课题1-DNA的粗提取与鉴定

新课导入DNA的发现•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结构我们体内的DNA是什么样子的？如何提取体内DNA呢？专题5DNA和蛋白质技术教学目标知识目标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/LNaCl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/LNaCl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10-15min3.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5min3.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/LNaCl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高考链接1.2008.江苏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。2.2005.江苏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.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。3.2006.江苏做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DNAC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DNA1.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DNAＢA.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2mol／L和0.14mol／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。教学习题答案1.请解释提取DNA的实验操作中主要步骤的目的？答：提取DNA的第一步是材料的选取，其目的是一定要选取DNA含量较高的生物材料，否则会由于实验过程中或多或少的损失而造成检测的困难；第二步是DNA的释放和溶解，这一步是实验成功与否的关键，要尽可能使细胞内的DNA全部溶解；第三步是DNA的纯化，即根据DNA的溶解特性、对酶及高温的耐受性的不同等特性，最大限度地将DNA与杂质分开；最后一步是对DNA进行鉴定，这是对整个实验的结果的检测。2.你认为从细胞中提取某种特定的蛋白质与提取DNA一样容易吗？为什么？答：提取蛋白质比提取DNA的难度大。这是因为，与DNA相比，蛋白质对温度、盐浓度、PH等条件要敏感得多，很容易失活；并且蛋白质的结构多种多样，理化性质各不相同，使得蛋白质的提取没有一种统一的方法，只能根据特定蛋白质的特性摸索提取的条件，设计特定的方法