选修一5．1DNA的粗提取和鉴定人教版高二生物下课件（共29张PPT）

(共29张PPT)
课题 DNA的粗提取与鉴定
人教版高二年级 选修1
生物体内的DNA犹如“雾中花”，神秘莫测，真实的DNA是什么模样？
【问题思考】
1.细胞中有哪些生物大分子？
2.DNA与蛋白质的物理化学性质有哪些主要差异？
3.提取生物大分子的基本思路是什么？
4.提取DNA分子的方法是什么？
探究DNA的提取与鉴定的原理
RNA
蛋白质
脂质
物理
化学
提取DNA的方法：利用DNA与 、 和 等在
和 性质方面的差异，提取DNA，去除其他成分。
据图：
①在什么浓度下，DNA的溶解度最小？
一、DNA的提取的原理：
（一）溶解性：DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度的NaCl溶液中和酒精中的溶解度不同。
②如何控制NaCl溶液的浓度使DNA在盐溶液中溶解或析出？
0.14 mol/L
DNA与蛋白质的溶解性? DNA 蛋白质
溶解特性 在NaCl溶液中，质量浓度为0.14 mol/L时溶解度最小
NaCl浓度从2mol/L降低过程中，溶解度逐渐增大
2mol/LNaCl溶液 溶解 部分发生盐析(沉淀)
0.14mol/LNaCl溶液 析出 溶解
体积分数为95%的冷酒精 不溶 某些蛋白质可溶
（二）对酶、高温和洗涤剂的耐受性
①蛋白酶水解蛋白质，对DNA没有影响。
②60～80°C的高温中，蛋白质变性后溶解度降低而产生沉淀，DNA在80°C以上才会变性。
③洗涤剂瓦解细胞膜（脂质），对DNA没有影响（在植物材料中提取DNA使用）。
? DNA 蛋白质
蛋白酶 无影响
（酶的专一性） 水解
高 温 80℃以上变性
（DNA稳定性） 60～80℃变性
洗涤剂 无影响 瓦解细胞膜
洗涤剂瓦解细胞膜示意图
DNA具有耐受性
（三）鉴定提取物——DNA的方法
DNA遇二苯胺（沸水浴）呈蓝色

二、实验方案

选择合适材料
破碎细胞，获取含DNA的滤液
去除滤液中的杂质
DNA的析出与鉴定
【问题思考】
1.哪些材料适合提取DNA？为什么？
2.针对不同材料，怎样破碎细胞？利用了哪些原理？
3.怎样利用原理将DNA与其他生物大分子分离？
4.设计对照实验对提取物DNA进行鉴定？
问题1.哪些材料适合提取DNA？为什么？
菜花、香蕉、猕猴桃、洋葱、豌豆、菠菜；
鱼卵、猪肝、鸡血、哺乳动物的红细胞；
在液体培养基中培养的大肠杆菌
原则：
凡是含有DNA的生物材料都可以考虑，但是，选用DNA含量相对较高的组织，成功的可能性更大。
材料：新鲜的鸡血（注意要加入柠檬酸钠，防止血液凝固）
①鸡血细胞核的DNA含量丰富，材料易得
②鸡血细胞极易吸水胀破
（一）实验材料的选取
从鸡血中获取鸡血细胞
【注意】血浆中蛋白质含量丰富，需要从鸡血中获取鸡血细胞液
思考题：能否选用牛、羊、猪红细胞血做实验材料？为什么？
不能。因为哺乳动物成熟的红细胞中无细胞核，不含DNA。
（二）破碎细胞，获取含DNA的滤液
1、动物细胞
以鸡血为例：动物细胞的破碎较易，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
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溶液，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。
渗透吸水胀破
2、植物细胞
破碎植物细胞方法：洗涤剂+食盐 搅拌研磨 过滤
? 洗涤剂——离子去污剂，能溶解细胞膜，利于DNA释放
? 食 盐——NaCl，利于DNA的溶解于研磨液中
? 研磨不充分——使细胞核内的DNA释放不完全，提取的DNA量变少
【思考】：获取含细胞核的滤液中的可能有哪些细胞成分？
可能有DNA、核蛋白、多糖、脂质和RNA等杂质。
破碎鸡血细胞，获取细胞核物质
?方案 方法 原理
方案一 通过控制NaCl溶液的浓度，去除杂质。


