选项 试剂 操作 作用
A 研磨液 与生物材料混合 提取溶解DNA
B 2 mol/L NaCl溶液 与提取出的DNA混合 溶解DNA
C 冷却的酒精 加入到离心后的上清液中 溶解DNA
D 二苯胺试剂 加入到溶解有DNA 的NaCl溶液中 鉴定DNA
C
析出DNA,×;
针 对 训 练
步骤 原理或目的
充分研磨 使细胞破碎,DNA溶解于研磨液中
过滤 (或离心) 除去细胞膜等不溶杂质,得到与蛋白质等杂质结合在一起的溶解于滤液(或上清液)的DNA
搅拌(或离心)析出DNA 加入预冷的酒精溶液,蛋白质溶于酒精,DNA不溶于酒精,将DNA和蛋白质等杂质分离
溶解 用2 mol/L的NaCl溶液溶解DNA
鉴定DNA 二苯胺试剂现配现用,水浴加热,溶液变蓝色则证明有DNA存在
课堂小结:归纳法分析各步骤的原理或目的
&.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__________________
(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 。
③→②→①→④→⑤
溶解DNA
针 对 训 练
(3)步骤①的目的是 ,
其依据的原理是 。
析出并获得DNA
DNA不溶于酒精
(4)步骤①中所得到的丝状物
为 色,若要鉴定其主要成分为DNA,可滴加 试剂, 后,如果出现 则证明该丝状物的主要成分为DNA。

二苯胺
沸水浴冷却
蓝色
针 对 训 练
(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
针 对 训 练
一、概念检测
1.DNA连接酶是重组DNA技术常用的一种工具酶。下列相关叙述正确
的是( )
A.能连接DNA分子双链碱基对之间的氢键
B.能将单个脱氧核苷酸加到DNA片段的末端,形成磷酸二酯键
C.能连接用同种限制酶切开的两条DNA片段,重新形成磷酸二酯键
D.只能连接双链DNA片段互补的黏性末端,不能连接双链DNA片段的
平末端
2.在重组DNA技术中,将外源基因送入受体细胞的载体可以是( )
A.大肠杆菌的质粒 B.切割DNA分子的酶
C.DNA片段的黏性末端 D.用来识别特定基因的DNA探针
C
A
练习与应用 P74-75
1.想一想,为什么限制酶不切割细菌本身的DNA分子?
迄今为止,在基因工程操作中使用的限制酶绝大部分都是从细菌或霉菌中提取出来的。微生物在长期的进化过程中形成了一套完善的防御机制,可以将外源入侵的DNA降解。
细菌中限制酶之所以不切割自身的DNA,一是因为不具备限制酶的识别序列,或者通过甲基化酶将甲基转移到了限制酶所识别序列的碱基上,使限制酶不能将其切开(DNA分子被甲基化保护)。这样,尽管细菌中含有某种限制酶,也不会使自身的DNA被切断,并且可以防止外源DNA入侵。
二、拓展应用
练习与应用 P74-75
二、拓展应用
2.有2个不同来源的DNA片段A和B,A片段用限制酶SpeI进行切割,B片段分别用限制酶HindⅢ、XbaI、EcoRV和XhoI进行切割。各限制酶的识别序列和切割位点如下。
(1)哪种限制酶切割B片段产生的DNA片段能与限制酶SpeI切割A片段产生的DNA片段相连接 为什么
XbaⅠ
因为Xba I与Spe I切割产生了相同的黏性末端。
练习与应用 P74-75
(2)不同的限制酶切割可能产生相同的黏性末端,这在基因工程操作中有什么意义
识别DNA分子中不同核苷酸序列,但能切割产生相同黏性末端的限制酶被称为同尾酶。同尾酶使构建载体时,切割位点的选择范围扩大。
例如,我们选择了用某种限制酶切割载体,如果目的基因的核苷酸序列中恰好含有该限制酶的识别序列,那么用该限制酶切割含有目的基因的DNA片段时,目的基因就很可能被切断;这时可以考虑用合适的同尾酶(目的基因的核苷酸序列中不能有它的识别序列)来获取目的基因。
练习与应用 P74-75