高中生物人教版选修1 专题5 课题1 DNA的粗提取与鉴定

(共40张PPT)
两条反向平行多核苷酸链相互缠绕
右手双螺旋结构
磷酸与糖基通过磷酸二脂键相连，形成核酸的骨架
碱基平面与假象的中心轴垂直，糖环平面则与轴平行
碱基按A-T，G-C配对互补，彼此以氢键相联系
DNA结构
新课导入
我们体内的DNA是什么样子的？

如何提取体内DNA呢？
专题5 DNA和蛋白质技术
课题1
DNA的粗提取与鉴定
教学目标
知识目标
1.掌握DNA的物理化学性质。
2.理解DNA粗提取的原理。
3.理解DNA鉴定的原理。
4.学会对植物或动物组织中的
DNA进行粗提取。
5.学会用二苯胺鉴定DNA。
过程与方法
情感态度与价值观
采取理论和实验相结合的方法，让学生掌握DNA的粗提取和鉴定的基本知识与方法。
1.培养学生认真严谨的科学态度。
2.锻炼学生实验动手能力。
3.培养学生团队合作意识。
教学重难点
课题重点
课题难点
DNA的粗提取与鉴定的方法。
DNA的粗提取与鉴定的方法。
内容解析
基础知识
DNA的物理化学性质


化学性质 在沸水浴条件下，DNA与二苯胺反应呈蓝色
物理性质 溶解度：
在0.14mol/L NaCl溶液中溶解度最小
不溶于酒精
耐受性：
80℃以上高温变性
被DNA酶分解，而不被蛋白酶分解
洗涤剂能破坏DNA结构
如何利用DNA的物理化学性质提取和鉴定DNA？
2.DNA在0.14mol/L NaCl溶液中溶解度最小
思考：
将DNA置于0.14mol/NaCl溶液中，使DNA沉淀后与杂质分离
1.洗涤剂能溶解细胞膜，但不会破坏DNA
将DNA从细胞中取出来
3.DNA不溶于酒精，蛋白质溶于酒精
将DNA与蛋白质进一步分离
4.DNA与二苯胺在沸水浴条件下呈蓝色
作为鉴定DNA的依据
实验设计
让我们一起动手来进行DNA的粗提取与鉴定
实验材料

动物DNA材料
鸡血细胞
植物DNA材料
菜花细胞
化学材料
二苯胺试剂
NaCl溶液
酒精溶液
实验过程
1.破碎细胞，获取DNA滤液
讨论：破碎动植物细胞的方法一样吗？若不一样，分别应当如何破碎？
破碎两种细胞的的方法不一样
无细胞壁，将其放入蒸馏水中，使其破裂释放DNA
动物细胞：
有细胞壁，需先用洗涤剂充分溶解细胞膜和细胞壁，充分搅拌和研磨，使细胞破裂释放DNA
植物细胞：


注意事项
在植物细胞研磨液中需加入SDS使蛋白质变性与DNA分离、EDTA抑制DNA酶活性。

在破裂动物细胞水溶液中需加入柠檬酸钠，防止细胞凝集；

2.除去滤液中的杂质
讨论：
滤液中可能有那些杂质？
核蛋白
RNA
多糖
现在我们为大家设计了三种方案来去除杂质
方案一
原理：DNA在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同
在滤液中加入NaCl，使NaCl溶液浓度为2mol/L，析出杂质
调节NaCl溶液浓度为0.14mol/L，析出DNA
再用2mol/LNaCl溶液溶解DNA


方案二
原理：嫩肉粉中的木瓜蛋白酶能够分解蛋白质
在含DNA的滤液中加入嫩肉粉，反应10~15min
方案三
原理：蛋白质在60-75℃水浴中变性沉淀，DNA不变性
将含DNA滤液放在60-75℃的很温水浴箱中10-15min
3.DNA的析出

在DNA中加入预冷的体积分数为95％的乙醇，玻璃棒向一个方向均匀、缓慢的搅拌，溶液中析出丝状DNA.
为什么要加入预冷的乙醇呢？
预冷的乙醇有以下优点：
1.抑制核酸水解酶的活性，防止DNA分解
2.降低分子运动，易于形成沉淀析出
3.增加DNA分子的柔韧性，减少断裂
4.DNA的鉴定
二苯胺法
1.取两只试管，一只加入5ml的２mol/L的NaCl溶液将DNA溶解，另一只作为对照组
2.在两只都加入4ml二苯胺，混合均匀后置于沸水中加热5min
3.观察结果
结果分析与评价
DNA的提取与鉴定
提取DNA的颜色为白色，与二苯胺反应呈蓝色。