在滤液中加入NaCl，使NaCl溶液浓度为2mol/L，过滤除去不溶的杂质；
再加入蒸馏水，调节NaCl溶液浓度为0.14mol/L，析出DNA，过滤除去溶液中的杂质；
再用2mol/L的NaCl溶液溶解DNA。
（三）除去滤液中的杂质
Q1：在滤液中加入NaCl，使NaCl溶液浓度为2mol/L，搅拌1min，注意应沿一个方向，目的是？
目的是使DNA充分溶解
过滤溶解有DNA的2mol/L的NaCl溶液，目的是什么？
含DNA的滤液、除去不溶的杂质
含核物质的滤液
Q2：再加蒸馏水的目的是？同时搅拌的目的是？（轻轻地沿一个方向不停地均与搅拌）过滤含DNA黏稠物的0．14mol/L的NaCl溶液，目的是什么？
调节NaCl溶液物质的量为接近0．14mol/L，使DNA黏稠物最大限度的析出
稀释NaCl溶液,析出DNA黏稠物
获得DNA黏稠物（ 纱布上的DNA黏稠物），除去溶液中的杂质
Q3：为什么反复地溶解与析出DNA，能够去除杂质？
?用高浓度的盐溶液溶解DNA，能除去在高盐中不能溶解的杂质；?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。
含核物质的滤液
? 方法 原理
方案二 直接在滤液中加入嫩肉粉，反应10～15min，嫩肉粉中的木瓜蛋白酶能够分解蛋白质。 蛋白酶分解蛋白质，不能分解DNA

方案三 将滤液放在60～75?℃的恒温水浴箱中保温10～15min，使蛋白质变性 DNA耐高温，蛋白质60～80℃会变性

讨论：方案二与方案三的原理有什么不同？
方案二：利用蛋白酶分解杂质蛋白，使提取的DNA与蛋白质分开；
方案三：利用DNA和蛋白质对高温耐受性的不同，使蛋白质变性，与DNA分离
（四） DNA的析出与鉴定
1、DNA的析出
与滤液体积相等的冷却的酒精溶液(体积分数95％)，静置2－3min，溶液中会出现白色丝状物
——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
白色丝状物
2mol/LNaCl

+ 4ml二苯胺
实验组：

水浴加热
蓝色
2mol/LNaCl
+ 4ml二苯胺
水浴加热

对照组：
无蓝色

2. DNA的鉴定
案例 鸡血细胞中的DNA的提取与鉴定
步骤 操作 目的 原理 DNA存在部位
破碎细胞，提取细胞核物质 鸡血中加入柠檬酸钠，离心分层
鸡血细胞液中加入蒸馏水，快速搅拌
过滤①
获取含DNA的滤液 滤液中加入2mol/L的NaCl溶液，一个方向搅拌
去除杂质，使DNA与其他大分子分离 溶液中加入蒸馏水
过滤②
DNA粘稠物中加入2mol/L的NaCl溶液，一个方向搅拌
过滤③
纯化DNA 滤液中加入95%冷却的酒精，一个方向搅拌
玻璃棒卷起白色丝状物
DNA的鉴定 A：2mol/L的NaCl+提取丝状物+二苯胺
B：2mol/L的NaCl+二苯胺
制备鸡血细胞液
血细胞吸水涨破
DNA溶解2mol/L的NaCl
溶解细胞核物质DNA
析出含DNA的粘稠物
DNA的粘稠物再溶解
DNA溶解2mol/L的NaCl
DNA在0.14mol/L的NaCl溶液中，溶解度最低
DNA不溶于酒精，蛋白质杂质可溶
DNA遇二苯胺变蓝色（沸水浴）
加速血细胞破裂
DNA析出，杂质溶解，
进一步纯化DNA
滤液
纱布上的粘稠物
滤液
析出的丝状物
DNA析出
血细胞中
液体中
溶液中
溶液中
柠檬酸钠防止血液凝固
【例】 下列有关“DNA的粗提取与鉴定”实验相关操作中所选取的试剂，错误的是（ ）
B
1.在“DNA的粗提取与鉴定”实验中，实验原理是利用DNA在不同浓度的NaCl溶液中的溶解度不同来提取的，DNA的溶解度与图示曲线的对应点相符合的是
A.a点浓度最适合析出DNA
B.b点浓度最适合析出DNA
C.c点浓度最适合析出DNA
D.d点浓度最适合析出DNA
学习巩固
B
2. 下列关于“DNA的粗提取与鉴定”实验的原理的叙述，正确的是
A.利用“所有蛋白质不能忍受60～80 ℃的高温，而DNA在80℃以上才会变性”的特性提纯DNA
B.利用“DNA在2 mol/L的NaCl溶液中溶解度最低，易析出”的特性提取DNA
C.利用“DNA不溶于酒精，而细胞中的某些蛋白质可溶于酒精”的特性提纯DNA
D.利用“DNA与二苯胺作用而显现紫色”的特性鉴定DNA
C
3.如图所示为“DNA的粗提取和鉴定”实验的相关操作。请回答下列问题：




（1）图中实验材料A可以是 等，研磨前加入的物质B应是 。
（2）通过上述步骤得到滤液C后，再向滤液中加入2 mol/L的NaCl溶液的目的是 ，再过滤得到滤液D，向滤液D中加入蒸馏水的目的是 。

学习巩固
（3）在“DNA的粗提取和鉴定”实验中，将含有一定杂质的DNA丝状物分别放入体积为2 mL的4种不同溶液中，经搅拌后过滤，获得4种滤液，含DNA最少的是滤液 (填表中字母)。