人教高中生物 选修一 专题五 课题1 DNA的粗提取与鉴定

专题5 DNA和蛋白质技术
课题1 DNA的粗提取与鉴定
讨论2：真核生物的遗传物质存在于哪里？
讨论1：生物体的遗传物质是什么？
讨论3：怎样才能将真核细胞内的遗传物 质分离来？
一、实验原理

1.血细胞在蒸馏水中会渗透吸水过度而导致细胞膜和细胞核膜的破裂。利用此特性可得到含有DNA的溶液。2.DNA在氯化钠溶液中的溶解度，是随着氯化钠的浓度的变化而改变的。
DNA在物质的量浓
度为0.14 mol／L的
氯化钠溶液中的溶解
度最低，利用这一原
理，可以使溶解在氯
化钠溶液中的DNA析
出。



2mol/L浓度可使DNA溶解；
0.14mol/L浓度可使DNA析出。
3.DNA不溶于酒精溶液，但细胞中的某些物质则可以溶于酒精。利用这一原理，可以进一步提取出含杂质较少的DNA。
4.DNA遇二苯胺（沸水浴）会变成蓝色，因此，二苯胺可以作为鉴定DNA的试剂。
(一)实验材料的选取：
用什么材料提取DNA？为什么？
鸡血细胞做实验材料。原因：
1. 鸡血细胞核DNA含量丰富，材料易得
2. 鸡血细胞极易吸水胀破
3. 植物细胞外有细胞壁，其他动物细胞制取 DNA有时需匀浆和离心，对设备要求较高， 操作繁琐，历时较长。
2. 若是植物细胞，如何获取DNA滤液？
(二)破碎细胞，获取含DNA的滤液
1. 若是动物细胞，如何获取DNA滤液？
加入洗涤剂和食盐的作用分别是？


如果研磨不充分，会对实验结果产生什么影响？
洗涤剂是一些离子去污剂，能溶解细胞膜，有利于DNA释放；食盐有利于DNA溶解
会使细胞核内DNA释放不完全，提取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
滤液中的杂质可能有哪些细胞成分？
可能有核蛋白、多糖和RNA等杂质。
根据DNA的理化性质，可以用哪些方法来去除滤液中的杂质？
　为什么反复地溶解与析出DNA，能够除去杂质？(注意：两种食盐溶液的浓度和作用)
　　用高浓度的盐溶液能除去高盐中不能溶解的杂质；用低盐浓度使DNA析出，能除去在低盐溶液中的杂质。因此，反复溶解与析出DNA，就能除去与DNA溶解度不同的多种杂质。
析出：
滤液+同体积95%冷却酒精 　白色丝状物
(四)DNA的析出
(五)DNA的鉴定
如何鉴定？对比反应是为了证明什么？原理？
DNA＋二苯胺 蓝色物
沸水浴
　　2. 加入酒精和用玻璃棒搅拌时，动作要轻缓，以免加剧DNA分子的断裂，导致DNA分子不能形成絮状沉淀。
　　3. 二苯胺试剂要现配现用，否则会影响鉴定的效果。
　　1. 以血液为实验材料，每100ml 加入3g柠檬酸钠，作为抗凝剂。
操作提示
①加入柠檬酸钠溶液的目的是防止血凝固
②加速血细胞破裂

③溶解DNA

④使2mol/L的NaCl溶液稀释至0.14mol/L使得 　DNA最大限度地析出




⑤使含DNA的黏稠物尽可能多的溶解于溶液中
⑥除去含DNA的滤液中的杂质
⑦提取DNA
⑧A出现蓝色 B无变化
讨 论
　　此实验过程中有几次过滤，几次析出？ 分别在哪一步？
答: 整个实验共“两次过滤，两次析出”
　　过滤时使用的纱布层数与需用滤液或黏稠物有关，第二次要用其滤出的黏稠物有关，所以要使用多层纱布，第一次和第三次均要用其滤液，使用的纱布为1－2层。
两次过滤
第一次： DNA存在于滤液里 第一步
第二次： DNA存在于滤液里 第六步
两次析出
第一次：用0.14 mol／L 的NaCI溶液
第二次：用冷却的95％的酒精
第三步
第七步
方法与过程