成功
提取的DNA不为白色
与二苯胺反应不呈蓝色
DNA中含杂质较多
DNA含量较少
原因
原因
失败

相关链接
二苯胺鉴定DNA的化学原理
　　DNA中嘌呤核苷酸上的脱氧核糖遇酸生成ω-羟基-λ酮基戊醛，它再和二苯胺作用而呈现蓝色。鉴定师溶液蓝色的深浅，与溶液中DNA含量的多少有关。

100℃








冰醋酸
少量浓硫酸
二苯胺
DNA
蓝色物质
+
+



+
课堂小结
DNA的物理性质

0.14mol/L NaCl溶液溶解度最小
溶解性

不溶于酒精
耐受性

酶：DNA酶
温度：80℃以上变性
洗涤剂：不会使DNA变性
DNA的化学性质
DNA与二苯胺在沸水浴中变蓝
提取DNA的实验步骤
破碎细胞，获取含DNA的滤液
选取实验材料
去除滤液中的杂质
析出DNA
鉴定DNA




针对性练习
1.下列叙述中错误的是（ ）
A．改变NaCl溶液的浓度只能使DNA溶解而不能使其析出
B．在沸水浴中，DNA遇二苯胺试剂会呈现蓝色
C．用电泳法可分离带电性质、分子大小和性状不同的蛋白质
D．用透析法可去除蛋白质样品中的小分子物质
A
解析
　　当NaCl溶液浓度低于0.14mol/L时，随浓度的升高，DNA的溶解度降低；当NaCl溶液浓度高于0.14mol/L时，随浓度升高，DNA的溶解度升高；NaCl溶液浓度为0.14mol/L时，DNA的溶解度最低。因此，改变NaCl溶液的浓度可以使其析出。
　2、将下列细胞或细胞器置于蒸馏水中，不会破裂的是 （ ）
A.红细胞 　　　　 B.叶绿体
C.线粒体 　　　 D.洋葱表皮细胞?
D
解析
细胞膜（细胞器膜）是选择透过性膜，膜内的物质不能透过膜到膜外，当把这些细胞（细胞器）放在蒸馏水中，水分子大量进入膜内，使细胞（细胞器）吸水胀大直至胀破，而洋葱表皮细胞外有细胞壁，细胞壁的伸缩性有限，所以不会出现破裂。
3、做DNA粗提取和鉴定实验时,实验材料用鸡血而不用猪血的原因是（　　）
A.鸡血的价格比猪血的价格低
B.猪的红细胞没有细胞核,不易提取到DNA
C鸡血不凝固.猪血会凝固
D.用鸡血提取DNA比用猪血提取操作简便

Ｂ
解析
哺乳类动物的红细胞没有细胞核，猪属于哺乳动物，因此其红细胞没有细胞核。
　　 DNA主要存在于细胞核中，因此如果没有细胞核，则提出的DNA量过少而不利于其鉴定。
因此使用鸡血红细胞。
课堂练习

填空题
1.DNA析出与鉴定过程中，出现白色丝状物后，用玻璃棒搅拌时要沿一个方向轻轻搅拌的原因是（　　　　　　　　　　）。
防止DNA结构被破坏
2.在DNA析出与鉴定过程中加入酒精的目的是（　　　　　　　　）。
析出DNA
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( 　 )

选择题
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

Ｂ
A.随着NaCl溶液浓度的增大，DNA在NaCl溶液中的溶解度也增大
B.随着NaCl溶液浓度的减小，DNA在NaCl溶液中的溶解度也减小
C.DNA在NaCl溶液中的溶解度与NaCl溶液的浓度无关
D.当NaCl溶液的浓度为0.14M时，DNA的溶解度最低
2.关于DNA在NaCl溶液中的溶解度，下面的叙述哪一个是正确的（ 　　 ）

Ｄ

简答题
1.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)。
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?
答：DNA在０.1４ｍｏｌ/Ｌ的NaCl溶液中溶解度最小，因此前者作用是溶解DNA，后者是作用使DNA析出 。
再见