1.制鸡血细胞液（活鸡鲜血经分离或沉淀获得）
500mL烧杯中，玻棒搅拌，离心、分离或静置沉淀。
2.提取DNA。
①取血细胞5-10mL＋20mL蒸馏水，用玻棒沿一个方向快速搅拌。
②纱布过滤：滤液中含DNA和其他核物质，如蛋白质。
③原理：血细胞的细胞膜、核摸吸水胀破，玻璃棒快速搅拌，机械加速血细胞破裂。
⑴.提取血细胞核物质：
⑵.溶解核内的DNA：
滤液＋2mol/L的NaCl溶液40mL，玻棒沿一个方向轻缓搅拌。
⑶.析出含DNA的粘稠物：
⑷.滤取含DNA的粘稠物：
⑸. DNA粘稠物的再溶解：
在上述溶液中缓缓加入蒸馏水，并沿一个方向轻轻搅拌，出现丝状物；当丝状物不在增加时，停止加水（此时NaCl溶液的浓度相当于0.14mol/L）。
用多层纱布过滤，含DNA的粘稠物留在纱布上。
在20mL烧杯中轻缓搅拌3min，使尽可能多的DNA溶解在NaCl溶液。
⑹.过滤含有DNA的NaCl溶液：
用放有两层纱布的漏斗过滤步骤⑸所得的溶液，滤液中含有DNA。
⑺.提取含有杂质较少的DNA：
步骤⑹所得的滤液＋体积分数为95%的冷却酒精50mL，用玻棒沿一个方向轻缓搅拌，溶液中（析出）出现乳白色丝状物，用玻棒将丝状物卷起，并用滤纸吸取上面的水分。
3.DNA的鉴定：
加入二苯胺试剂4mL，用玻棒搅拌使DNA溶解，沸水浴5min，观察溶液是否出现浅蓝色。
1.共有“三次过滤，两次析出，七次搅拌”
2.加入“两次蒸馏水，三次NaCl溶液，一次酒精”
实验小结
实验原理拓展介绍。
1.DNA的释放。
DNA主要在鸡血细胞的细胞核内，正常情况下不会释放出来，蒸馏水对于鸡血细胞是一种低渗液，水分可以大量进入血细胞，使之胀破，同时加上玻璃棒快速搅拌的机械作用，加速血细胞的细胞膜和核膜的破裂。但释放出来的大量DNA与RNA、蛋白质结合在一起，即释放的不是纯净的DNA，常称为DNA核蛋白。
2.DNA与蛋白质分离。
在高浓度（2mol/L）的氯化钠溶液中，核蛋白易溶解，析出DNA并溶解在高浓度的氯化钠溶液中
3.DNA的析出与获取。
因为DNA在低浓度（ 0.14mol/L ）的氯化钠溶液中溶解度小，而蛋白质的在其中的溶解度大。所以在向含DNA的高浓度的氯化钠溶液中加入大量蒸馏水稀释氯化钠溶液，从而使DNA溶解度下降，蛋白质溶解度增高。
4.DNA的再溶解。
用高浓度（2mol/L）的氯化钠溶液再溶解DNA粘稠物。
5.DNA的沉淀和浓缩。
对于除去了蛋白质的DNA的氯化钠溶液，必须再进一步沉淀和浓缩，常用酒精沉淀法。即往含有Na＋的DNA溶液，加入体积分数为95%的冷却酒精，混匀后可以使DNA沉淀、浓缩，形成含杂质较少的DNA丝状物，悬浮于溶液中。若丝状物较少，可将混合液再放入冰箱中冷却几分钟即可。浓缩后的DNA丝状物可以用玻棒（玻棒有吸附DNA的作用）缓缓旋转的方法卷起。
6.DNA的鉴定。
鉴定时蓝色的深浅与溶液中DNA的含量多少有关。
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?
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
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
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)。
答：D